CN2632871Y - 卷绕式蓄电池 - Google Patents

Abstract

一种卷绕式蓄电池，它由蓄电池壳体、正、负极板、蓄电池汇流端子和电解液组成，在相邻的正、负极板之间设置隔板，以正、负极板和隔板的一侧边为轴，卷绕成型，其外围套设有蓄电池壳体，蓄电池汇流端子分别与正、负极板相连，凸设置在蓄电池壳体两端侧。本实用新型蓄电池加工工艺、装配简单，电池内阻低，抗震性能极佳，电极基材具有极高的机械拉伸强度、高耐腐蚀性、柔性良好易于加工，可用于制造高重量比能量，高功率、大电流放电使用的蓄电池。

Description

卷绕式蓄电池

技术领域

本实用新型涉及一种蓄电池，尤其是一种以铸焊方式在蓄电池的两端形成汇流端的卷绕式蓄电池，适合大电流充放电及频繁循环使用，属于蓄电池制造技术领域。

背景技术

蓄电池广泛应用于能源、电力、交通、通信等许多领域。传统的铅酸蓄电池制造工艺虽然已经历了一个多世纪的发展历程，但对近一步提高电池的能量密度和功率有其局限性。传统的铅酸电池，其正、负极板主要采用的是平板式极板。为了提高电池的容量，通常将多个单一极板在极耳处通过汇流排并联连接。这种平板结构电池的加工和极组的装配过程比较复杂；同时，由于极耳在连接处产生一定的接触电阻，会影响大电流放电性能。这种平板式电极结构尤其不适用于制造高功率、大电流密度充/放电使用条件下的小型电池。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种卷绕式蓄电池，其具有加工工艺简单、低电池内阻、高机械强度、高抗震性能、高导电性和高耐蚀性能等特点。

本实用新型的另一个目的在于针对现有技术的不足，提供一种卷绕式蓄电池，功率高，是一种大电流密度充/放电使用条件下的小型电池。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：

一种卷绕式蓄电池，它由蓄电池壳体、正、负极板、隔板、蓄电池汇流端子和电解液组成，隔板设在相邻的正、负极板之间，该隔板用于防止短路并将吸附的电解液提供给正、负极板。正、负极板和隔板组成的多层材料以其一侧边为轴线，卷绕成型，其外围套设蓄电池壳体，壳体的上、下两端分别与汇流端子密封连接，上、下汇流端子分别与正、负极板相连，引出蓄电池的正、负极，汇流端子上开设有用于注入电解液的注液孔，通过该注液孔向壳体内充入电解液，该注液孔通过加入的橡胶压力阀密封。汇流端子的材质为金属或合金。

正、负极板由电极基材和涂敷在其外表面的电极活性物质层组成，电极基材上留有用于通过铸焊或熔焊方法与汇流端子连接的未涂敷连接部。其中，未涂敷连接部设在自电极基材的一侧边缘处，其宽度不大于20毫米。

另外，电极基材的形状为网孔状或编织状，或是由无孔径整体板制成的薄板状或箔状。而电极基材可以为金属材料，如铅，铅-锡合金，铅-钙合金或其它类合金；也可以由非金属基材和包覆在其上的金属镀层组成，非金属基材为先行导电预处理的非金属材料或无机纤维材料或有机纤维材料；金属镀层的厚度为0.01-3毫米。该金属镀层可以是单一的镀层，也可以是多层镀层叠加后的复合镀层。

非金属基材为玻璃纤维材料或碳及石墨纤维材料或导电陶瓷；金属镀层为铅层或镍层或铜层及铅合金层或铜合金层。

壳体可以采用塑料，如聚丙烯树脂或ABS树脂或其他高聚物材料；也可以由金属外壳和塑料内衬组成，塑料内衬的材质为聚丙烯树脂或ABS树脂；金属外壳或塑料内衬与汇流端子密封式连接。金属外壳紧密包覆在塑料内衬壳的表面，起到增强的作用。

壳体与汇流端子的密封式连接为胶封、热封的密封连接。

因此，本实用新型有以下诸多优点：

1、电池装配简单，加工工艺容易实现；

2、电池内阻低，抗震性能极佳；

3、在采用金属复合材料作为电极基材时，尤其是采用玻璃纤维或碳纤维为基材，基材重量轻、具备极高的机械拉伸强度、高耐腐蚀性、良好的柔性和质轻、易于加工成不同的几何尺寸；

4、在采用金属作为电极基材时，如采用(带有网孔或没有网孔的)板材或箔材时，加工方便，生产效率高、成本低；

5、适用于制造高重量比能量，高功率、大电流放电使用的蓄电池。

附图说明

图1为本实用新型电极基材结构示意图；

图2为本实用新型电极基材涂敷电极活性物质后的结构示意图；

图3为本实用新型多层材料结构示意图；

图4为本实用新型结构示意图；

图5为本实用新型剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细地说明。

如图1所示，为本实用新型电极基材结构示意图。从图中可知，选择处理好的(导电预处理和电沉积处理)金属包覆纤维编织布作为电极的基材1，按照制作电极的尺寸要求裁定成如图1所示形状。

如图2所示，为本实用新型电极基材涂敷电极活性物质后的结构示意图。从图中可知，分别将正、负电极活性物质涂敷在电极基材1上，形成正、负极板11，在电极基材1的一侧边留有10-20毫米的未涂敷连接部12，该部位不涂敷电极活性物质，在后续的步骤中用于铸焊或熔焊。

