CN2377686Y - 复式双极性铅酸蓄电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种复式双极性铅酸蓄电池。它主要包括有电池槽壳体、接线端子、铅合金板栅、负极铅膏、正极铅膏、隔板、单元隔离壁、磁性控制阀以及均衡充电装置等。本蓄电池优点主要有:可设有相连隔离的多个单元电池,单、双极电池融为一体,具有高组合性,实现了小体积高容量的统一,重量比能量大,功率密度高,电流分布好,电池寿命长等。

Description

复式双极性铅酸蓄电池
本实用新型涉及一种复式双极性铅酸蓄电池。
现有的单极电池存在不少缺点，它内阻高，重量大，功率密度低，组合性差等。人们努力研制克服上述缺点的双极电池，由于尚未找到适用于导电耐腐蚀的极板基底的材料，还有电极副反应加剧而影响其的存放寿命和循环寿命以及难以实现高容量与小体积的统一等难题，未能得到解决，所以双极电池仍然处在实验室研制过程中。
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，设计一种以复合极板适用的基材，内阻低，电流分布好，重量轻，功率密度高，具有高组合性并可使小体积高容量达到统一的复式双极性铅酸蓄电池。
本实用新型是通过下述技术方案来实现的：它包括电池槽壳体、接线端子、铅合金板栅、负极铅膏、正极铅膏以及隔板、单元隔离壁、磁性控制阀，其中：电池槽壳体内以单元隔离壁相隔的各单元电池槽连在一起彼此隔离，其内的电解液互不相通，单元隔离壁与电池槽壳体相接固定，铅合金板栅呈
Figure Y9920633400031
状并以水平方向上下平行等距设置，单元隔离壁将铅合金板栅的中部拐角包覆固定并使其在相邻的单元电池槽内各半而呈上下交错设置，其两端的单元电池的铅合金板栅为单极并分别与接线端子相联，上、下各铅合金板栅由与电池槽壳体及单元隔离壁相嵌固定的隔板分别相隔，由隔板相隔的上、下各对应格内分别灌满负极铅膏及正极铅膏，在各单元电池槽的上壁处分别设置固定有磁性控制阀。
本实用新型的优点主要有：
1、本实用新型设计独特，将单极与双极电池巧妙合理地融为一体，有效地解决了基底材料及小体积与高容量的统一，克服了电极副反应，使双极电池达到实用成为现实；
2、合理的结构可达到高组合并且板栅重量轻，减去汇流排及外部连接件等，非反应铅件重量降到仅为原重的30％，同时板栅与活性物质的接触面积大，内阻低，电流分布合理，活性物质利用率高，其重量比能量达到国内最高水平的1倍半，超过国际最高水平20％多；
3、正、负极板完全封闭，活性物质无脱落现象，该复式双极电池结构自放电率低，存放寿命及循环寿命长，比原单极电池寿命长3-5倍；
4、最顶层为负极板并呈水平设置极板，使充电时产生的氧必然穿过玻璃纤维的隔板进入负极板进行复合，使复合率接近100％，并且避免了酸液的分层现象；
5、磁性控制阀密封可靠，控制压力一致性好，不易老化，长期使用稳定可靠；
6、设置的均衡充电装置简单有效地解决了双极电池的充电电压达到一致，保证了充电的顺利进行，无气体析出。
下面结合附图给出的实施例对本实用新型作进一步说明：
图1为复式双极性铅酸蓄电池的结构示意图；
图2为图1的A-A向视图；
图3为本蓄电池的磁性控制阀的结构示意图；
图4为本蓄电池的均衡充电装置的原理电路图。
参照图1及图2，如前所述，电池槽壳体1内以单元隔离壁7相隔的各单元电池槽连在一起彼此隔离，其内的电解液互不相通，单元隔离壁7与电池槽壳体1相接固定，铅合金板栅3呈
Figure Y9920633400041
状并以水平方向上下平行等距设置，单元隔离壁7将铅合金板栅3的中部拐角包覆固定并使其在相邻的单元电池槽内各半而呈上下交错设置，其两端的单元电池的铅合金板栅3为单极并分别与接线端子2相联，上、下各铅合金板栅3由电池槽壳体1及单元隔离壁7相嵌固定用超细纤维制作的隔板5分别相隔，由隔板5相隔的上、下各对应格内分别灌满负极铅膏4及正极铅膏6，正、负极板在各自单元电池槽内构成卧式单极电池，在相邻的两个单元电池槽形成双极电池结构，在各单元电池槽的上壁处分别设置固定有磁性控制阀8，用以排除电池内可能生成的气体，同时兼作向各单元电池槽内。注入酸液的注酸孔。
在电池槽壳体1壁内预埋有与铅合金板栅3相联的均衡充电装置9，以保持各单元电池充电电压均衡。
参照图1、图2及图3，磁性控制阀8包括阀壳体10、衔铁片11、密封圈12、永磁环13、排气透孔14，其中：在阀壳体10下底的中心处设置有排气透孔14，在阀壳体10下底排气透孔14外围的内底座上套置有永磁环13，永磁环13与阀壳体10经塑封相固定，用以防止酸腐蚀，在阀壳体10的排气透孔14的上顶沿处设置有O形耐酸密封圈12，保持排气透孔14密闭，在密封圈12的上方平放有塑封的衔铁片11。平时，抵座在阀壳体10底座上的永磁环13紧吸其上方的衔铁片11向下而紧压其下方的密封圈12封住排气透孔14，使电池内外隔断不相通。当电池内产生气体，压力增大到大于设计的压力，克服永磁环13的吸力，顶开密封圈12将电池内的气体排出，电池内气压力减小，密封圈12关闭排气透孔14，达到自动调节电池内的压力。永磁环13以采用钕铁硼材料制作的效果最好。
参照图1、图2及图4，本例为三个单元电池的组合蓄电池，均衡充电装置9包括限流电阻R、隔离二极管D1、D2及D3、分流二极管组3D1、3D2及3D3，其中：3D1、3D2及3D3均为三个二极管相串联组成，在进线端串有限流电阻R，限流电阻R与各分流二极管组3D1、3D2及3D3相串联，3D1、3D2及3D3的正极分别各经对应的隔离二极管D1、D2及D3与对应的单元电池E1、E2及E3的正极相联，3D1、3D2及3D3的负极经相邻单元电池共用的隔离二极管分别与对应的单元电池E1、E2及E3的负极相联，E1的负极与E2的正极相联，E2的负极与E3的正极相联，E3的负极与电池组的负极相联。
3D1、3D2及3D3的正向导通电压为2.3伏，在充电初其对应的单元电池E1、E2及E3的电压均低于导通电压，分流二极管组阻断，充电电流全部经隔离二极管D1向串联电池组E1、E2及E3充电，随着充电的进行，E1、E2及E3各单元电池电压不断升高。由于各单元电池的参数不尽一致，它们的电压值有的升得快，有的慢些，如其中某单元电池Ex充足电，电压值达2.3伏，为避免该单元电池Ex过充产生气体，分流电路此时导通，使电流部分地通过分流二极管组，只有很小部分通过Ex，使其电化反应减缓，其余的单元电池仍通过全部充电电流，电化反应依旧，从而实现充电后期各单元电池互相趋于一致，避免出现个别单元电池严重过充而析出气体。
本装置可采用两个以上任意个单元电池组合，任意个单元电池的均衡充电装置的电路依上类推，设任意单元电池为En，在设置的电池组合中设有均衡充电装置9，它包括有限流电阻R，隔离二极管D1……Dn、分流二极管组3D1……3Dn，其中：3D1……3Dn均为三个二级管串联组成，在进线端串联限流电阻R，限流电阻R与各分流二极管组3D1……3Dn相串联，各分流二极管组3D1……3Dn的正极分别各经对应的隔离二极管D1……Dn与对应的单元电池E1……En的正极相联，分流二极管组3D1……3Dn的负极依次经相邻单元电池共用的隔离二极管D1……Dn分别与对应的单元电池E1……En的负极相联，前一单元电池的负极与后一单元电池的正极依次相联，最后一个单元电池En的负极与负极接线端子相联。

