CN86201101U

CN86201101U - 新型免维护蓄电池

Info

Publication number: CN86201101U
Application number: CN 86201101
Authority: CN
Inventors: 王玉杰; 王�忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-02-26
Filing date: 1986-02-26
Publication date: 1987-02-18

Abstract

一种新型免维护蓄电池，采用电液自循环和压力限制充电装置。它在电池上设有贮液室与电极组相通。充电产生的气体将流动电液压入贮液室，扩大电极与气体接触面积，提高气体的复合速率。充电后期，贮液室中的控制极与电液接触时产生的电压来控制切断充电回路。当气体与电极复合后，电液又流回电极，供放电用。从而实现电池密封及充电的自动控制。申请对象适用制造铅酸、镉镍、锌银、锌镍等电池，它们用于要求无污染及不便维护的场合。

Description

本实用新型涉及一种新型免维护蓄电池，具体涉及蓄电池的结构和压力限制充电装置。

为了解决蓄电池电液外漏及在充电后期产生大量气体，英国专利申请GB2127613采用透气纤维隔板，充电率不大于C／20时，电池中出现足够的氧复合。日本汤浅公司研制出新型NP3－6A密封铅蓄电池，负极高于正极，靠露出电液的负电极吸收气体。也有很多厂家生产具有催化结构或用第三电极、第四电极消除气体的密封电池。也有采用耐高压金属外壳的密封镉镍电池，使用透气隔膜，电极处于半干枯状态，使气体在电池内部复合。也有采用电池上装有气塞的半密封电池，充电后期，气体带有少许电液从气塞中排出。上述电池中有些电池造价较高，大电流放电性能较差。有些需人工维护、污染环境。大多数电池电极一直浸泡在电液中，气体复合速率小。另外上述电池充电时需人工管理或需用复杂充电设备，充电时间较长。

实用新型的目的是提供一种新型蓄电池结构和可靠的压力限制充电装置，由它们组成的蓄电池电源系统，造价低，全密封，无需维护。

简要地说，电池的正负电极可以分别复合电池产生的氢和氧。本实用新型设计了电液自循环电池结构，即在电池上增设流动电液贮液室，它在电池中部或下部与电极组相通。充电前贮液室无电液，充电后期，电极产生大量气体，不断集聚到电池上部，使电池内部压力大于贮液室内的压力，此压差将浸未电极的流动电液压入贮液室，使气体与电极直接接触，并使电极与气体接触面积随气体量增加而扩大，提高了气体与电极复合速率，实现了闭合气体循环，即正极产生氧与负极反应，通过再充电不断还原成负极活性物质。另外由于氧与负极反应使负极很难产生氢气，因此电池能在低压密封状态下工作。充电结束，电池内部气体与电极复合及电池放电消耗部分电液，电池内部压力小于贮液室的压力，流动电液又被自动压回电极组，以供电池放电用。

另外本实用新型提供了一种压力限制充电装置，它在贮液室适当高度装有控制极。充电初期，产生气体很少，电液接触不到控制极。充电后期，电池内部压力增大，贮液室电液上升，它接触到控制极时，控制极对电池组正负极产生的电压来控制切断充电回路，实现电池充电过程的自动控制。

申请对象与公知的装置相比有以下优点，蓄电池处于全密封状态工作，不会排出气体，不会污染环境，不会丧失水份，不需维护。另外该电池充电时电池压力低，电池壳可采用塑料，加工方便，造价低。同时该电池无需过多考虑隔膜的透气性。可选用稳定性好的隔膜，电液量充足，电液与空气隔绝，不易被有害气体污染，又由于电池充放电时，电液流动，电池内各处电液比重均匀，因此电池寿命长，放电性能好。另外以往采用压力限制充电法，由于压力传感器精度，重复性及灵敏性存在问题，因此很少采用，而本压力限制充电装置简单，充电终止信号直接取自电池内部的压力，精度高，工作可靠，充电时间短，整个充电过程不需人工管理，大大降低了整个电源系统的造价。

图1、图2是本实用新型的结构示意图，其中图1的贮液室在电池侧面，图2贮液室在电池上部。图3是压力限制自动充电控制装置的电原理图。

现在参照图1、图2、图3对本实用新型加以进一步阐述。这种免维护电池结构见图1、图2。电池壳〔1〕可用尼龙等塑料塑压成型，电池壳〔1〕与电极平行的两侧面内壁压成竖槽作为气室，以提高气体复合速率。贮液室〔5〕通过连通管〔2〕与电极组〔3〕相通，使电液能相互流动。贮液室〔5〕内也可装有吸电液的多孔材料，以利电池倾斜时正常工作。贮液室〔5〕体积一般不大，因电池中的电液大部份都被电极及隔膜吸收，只有少量流动电液，贮液室体积与流动电液之比为1：0.4，当电池壳强度较大时，缩小这个比例，可提高电池比能量。连通管〔2〕靠近贮液室一端设在贮液室的最下端，靠近电极组一端可根据不同蓄电池充电产生的气体量和电极对气体复合速率来确定，产生气体量小及复合速率大的电池可靠近电池上部。控制极〔4〕为一根对电液无污染的导电丝，或其它电极材料制成。长度以充电结束时电液刚好触及到控制极。其中图2的控制极与安全阀〔8〕合为一体。安全阀〔8〕可防止意外事故。电极组〔3〕设计成负极过量。正负电极可采用双片中间夹有多孔板或网作气室，电极组靠近电池壳的两边片不包隔膜，以提高气体复合速率。铅蓄电池的负极板栅最好采用铅钙合金或少锑合金。隔膜采用吸电液较多的材料。电极组上部空间尽量减小，以提高电池比能量。所述的〔1〕〔4〕〔6〕〔7〕〔8〕相接处尽量保证密封。

压力限制充电装置见图3，该充电装置是电源技术和电子技术的有机结合。它根据电池充电接受能力来确定充电电流大小。充电初期电流大，充电后期电流自动降低，以减少析气量。Q₁、Q₂处于开关状态工作，如充电电源为交流整流电源时可用可控硅代替。该充电装置充电终止信号是根据电池充电后期产生气体量来确定，因此它对电池原荷电多少无关。该充电装置对每一个单体电池都监视，只要有一个电池充到规定值将使Q₃、Q₄从截止变为导通，关断Q₁、Q₂停止充电。充电电路设计一个－2V的电压是为了保证最下面一个电池最先充到规定值时，给出一个关断充电回路的信号。R₁限制充电电流值，R₂取值保证在充电初期Q₁、Q₂处于饱合导通。D₁为保护两极管。R₃～R₇为限流电阻。

申请对象适用制造铅酸、镍镉、铁镍、锌银、锌镍及公用外壳氢镍电池等。它们特别适用于要求无腐蚀、无爆炸气体及不便人工维护的场合。

Claims

1、一种新型免维护蓄电池由电池壳[1]、电极组[3]、电池盖[6]、安全阀[8]、接线柱[7]、电液组成。其特征是在电池上增设至少有一个空腔的电液贮液室[5]，通过至少有一个连通管[2]与电极组[3]相通，所述的贮液室[5]中装有控制极[4]，所述的电池壳[1]内壁有气室。

2、根据权利要求1的蓄电池，其特征在于所述的控制极〔4〕由对电液无污染的导电材料制成。

3、根据权利要求1及权利要求2的蓄电池，其特征在于充电的终止信号取决控制极〔4〕和电池组正负电极间是否有电压。

4、根据权利要求1的蓄电池，其特征在于所述的电池壳〔1〕的内壁有深0.2～0.5mm，宽为2mm左右的多条槽作气室。