薄殼體鉛酸電池及其制造方法技術

本發(fā)明專利技術適用于化學電池生產技術領域，提供了一種薄殼體鉛酸電池及其制造方法；該薄殼體鉛酸電池包括至少一單體電池，所述單體電池包括外殼、間隔相設于所述外殼內的多個正極板和多個負極板、以及電解液，相鄰所述正極板與所述負極板之間設有一隔板，各所述正極板通過一正極匯流排連接，各所述負極板通過一負極匯流排連接，所述正極匯流排和所述負極匯流排分別連接有一正極柱和一負極柱；所述單體電池的外殼為軟薄塑料殼；所述負極板比所述正極板高或者寬至少2mm，且所述負極板與所述正極板的容量比大于1.1。本發(fā)明專利技術提供的薄殼體鉛酸電池生產成本低、比能量大、空間利用率高、可塑性好；其生產工藝簡單、設計靈活。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于化學電池生產
，更具體地說，是涉及一種薄殼體鉛酸電池及制造方法。
技術介紹
傳統(tǒng)的閥控密封鉛酸蓄電池的實現(xiàn)技術原理如下鉛酸蓄電池的電化學反應原理就是充電時將電能轉化為化學能在電池內儲存起來，放電時將化學能轉化為電能供給外系統(tǒng)。其充電和放電過程是通過電化學反應完成的，電化學反應式如下正極 充電PbS04+H20 * - Pb04+H2S04+2H++2e· 放電副反應H2O觸 l/202+2H++2e_負極充電PbS04+2H++2e' * > Pb04+H2S04放電副反應2H++2e_充電 > H2從上面反應式可看出，充電過程中存在水分解反應，當正極充電到70%時，開始析出氧氣，負極充電到90%時開始析出氫氣，由于氫氧氣的析出，如果反應產生的氣體不能重新復合得用，電池就會失水干涸。對于早期的傳統(tǒng)開口式鉛酸蓄電池，由于氫氧氣的析出及從電池內部逸出，不能進行氣體的再復合，需要經(jīng)常加酸加水維護。對于后續(xù)閥控式鉛酸蓄電池，其能在電池內部對氧氣再復合利用，同時抑制氫氣的析出，克服了傳統(tǒng)開口式鉛酸蓄電池的主要缺點。閥控式鉛酸蓄電池采用負極活性物質過量設計，電解液吸附在隔板中，正極在充電后期產生的氧氣通過隔板的空隙擴散到負極，與負極海綿狀鉛發(fā)生反應變成水，使負極處于去極化狀態(tài)或充電不足狀態(tài)，達不到析氫過電位，所以負極不會由于充電而析出氫氣，電池失水量很小，故使用期間不需加酸加水維護。閥控式鉛酸蓄電池氧循環(huán)過程如下正極 PbS04+H20-- Pb°4+°2) 擴 rPbS°4 _ PbO2 -- 負極 ~II ^H2O[ -H2S04+Pb04可以看出，在閥控式鉛酸蓄電池中，負極起著雙重作用，即在充電末期或過充電時，一方面極板中的海綿狀鉛與正極產生的O2反應而被氧化成一氧化鉛，另一方面是極板中的硫酸鉛又要接受外電路傳輸來的電子進行還原反應，由硫酸鉛變成海綿狀鉛。在電池內部，若要使氧的復合反應能夠進行，必須使氧氣從正極擴散到負極。氧的移動過程越容易，氧循環(huán)就越容易建立。在閥控式蓄電池內部，氧以兩種方式傳輸一是溶解在電解液中的方式，即通過在液相中的擴散，到達負極表面；二是以氣相的形式擴散到負極表面。傳統(tǒng)開口式電池中，氧的傳輸只能依賴于氧在正極區(qū)H2SO4溶液中溶解，然后依靠在液相中擴散到負極。如果氧呈氣相在電極間直接通過開放的通道移動，那么氧的遷移速率就比單靠液相中擴散大得多。充電末期正極析出氧氣，在正極附近有輕微的過壓，而負極化合了氧，產生一輕微的真空，于是正、負極間的壓差將推動氣相氧經(jīng)過電極間的氣體通道向負極移動。閥控式鉛蓄電池的設計提供了這種通道，從而使閥控式鉛酸蓄電池在使用電壓范圍工作，而不損失水。對于氧循環(huán)反應效率，閥控式鉛酸蓄電池電池具有良好的密封反應效率，在貧液狀態(tài)下氧復合效率可達99%以上。