專利名稱：能量平衡蓄電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及二次電池，尤其是能量平衡蓄電池。
背景技術(shù)：
二次電池是蓄電池，是利用可逆的電化學(xué)反應(yīng)來儲蓄和供給電能的。主要有鉛-酸蓄電池和堿蓄電池兩大類。
自從1860年法國人普蘭特(G.Plante)創(chuàng)制了世界上第一只鉛酸蓄電池至今已有140多年的歷史了，期間經(jīng)過不同年代不同技術(shù)的改進(jìn)，誕生了各種各樣高性能蓄電池，如1898年瑞典人雍格涅爾(Jungner)實用新型了鎘鎳電池，還有鎳氫電池(20世紀(jì)90年代)、鋰碘電池(1972年問世)、鋰鉻酸銀電池(1973年問世)、鋰二氧化錳電池(1976年問世)、鋰二硫化鉬電池(1989年問世)、鋰離子電池(1991年問世)等。現(xiàn)在的蓄電池制造技術(shù)已達(dá)鼎盛時期，電池的使用也越來越普及了，幾乎每個人都離不開它，如啟動用蓄電池、固定型蓄電池、助動車蓄電池、鐵路客車蓄電池、內(nèi)燃機車用蓄電池、摩托車用蓄電池和牽引用蓄電池、手機電板等等。單體蓄電池電壓分別為1.2V和2V。它們在使用時都是由單體蓄電池串聯(lián)而成的，有的已把它做成整體了。組合之后根據(jù)電壓分為3.6V、4.8V、6V和12V等等。蓄電池的設(shè)計壽命大多在10年左右，而實際使用只有2年上下，有的甚至半年就不起作用了。
例如酸性蓄電池，據(jù)有關(guān)專家的分析原因之一是硫酸鹽化蓄電池過度放電和長時間的開路閉置不用，都會使得蓄電池內(nèi)部產(chǎn)生大量的硫酸鉛，并吸附到蓄電池陰極上，形成所謂的陰極“硫酸鹽化”，結(jié)果造成了電池內(nèi)阻增大，蓄電池的可充放電性能受到影響。
原因之二是不可逆的硫化蓄電池長期過充過放及使用環(huán)境與溫度所造成的“不可逆的硫化”現(xiàn)象，當(dāng)這種現(xiàn)象積累到一定程度時，便會導(dǎo)致電池與電解活性液失去活性或脫落，無法再使用。
還有堿性蓄電池也因過充過放的問題，促使“記憶效應(yīng)”失效而終止壽命。
如附圖3和4所示，鉛酸蓄電池由a、b、c三只單體蓄電池合而成，每只單體蓄電池包括電極、隔板、電解液、外殼、蓋及引線端子等。
衰退原因一、a、b、c單體蓄電池容量的偏差；衰退原因二、a、b、c單體蓄電池電壓的偏差；衰退原因三、a、b、c單體蓄電池內(nèi)阻的偏差。
假設(shè)蓄電池a、b、c的單體容量偏差為5％，電壓偏差為5％，內(nèi)阻偏差為5％，總?cè)萘緾為12Ah。那么設(shè)a飽和時，容量為12Ah，電壓為2V；b飽和時，容量為12.6Ah，電壓為2.1V；c飽和時，容量為11.4Ah，電壓為1.9V。當(dāng)?shù)谝淮畏烹姷?/2C時a剩余容量為6Ah，電壓為1.66V；b剩余容量為6.3Ah，電壓為1.74V；c剩余容量為5.7Ah，電壓為1.58V。用2A恒流穩(wěn)壓充電，進(jìn)入第一次充電，在充電時a開始功率為1.66V×2A＝3.32W，b開始功率為1.74V×2A＝3.48W，c開始功率為1.58V×2A＝3.16W。b因充電功率相對比較大，提早進(jìn)入高阻區(qū)，所以很容易形成過充。而c功率相對比較小，再加上b提早進(jìn)入高阻區(qū)，所以c很容易形成欠充。如此反復(fù)放充，它們的距離將越來越遠(yuǎn)，時間一長，這只鉛酸蓄電池很快因硫酸鹽化與不可逆的硫化而提早終止了壽命。
結(jié)論在于現(xiàn)有技術(shù)的單體蓄電池在組合時均沒有采用蓄電池能量平衡法。蓄電池能量平衡法就是在單體蓄電池串聯(lián)工作時，把每只單體蓄電池失去的能量，在充電時能均衡地拿回的法子。采用蓄電池能量平衡法能使蓄電池的使用壽命接近設(shè)計點。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的蓄電池的上述弊病，本實用新型提供一種使用壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等的能量平衡蓄電池。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是能量平衡蓄電池由兩個或兩個以上單體蓄電池成。每個單體蓄電池的極板之間都裝有一個平衡棒，單體蓄電池的正極與平衡棒的正極聯(lián)結(jié)，單體蓄電池的負(fù)極與平衡棒的負(fù)極聯(lián)結(jié)。
