CN216354662U - 一种铅酸电池补水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铅酸电池补水装置，包括开口朝上的电池壳，电池壳内有六个电池单格，单个电池单格内均放置有集群，相邻两个集群的正极和负极之间通过汇流排进行串联连接，位于汇流排侧面外部的集群顶面放置有补水颗粒，补水颗粒在酸性环境下缓慢地释放水，从而在铅酸电池的使用过程中，逐渐失水的电解液由缓慢释放水的补水颗粒进行补水，并且为持续补水，有效延长了铅酸电池的循环使用寿命，尤其适用于电动车用阀控式铅酸蓄电池。

Description

一种铅酸电池补水装置

技术领域

本实用新型涉及铅酸电池技术领域，尤其是一种铅酸电池补水装置。

背景技术

铅酸电池在充放电或者放置过程中，会发生水的电解和自放电等副反应，使电解液中水的含量减少，硫酸电解液的浓度增加，进而加剧了板栅的腐蚀，缩短了电池的循环寿命；另一方面，由于失水电解液液面降低，导致有些格挡纸浸润不到酸液，极板与格挡之间不能很好的贴合，发生反应的时候电解液不能及时补充到电极附近导致电池容量衰减，最终因电解液干涸导致电池失效。另外，如果充电器的上限电压选得太高，充电时电解水反应速度较大，使生成的氧来不及复合，亦将引起电池失水。因此，如何解决电池失水的问题，成为了动力铅酸蓄电池亟待解决的问题。

现有技术中，主流的铅酸电池补水方案是顺着排气孔撬开铅酸蓄电池上方的盖板，然后打开橡胶帽，用吸管吸取配置好的电解液(蒸馏水和硫酸的混合液，例如500ml:0.5ml)并从排气孔缓慢均匀滴入，静置24h后，盖上橡胶帽。从而达到补充电解液水分、降低电解液浓度使其恢复正常浓度的目的。

但是，现有的补水方式操作繁琐，如果蒸馏水不小心加太满，会导致电解液从铅酸蓄电池上盖小孔中溢出，溢出的电解液是导电的，如果流到铅酸蓄电池的正、负极两极之间，会形成自放电回路，造成安全隐患。此外，添加蒸馏水的操作过程会发生异物从排气孔进入电池的情况，影响电池性能，还可能会造成安全隐患。并且，电解液如果忘了及时补充的话，可能会缩短铅酸蓄电池的使用寿命。

实用新型内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的铅酸电池补水装置，从而缓慢、持续、自动为电解液中补水，有效延长了铅酸电池的循环使用寿命，尤其适用于电动车用阀控式铅酸蓄电池。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种铅酸电池补水装置，包括开口朝上的电池壳，所述电池壳内有多个电池单格，每个电池单格内均放置有集群，相邻两个集群的正极和负极之间通过汇流排进行串联连接，位于汇流排侧面外部的集群顶面放置有补水颗粒，补水颗粒在酸性环境下释放水。

作为上述技术方案的进一步改进：

电池单格沿着电池壳的长度方向依次排列，连接相邻集群的汇流排沿着电池壳的长度方向排列，汇流排沿宽度方向排成两排，位于两排汇流排外侧的集群顶面的电池单格内均放置有补水颗粒。

位于两排汇流排之间的集群顶面的电池单格内均放置有开有通孔的防护片；防护片位于对应集群顶面的中部。

电池壳上方密封配装有上盖，上盖上开设有排气阀孔，排气阀孔位于防护片正上方。

所述防护片、补水颗粒的顶面均低于电池单格之间格挡的高度，汇流排横跨对应的格挡将相邻集群连接，上盖底面开设有与格挡顶部、汇流排上部相配的凹槽。

所述集群顶部的补水颗粒为球形结构或类球形结构，补水颗粒均匀铺设有一层。

所述补水颗粒为核-壳结构，其具体结构为：包括中部的水凝胶内核，水凝胶内核外壁面包裹有多孔耐酸层，多孔耐酸层外壁面包裹有降解层。

所述水凝胶内核由树脂材料构成交联网络结构的骨架，并吸水后形成凝胶状结构；该树脂材料为淀粉类、纤维素类、聚丙烯酰胺类吸水高分子材料中的一种或几种。

所述多孔耐酸层采用憎水材料，为PTFE、PVDF中的一种。

所述降解层采用酸性降解材料，为PP、PS、PE、PVC中的一种或几种。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过集群上方放置补水颗粒，该补水颗粒在酸性环境下释放水，从而在铅酸电池的使用过程中，逐渐失水的电解液由缓慢释放水的补水颗粒进行补水，并且为持续补水，有效延长了铅酸电池的循环使用寿命，尤其适用于电动车用阀控式铅酸蓄电池。