Claims (4)

1、一种包括电池槽壳体(1)、接线端子(2)、铅合金板栅(3)、负极铅膏(4)及正极铅膏(6)的复式双极性铅酸蓄电池，其特征为：还包括隔板(5)、单元隔离壁(7)、磁性控制阀(8)，其中：电池槽壳体(1)内以单元隔离壁(7)相隔的各单元电池槽连在一起彼此隔离，其内的电解液互不相通，单元隔离壁7与电池槽壳体(1)相接固定，铅合金板栅(3)呈
Figure Y9920633400021
状并以水平方向上下平行等距设置，单元隔离壁(7)将铅合金板栅(3)的中部拐角包覆固定并使其在相邻的单元电池槽内各半而呈上下交错设置，其两端的单元电池的铅合金板栅(3)为单极并分别与接线端子(2)相联，上、下各铅合金板栅(3)由电池槽壳体(1)及单元隔离壁(7)相嵌固定的隔板(5)分别相隔，由隔板(5)相隔的上、下各对应格内分别灌满负极铅膏(4)及正极铅膏(6)，在各单元电池槽的上壁处分别设置固定有磁性控制阀(8)。
2、根据权利要求1所述的复式双极性铅酸蓄电池，其特征为：其控制阀(8)包括有阀壳体(10)、衔铁片(11)、密封圈(12)、永磁环(13)及排气透孔(14)，其中：在阀壳体(10)下底的中心处设置有排气透孔(14)，在阀壳体(10)下底排气透孔(14)外围的底座上套置有永磁环(13)，永磁环(13)与阀壳体(10)经塑封相固定，在排气透孔(14)的上顶沿处设置有密封圈(12)，在密封圈(12)的上方平放有塑封的衔铁片(11)。
3、根据权利要求1所述的复式双极性铅酸蓄电池，其特征为：其单元电池可设置2个以上。
4、根据权利要求1或3所述的复式双极性铅酸蓄电池，其特征为：在设置的电池组合中设置联结有均衡充电装置(9)，它包括有限流电阻R、隔离二极管D1……Dn、分流二极管组3D1……3Dn，其中：3D1……3Dn均为三个二极管串联组成，在进线端串联限流电阻R，限流电阻R与各分流二极管组3D1……3Dn相串联，各分流二极管组3D1……3Dn的正极分别各经对应的隔离二极管D1……Dn与对应的单元电池E1……En的正极相联，分流二极管组3D1……3Dn的负极依次经相邻单元电池共用的隔离二极管D1……Dn分别与对应的单元电池E1……En的负极相联，前一单元电池的负极与后一单元电池的正极依次相联，最后一个单元电池En的负极与负极接线端子相联。
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