本實用新型的有益效果是，具有使用壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實用新型實施例一的主視圖。
圖2是本實用新型實施例二的主視圖。
圖中，1、單體蓄電池，2、平衡棒，3、蓋，4、隔板，5、極板，6、外殼。
具體實施方式
在附圖1和2中，能量平衡蓄電池由兩個或兩個以上單體蓄電池1組成。每個單體蓄電池1的極板5之間都裝有一個平衡棒2，單體蓄電池1的正極與平衡棒2的正極聯(lián)結(jié)，單體蓄電池1的負(fù)極與平衡棒2的負(fù)極聯(lián)結(jié)。
附圖1所示的實施例一，能量平衡蓄電池是6V封閉式鉛酸蓄電池，單體蓄電池1、平衡棒2、隔板4、極板5和電解液都裝在外殼6及蓋3內(nèi)。
附圖2所示的實施例二，能量平衡蓄電池是3.6V堿性手機電池板，單體蓄電池1和平衡棒2裝在外殼6內(nèi)。
平衡棒2實際就是穩(wěn)壓塊(也叫限壓電路)，電壓比蓄電池自身電壓高10％～25％(具體情況根據(jù)蓄電池本身性能要求而定)，最大電流為I＝C×15％/h(I為電流，單位為A；C為電池的容量，單位為Ah；h為時間，單位為小時。這里的15％是根據(jù)蓄電池本身性能要求而定的)，在蓄電池放電時不起作用，在充電時起到?jīng)Q定性作用。它并聯(lián)在蓄電池上，將蓄電池高阻區(qū)控制在一定范圍內(nèi)。
假設(shè)這只蓄電池的a、b、c單體容量偏差為5％，電壓偏差為5％，內(nèi)阻偏差為5％，總?cè)萘繛?2Ah。那么設(shè)a飽和時，容量為12Ah，電壓為2V；b飽和時，容量為12.6Ah，電壓為2.1V；c飽和時，容量為11.4Ah，電壓為1.9V。當(dāng)?shù)谝淮畏烹姷?/2C時a剩余容量為6Ah，電壓為1.66V；b剩余容量為6.3Ah，電壓為1.74V；c剩余容量為5.7Ah，電壓為1.58V。用2A恒流充電，進(jìn)入第一次充電，在充電時a開始功率為1.66V×2A＝3.32W，b開始功率為1.74V×2A＝3.48W，c開始功率為1.58V×2A＝3.16W。b因充電功率相對比較大，提早進(jìn)入高阻區(qū)，但因有平衡棒2在，對b過充形成保護(hù)，所以永遠(yuǎn)都不會進(jìn)入過充狀態(tài)。而c功率相對比較小，由于a、b的分流，a、b高阻對c無影響，只是在時間上慢了一點，還是能進(jìn)入高阻區(qū)，所以c沒有形成欠充。如此反復(fù)放充，它們的距離還是跟原來的一樣，所以這只鉛酸蓄電池不會因硫酸鹽化與不可逆的硫化而提早終止了壽命。
堿性蓄電池基本上一樣。
所以現(xiàn)有技術(shù)的蓄電池單體電壓偏差、放電深度及單體間容量公差，將會直接影響它整體的壽命。而采用能量平衡法的蓄電池，利用平衡棒2的分流、穩(wěn)壓，每只單體蓄電池都能正常工作，單體蓄電池電壓偏差、放電深度及單體間容量公差對整體來說影響是很小的，所以蓄電池的壽命將接近設(shè)計點?？梢赃@么說，能量平衡蓄電池是二次電源的革命性的實用新型創(chuàng)造。
能量平衡蓄電池的平衡棒2的安裝如附圖1和附圖2所示。但平衡棒2的外表要絕緣，安裝時最好是安裝在單體蓄電池的外表。如一定要安裝在單體蓄電池內(nèi)部的話，不能安裝在電解液中，與電解液之間要加一張隔板。其他類型蓄電池的平衡棒2的安裝方法基本上與圖1和附圖2一樣。
權(quán)利要求1.一種能量平衡蓄電池，由兩個或兩個以上單體蓄電池(1)組成，其特征在于每個單體蓄電池(1)的極板(5)之間都裝有一個平衡棒(2)，單體蓄電池(1)的正極與平衡棒(2)的正極聯(lián)結(jié)，單體蓄電池(1)的負(fù)極與平衡棒(2)的負(fù)極聯(lián)結(jié)。
專利摘要本實用新型涉及二次電池，尤其是能量平衡蓄電池組。能量平衡蓄電池由兩個或兩個以上單體蓄電池組成，其特征在于每個單體蓄電池的極板之間都裝有一個平衡棒，單體蓄電池的正極與平衡棒的正極聯(lián)結(jié)，單體蓄電池的負(fù)極與平衡棒的負(fù)極聯(lián)結(jié)。具有使用壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點。
文檔編號H01M10/00GK2896539SQ200520128538
公開日2007年5月2日 申請日期2005年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月4日
發(fā)明者林子進(jìn) 申請人:林子進(jìn)