本实用新型还包括如下优点：

在铅酸电池中装配防护片时，即在集群上方放置补水颗粒，然后安装上盖并封胶固化；电池化成过程中，暴露在酸性环境中的补水颗粒的最外层降解层首先被降解，使得多孔耐酸层暴露出来；化成结束后，集群上方多余的酸被抽走；在电池正常使用充放电过程中，酸雾透过多孔耐酸层渗透至水凝胶内核处，使得水凝胶内核的交联网络密度降低，水凝胶内核吸收的水被释放，从而实现了补水颗粒的持续、缓慢补水；

补水颗粒中水的释放速率由降解层的厚度、分子量以及多孔耐酸层的孔率、孔径决定。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中A部的局部放大图。

图3为本实用新型上盖的结构示意图(朝向电池壳的底面结构)。

图4为本实用新型补水颗粒的结构示意图。

其中：1、电池壳；2、补水颗粒；3、防护片；4、汇流排；5、格挡；6、集群；7、上盖；

21、降解层；22、多孔耐酸层；23、水凝胶内核；71、排气阀孔；72、凹槽。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实施例的一种铅酸电池补水装置，包括开口朝上的电池壳1，电池壳1内通过格挡5分隔成多个电池单格，单个电池单格内均放置有集群6，相邻两个集群6的正极和负极之间通过汇流排4进行串联连接，位于汇流排4侧面外部的集群6顶面放置有补水颗粒2，补水颗粒2在酸性环境下释放水，从而在铅酸电池的使用过程中，逐渐失水的电解液由缓慢释放水的补水颗粒2进行补水，并且为持续补水，有效缓解甚至解决电解液失水的问题。

多个电池单格沿着电池壳1的长度方向依次排列，连接相邻集群6的汇流排4沿着电池壳1的长度方向排列，汇流排4沿宽度方向排成两排，位于两排汇流排4外侧的集群6顶面的电池单格内均放置有补水颗粒2。

本实施例中，电池单格的数量为六个。

位于两排汇流排4之间的集群6顶面的电池单格内均放置有开有通孔的防护片3；防护片3位于对应集群6顶面的中部。

如图3所示，电池壳1上方密封配装有上盖7，上盖7上开设有排气阀孔71，排气阀孔71位于防护片3正上方。

防护片3、补水颗粒2的顶面均低于电池单格之间格挡5的高度，汇流排4横跨对应的格挡5将相邻集群6连接，上盖7底面开设有与格挡5顶部、汇流排4上部相配的凹槽72。

集群6顶部的补水颗粒2为球形结构或类球形结构，补水颗粒2均匀铺设有一层。

本实施例中，球形结构的补水颗粒2的直径为1mm-10mm。

补水颗粒2为双层壳的核-壳结构，如图4所示，其具体结构为：包括中部的水凝胶内核23，水凝胶内核23外壁面包裹有多孔耐酸层22，多孔耐酸层22外壁面包裹有降解层21，降解层21在酸性环境下易降解。

水凝胶内核23由树脂材料构成交联网络结构的骨架，该骨架具有良好的保水能力，并吸水后形成凝胶状结构；该树脂材料为淀粉类、纤维素类、聚丙烯酰胺类吸水高分子材料中的一种或几种；凝胶状结构的水凝胶内核23具有一定的弹性和机械强度，其吸水倍率为100-1000，具体吸水量由颗粒的直径决定。

多孔耐酸层22采用憎水材料，为PTFE、PVDF中的一种，该憎水材料的分子量范围为5000-10000；多孔耐酸层22的孔率和孔径决定酸雾透过速率，也就决定了补水颗粒2释放水的速率，多孔耐酸层22在酸性环境下不易降解。

降解层21采用酸性降解材料，为PP、PS、PE、PVC中的一种或几种，该降解材料的分子量范围是300-600，通过控制其厚度与分子量来调节在酸性条件下的降解时间，降解层21的厚度也可以结合反应的时间和加入的高分子单体的量来决定。