但是閥控式鉛酸蓄電池在進行氧復合的過程中，并不是任何時間氧都是立即完全復合反應掉，電池的內壓會有高過外壓的可能，但是由于電池殼 體是有一定強度的，在不超過安全閥開閥壓力的情況下，外殼不至于產生影響使用的變形。閥控式鉛酸電池的外殼形式是符合傳統(tǒng)鉛酸電池的使用要求的，鉛酸電池主要使用在電信、電力、火車機車等場合，一般很少提供用于盛放鉛酸蓄電池的電池箱，所以蓄電池一般都有一個滿足耐用性要求的堅固外殼。而電動車輛用鉛酸電池一般都是盛放在一個有一定強度的電池箱中，例如電動自行車電池，這樣就有蓄電池外殼和電池箱外殼兩層塑料殼體，既浪費了一層殼體、又占用了較多的電池箱內部空間，不利于電池組的小型緊湊化。同時，傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池都是以12V為一個單元組成一個成品電池，里面有6個2V的電池單體。雖然一般的蓄電池廠商在電池制作時，會對極板進行稱重配組，能保證6個單體電池見一致性差異不會很大。但是在電池制作過程中，因加酸量、化成電流、裝配壓力等制造過程缺陷會造成單體電池間的容量、內阻存在一定差異。而且一旦電池制作完成，12V電池中的每個單格2V電池無法再進行配組優(yōu)化。所以導致電池在使用過程中因2V單體電池的失效而報廢整只12V電池，這種設計缺陷，造成很大的資源浪費。傳統(tǒng)的電動車輛用12V鉛酸電池采用的多是殼體厚度在2 8mm厚度的硬質PP、ABS塑料，為整體式結構，其外形尺寸是固定的，這使實際生產中需要開大量的模具才能滿足各種尺寸電池的要求，且工藝復雜，使用的密封膠容易失效導致電池報廢；另外，12V的電池又由一個較大尺寸、且厚度達2 8_的硬質塑料電池箱包裝。本身鉛酸電池的外殼強度和耐用性已經(jīng)可以滿足電動車輛的使用要求，外圍盛放鉛酸電池的電池箱在耐用性方面是富余的，僅僅起到固定鉛酸電池作用，是比較明顯的資源浪費，同時這樣的雙層外殼也造成了空間上的浪費。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術所要解決的技術問題在于針對現(xiàn)有鉛酸電池的以上缺陷，提供一種薄殼體鉛酸電池，采用軟薄塑料殼作為蓄電池的外殼，降低了外殼對材料和空間的浪費；同時確保蓄電池在充放電過程中產生的未能及時復合消耗掉的氧氣不會累計而造成殼體鼓脹。為解決上述技術問題，本專利技術的采用的技術方案是提供一種薄殼體鉛酸電池，包括至少一單體電池，所述單體電池包括外殼、間隔相設于所述外殼內的多個正極板和多個負極板、以及電解液，相鄰所述正極板與所述負極板之間設有一隔板，各所述正極板通過一正極匯流排連接，各所述負極板通過一負極匯流排連接，所述正極匯流排和所述負極匯流排分別連接有一正極柱和一負極柱；所述單體電池的外殼為軟薄塑料殼；所述負極板比所述正極板高或者寬至少2mm,且所述負極板與所述正極板的容量比大于I. I。 進一步地，所述負極板比所述正極板高2 50mm，在所述軟薄塑料殼上還設有一用于泄壓而防止電池因內部氣壓過高導致爆裂的防爆閥。進一步地，所述軟薄塑料殼為一長方體，其具有一頂部和一底部，所述防爆閥設于所述頂部，在所述頂部上還設有供所述正極柱和所述負極柱穿過的兩個極柱孔，所述正極柱和所述負極柱上設有螺紋且通過套設于其上的、分別位于所述軟薄塑料殼的內側和外側的螺母相夾固定；各所述螺母21與所述軟薄塑料殼之間還設有第一密封墊片。進一步地，在所述軟薄塑料殼的頂部還設有一用于灌注電解液的注液孔，所述注液孔設有內螺紋，并與一套有第二密封墊片的螺栓緊密配合實現(xiàn)密封。優(yōu)選地，所述軟薄塑料殼的材料為ABS或者PP或者鋁塑復合膜。優(yōu)選地，所述軟薄塑料殼的厚度為O. 5 2mm。