之后，通过吹风或加热对涂敷后的电极进行表面干燥处理，将制备好的正、负极板11和11’上下叠好，并用电池隔板2将正、负极板11和11’隔开；电池隔板2隔离正、负电极，起到防止短路的作用，同时还能够吸附一定量的电解液提供给正、负电极；叠设好的正、负极板11、11’和电池隔板2的具体结构位置关系如图3所示。

将如图3所示的叠设好的多层材料以其一侧边为轴线，卷绕成型，其外围套设蓄电池壳体3，壳体3的上、下两端分别与汇流端子4、5密封连接，上、下汇流端子4、5分别与正、负极板11、11’相连，引出蓄电池的正、负极(图中未示出)，汇流端子上开设有用于注入电解液的注液孔41，壳体3内充入电解液，并吸附于隔板和正、负极板之中。卷绕后的电池通过进行铸焊或熔焊处理，在铸焊或熔焊过程中同时形成汇流端子4、5；将电池壳体3与汇流端子4、5处进行密封处理，密封的实现可以采用胶封方式，例如采用还氧树脂，或其它类粘结剂；也可以采用热融密封方式。注液孔可以选择在上汇流端子或下汇流端子上开设，通常开设一处；也可以在上、下两端同时开设。其具体结构如图4、图5所示。

电极的基材作为支撑电极活性物质的骨架和载体，同时也是传导电流的汇流体。电极基材的制备材料，可以采用金属或合金材料，也可以采用金属/非金属复合材料；非金属材料可以为无纺、有机、陶瓷等，或金属包覆纤维编织材料来作为电极的基材加工电极。

电极基材的加工，可以根据电极的具体尺寸和规格要求，来选用加工工艺；如采用金属或合金材料为电极基材，可以选择：冲压网工艺、穿孔成型网工艺，冲压-拉拔(膨胀)网工艺，编织成型的网等；也可以采用没有孔径的整体薄板、箔带材料的加工工艺或采用加温加压的成型工艺。如采用金属包覆非金属材料，如：无纺、有机、陶瓷等，或金属包覆纤维编织材料来作为电极的基材，则需要对非导电性或导电性不好的非金属材料，如：无纺、有机、无机陶瓷等，或纤维编织材料，如：玻璃纤维等，进行导电处理。如果选用导电纤维，如：碳或石墨纤维时，可以不用导电处理，然后采用电沉积处理使金属包覆层达到一定的厚度。

电极基材的结构和形式上可以采用具有网孔状结构形式，也可以采用没有孔径的薄板、箔等结构形式，或者编织、无纺布结构形式。导电处理和电沉积处理可以在未经加工成型的基材上进行，也可以在加工成型后的基材上再处理，也可以在二者之间进行。例如，采用金属包覆玻璃纤维材料来作为电极的基材，可以对纤维编织网或布进行导电预处理和电沉积处理加厚。根据电极的使用和加工要求和尺寸规格，可以直接利用金属包覆玻璃纤维网或布作为电极的基材；也可以对金属包覆玻璃纤维布进行再加工，加工成具有一定孔径大小和孔径分布的网带作为电极的基材。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1、一种卷绕式蓄电池，它由蓄电池壳体、正、负极板、蓄电池汇流端子和电解液组成，其特征在于：在相邻的正、负极板之间设置隔板，以正、负极板和隔板的一侧边为轴，卷绕成型，其外围套设有蓄电池壳体，蓄电池汇流端子分别与正、负极板相连，凸设置在蓄电池壳体两端侧。

2、根据权利要求1所述的卷绕式蓄电池，其特征在于：所述的汇流端子设置在卷绕成型的电池两端，在汇流端子上开设有用于注入电解液的注液孔，该孔通过加入的橡胶压力阀密封。

3、根据权利要求1或2所述的卷绕式蓄电池，其特征在于：所述的正、负极板由电极基材和涂敷在基材上的电极活性物质层组成，电极基材上留有用于通过铸焊或熔焊与汇流端子连接的未涂敷连接部。

4、根据权利要求3所述的卷绕式蓄电池，其特征在于：所述的电极基材的形状为网孔状或编织状或无孔径的薄板状或箔状。

5、根据权利要求4所述的卷绕式蓄电池，其特征在于：所述的电极基材为金属材料构成，该金属材料为铅或铅合金。

6、根据权利要求4所述的卷绕式蓄电池，其特征在于：所述的电极基材由非金属基材和包覆在其上的金属镀层组成；非金属基材为先行导电预处理的非金属材料或无机纤维材料或有机纤维材料；金属镀层的厚度为0.01-3毫米；金属镀层为单层镀层，或多层镀层叠加后形成的复合镀层。

7、根据权利要求6所述的卷绕式蓄电池，其特征在于：所述的非金属基材为玻璃纤维材料或碳及石墨纤维材料或导电陶瓷；所述的金属镀层为铅层或镍层或铜层及铅合金层或铜合金层。

8、根据权利要求1所述的卷绕式蓄电池，其特征在于：所述的蓄电池壳体由内层和外层构成，外层金属外壳紧密包覆在内层塑料内衬壳的表面。

9、根据权利要求1或8所述的卷绕式蓄电池，其特征在于：所述的壳体与汇流端子之间为胶封或热封密封设置。

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