本实施例中，在铅酸电池中装配防护片3时，即在集群6上方放置补水颗粒2，然后安装上盖7并封胶固化；电池化成过程中，暴露在酸性环境中的补水颗粒2的最外层降解层21首先被降解，使得多孔耐酸层22暴露出来；化成结束后，集群6上方多余的酸被抽走；在电池正常使用充放电过程中，酸雾透过多孔耐酸层22的孔进至水凝胶内核23处，使得水凝胶内核23的交联网络密度降低，水凝胶内核23吸收的水被释放，从而实现了补水颗粒2的持续、缓慢补水。

也就是说，本实施例中铅酸电池中的补水颗粒2在化成前就放置到集群6上方，在化成结束时，补水颗粒2最外层的降解层21部分或是完全降解，在后续铅酸电池的充放电过程中，由补水颗粒2中的水凝胶内核23析水并透过多孔耐酸层22进入下方的集群中实现持续缓慢补水。

本实施例中，补水颗粒2中水的释放速率由降解层21的厚度、分子量以及多孔耐酸层22的孔率、孔径决定；降解层21的厚度越小、分子量越小，则降解层越快降解完，则补水开始的时间越早，反之则补水开始的时间越晚；多孔耐酸层22的孔率越大、孔径越大，则补水速度越快，反之则补水速度越慢。

本实用新型操作简单，使用方便可靠，实现了铅酸电池使用过程中的持续、缓慢补水，有效延长了铅酸电池的循环使用寿命，尤其适用于电动车中多数情况处于深充深放电状态或者快充状态的阀控式铅酸蓄电池，实用性好。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种铅酸电池补水装置，包括开口朝上的电池壳(1)，其特征在于：所述电池壳(1)内有多个电池单格，每个电池单格内均放置有集群(6)，相邻两个集群(6)的正极和负极之间通过汇流排(4)进行串联连接，位于汇流排(4)侧面外部的集群(6)顶面放置有补水颗粒(2)，补水颗粒(2)在酸性环境下释放水。

2.如权利要求1所述的一种铅酸电池补水装置，其特征在于：电池单格沿着电池壳(1)的长度方向依次排列，连接相邻集群(6)的汇流排(4)沿着电池壳(1)的长度方向排列，汇流排(4)沿宽度方向排成两排，位于两排汇流排(4)外侧的集群(6)顶面均放置有补水颗粒(2)。

3.如权利要求2所述的一种铅酸电池补水装置，其特征在于：位于两排汇流排(4)之间的集群(6)顶面均放置有开有通孔的防护片(3)；防护片(3)位于对应集群(6)顶面的中部。

4.如权利要求3所述的一种铅酸电池补水装置，其特征在于：电池壳(1)上方密封配装有上盖(7)，上盖(7)上开设有排气阀孔(71)，排气阀孔(71)位于防护片(3)正上方。

5.如权利要求4所述的一种铅酸电池补水装置，其特征在于：所述防护片(3)、补水颗粒(2)的顶面均低于电池单格之间格挡(5)的高度，汇流排(4)横跨对应的格挡(5)将相邻集群(6)连接，上盖(7)底面开设有与格挡(5)顶部、汇流排(4)上部相配的凹槽(72)。

6.如权利要求1所述的一种铅酸电池补水装置，其特征在于：所述集群(6)顶部的补水颗粒(2)为球形结构或类球形结构，补水颗粒(2)均匀铺设有一层。

7.如权利要求1所述的一种铅酸电池补水装置，其特征在于：所述补水颗粒(2)为核-壳结构，其具体结构为：包括中部的水凝胶内核(23)，水凝胶内核(23)外壁面包裹有多孔耐酸层(22)，多孔耐酸层(22)外壁面包裹有降解层(21)。

8.如权利要求7所述的一种铅酸电池补水装置，其特征在于：所述水凝胶内核(23)由树脂材料构成交联网络结构的骨架，并吸水后形成凝胶状结构；该树脂材料为淀粉类、纤维素类、聚丙烯酰胺类吸水高分子材料中的一种或几种。

9.如权利要求7所述的一种铅酸电池补水装置，其特征在于：所述多孔耐酸层(22)采用憎水材料，为PTFE、PVDF中的一种。

10.如权利要求7所述的一种铅酸电池补水装置，其特征在于：所述降解层(21)采用酸性降解材料，为PP、PS、PE、PVC中的一种或几种。

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