優(yōu)選地，所述軟薄塑料殼的側部和底部為熱封方式封裝連接，且所述軟薄塑料殼的底部為折疊式封裝。進一步地，所述防爆閥為“十”字形或者圓形，其凹陷部的厚度比所述軟薄塑料殼的厚度薄，且厚度范圍為O. I 1mm。進一步地，所述薄殼體鉛酸電池由至少兩個所述單體電池配組連接而成，所述單體電池之間為串聯(lián)、或者并聯(lián)、或者串并聯(lián)結合連接。本專利技術提供的薄殼體鉛酸電池的有益效果在于本鉛酸電池將傳統(tǒng)的鉛酸電池的硬質外殼改為軟薄的塑料材質制作，這樣既可以節(jié)省外殼費用，也提高了空間利用率；同時，在電池內部采用負極板比正極板多出一定寬度或高度的設計，使負極板反應表面積增大，以改善氧復合循環(huán)效率，使之達到或超過普通鉛酸電池的水平，可保證電池在使用過程中沒有多余氧氣出現(xiàn)造成電池鼓脹或者破裂，從而克服了 當鉛酸電池的外殼改為軟薄塑料材質后，因沒有本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種薄殼體鉛酸電池，包括至少一單體電池，所述單體電池包括外殼、間隔相設于所述外殼內的多個正極板和多個負極板，相鄰所述正極板與所述負極板之間設有一隔板，各所述正極板通過一正極匯流排連接，各所述負極板通過一負極匯流排連接，所述正極匯流排和所述負極匯流排分別連接有一正極柱和一負極柱；其特征在于：所述單體電池的外殼為軟薄塑料殼；所述負極板比所述正極板高或者寬至少2mm，且所述負極板與所述正極板的容量比大于1.1。

【技術特征摘要】
1.一種薄殼體鉛酸電池，包括至少一單體電池，所述單體電池包括外殼、間隔相設于所述外殼內的多個正極板和多個負極板，相鄰所述正極板與所述負極板之間設有一隔板，各所述正極板通過一正極匯流排連接，各所述負極板通過一負極匯流排連接，所述正極匯流排和所述負極匯流排分別連接有一正極柱和一負極柱；其特征在于 所述單體電池的外殼為軟薄塑料殼； 所述負極板比所述正極板高或者寬至少2mm，且所述負極板與所述正極板的容量比大于 I. I ο2.根據(jù)權利要求I所述的薄殼體鉛酸電池，其特征在于所述負極板比所述正極板高2 50mm，在所述軟薄塑料殼上還設有一用于泄壓而防止電池因內部氣壓過高導致爆裂的防爆閥。3.根據(jù)權利要求2所述的薄殼體鉛酸電池，其特征在于所述軟薄塑料殼為一長方體，其具有一頂部和一底部，所述防爆閥設于所述頂部，在所述頂部上還設有供所述正極柱和所述負極柱穿過的兩個極柱孔，所述正極柱和所述負極柱上設有螺紋且通過套設于其上的、分別位于所述軟薄塑料殼的內側和外側的螺母相夾固定；各所述螺母與所述軟薄塑料殼之間還設有第一密封墊片。4.根據(jù)權利要求3所述的薄殼體鉛酸電池，其特征在于在所述軟薄塑料殼的頂部還設有一用于灌注電解液的注液孔，所述注液孔設有內螺紋，并與一套有第二密封墊片的螺栓緊密配合實現(xiàn)密封。5.根據(jù)權利要求I所述的薄殼體鉛酸電池，其特征在于所述軟薄塑料殼的材料為ABS或者PP或者鋁塑復合膜。6.根據(jù)權利要求I所述的薄殼體鉛酸電池，其特征在于所述軟薄塑料殼的厚度為O.5 2mmο7.根據(jù)權利要求3所述的薄殼體鉛酸電池，其特征在于所述軟薄塑料殼的側部和底部為熱封方式封裝連接，且所述軟薄塑料殼的底部為折疊式封裝。8.根據(jù)權利要求2所述的薄殼體鉛酸電池，其特征在于所述防爆閥為“十”字形或者圓形，其凹陷部的厚度比所述軟薄塑料殼的厚度薄，且厚度范圍為O. I 1mm...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張華農，胡金豐，
申請(專利權)人：深圳市雄韜電源科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：