專利名稱：長效大容量鉛鋰電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
長效大容量鉛鋰電池屬于鉛酸蓄電池制造領(lǐng)域，具體涉及一種長效大容量鉛鋰電 池。主要應(yīng)用到國防裝備中潛艇水下動力和大型儲能電站。
背景技術(shù)：
蓄電池又稱二次電池，目前使用較為廣泛的動力蓄電池主要由鉛酸蓄電池、鋰離 子蓄電池、鐵鋰蓄電池等。鉛酸蓄電池具有價格低廉的優(yōu)點，但同時存在體大笨重、使用壽 命短、污染大等缺點；鋰離子電池使用壽命長、污染小、體積小，但其最大缺點是造價高，難 以作為大型動力能源被推廣應(yīng)用。長效大容量蓄電池是提供長時電能的主要設(shè)備，為蓄電 站、電動機械及水下作業(yè)設(shè)備等設(shè)施的長效供能提供了保障。其結(jié)構(gòu)主要由電池殼體、設(shè)于 電池殼體內(nèi)的多個電池軟包并聯(lián)通過兩端匯流排連接組成。目前長效大容量蓄電池存在的 主要問題是儲能時間短，一般僅1 2萬安時，不能滿足目前長時電能供給的時間要求。另 外由于蓄電池長時間負(fù)荷及工作溫度提高，蓄電池在高溫充放電循環(huán)工況下，會產(chǎn)生大量 熱量，對電池正極柵板的腐蝕速度加快，造成由普通鉛膏配方生產(chǎn)的蓄電池高溫壽命短，影 響電池放電性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種儲能容量大的長效 大容量鉛鋰電池。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該長效大容量鉛鋰電池，包括正極、 負(fù)極、正匯流排、負(fù)匯流排、多個電池軟包、冷卻板和電池殼體，正、負(fù)極突出于電池殼體，并 分別通過導(dǎo)線與正負(fù)匯流排連接，其特征在于多個電池軟包兩端分別通過導(dǎo)線并聯(lián)安裝 在正、負(fù)匯流排之間，導(dǎo)線上設(shè)有保險器，電池軟包之間間隔設(shè)有冷卻板。正負(fù)匯流排相對 垂直安裝在電池殼體內(nèi)部兩側(cè)，多個電池軟包水平平行安裝在匯流排之間，正負(fù)極分別通 過導(dǎo)線與兩匯流排連接，電池軟包之間間隔設(shè)有冷卻板，冷卻板內(nèi)設(shè)有多條冷卻水管。所述冷卻板為鉛板，內(nèi)部平行設(shè)置有多條冷卻水管，冷卻水管進(jìn)口通過循環(huán)水泵 與冷卻水箱連接。所述冷卻板為多層，“弓，，字形迂回設(shè)置在電池殼體內(nèi)，各層間隔排布于各池軟包 之間。優(yōu)選的，所述多個電池軟包兩端分別通過導(dǎo)線焊接在正、負(fù)匯流排之間。優(yōu)選的，所述正、負(fù)匯流排采用銀銅合金制作，其中銀含量為20% 50%，銅含量 為 50% 80%。優(yōu)選的，所述電池軟包為鋰離子電池軟包或膠體免維護(hù)鉛酸蓄電池軟包。所述膠體免維護(hù)鉛酸蓄電池軟包由正極板柵、負(fù)極板柵、電解液和外層軟包組成， 正、負(fù)極板柵上分別涂覆有鉛膏，所述正極鉛膏的固體原料由下述重量單位的物質(zhì)組成鉛 粉100，石墨0. 2 0. 25，聚酯纖維0. 1 0. 12，鋰0. 25 0. 3，鈉0. 05 0. 06，鉀0. 02
30. 025，銀0. 005 0. 01 ；負(fù)極鉛膏的固體原料由下述重量單位的物質(zhì)組成鉛粉100，聚 酯纖維0. 06 0. 07，腐殖酸0. 25 0. 3，硫酸鋇0. 6 0. 65，乙炔黑0. 15 0. 2，硬脂酸 0. 1 0. 15 ；所述電解液為密度1. 15 1. 25g/ml稀硫酸加入5%鋰元素；所述板柵合金為Pb-Ca-^Vg合金，其中Ca含量為2% 5%，iVg含量為0. 1% 5%， 其余此。優(yōu)選的，所述鉛粉中I^bO的含量為76% 80%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明長效大容量鉛鋰電池所具有的有益效果是1、通過在電 池軟包兩端導(dǎo)線上分別設(shè)置保險器，有效克服了傳統(tǒng)軟包蓄電池單個軟包報廢影響整體蓄 電池應(yīng)用的缺點。與傳統(tǒng)蓄電池相比，使用壽命可延長兩倍。2、在各電池軟包之間間隔設(shè) 置冷卻板，提高了電池的熱消散性能，保證電池長時應(yīng)用；冷卻板內(nèi)加設(shè)冷卻水管，通過水 循環(huán)達(dá)到良好的冷卻效果。3、由于解決了多組電池軟包并聯(lián)使用的散熱問題，可實現(xiàn)任意 多組電池軟包并聯(lián)，大幅度提高了蓄電池容量，可根據(jù)需要配制1 100萬安時長效大容 量蓄電池。目前鉛酸單體電池最大容量不到lOOOOAh，每只重量達(dá)1噸，而同樣重量的鉛鋰 電池容量可達(dá)30000Ah，且內(nèi)阻更低，循環(huán)壽命更長，而現(xiàn)有的鉛酸電池制造工藝可以直接 利用。4、采用鉛板作為冷卻板，可同時實現(xiàn)電池配重要求，方便直接替換傳統(tǒng)大型鉛酸蓄電 池，滿足潛艇等水下作業(yè)系統(tǒng)對配重要求。5、在傳統(tǒng)鉛酸蓄電池柵板中添加銀元素，有效提 高合金的機械性能和腐蝕強度，工藝性能大大提高，具有較高性價比，具有大電流充放電優(yōu) 勢，且安全性更高。6、在鉛膏中增加鋰離子，進(jìn)一步提高了蓄電池的深度放電性能。同時又 比純鋰電池的散熱性能和安全性能好，結(jié)構(gòu)合理。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)主視示意圖。圖2是本發(fā)明剖視結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、正極2、負(fù)極3、正匯流排4、負(fù)匯流排5、保險器6、電池軟包7、 冷卻板8、冷卻管9、電池殼體 10、冷卻管進(jìn)口 11、冷卻管出口 12、循環(huán)水泵。圖1 2是本發(fā)明長效大容量鉛鋰電池的最佳實施例，下面結(jié)合附圖1 2對本 發(fā)明做進(jìn)一步說明
具體實施例方式實施例1參照附圖1 該長效大容量鉛鋰電池，主要由正極1、負(fù)極2、正匯流排3、負(fù)匯流排4、保險器5、 多個電池軟包6、冷卻板7、冷卻水管8、電池殼體9和循環(huán)水泵12組成，正、負(fù)極1、2突出于 電池殼體9，并排設(shè)置在電池殼體9上部，并分別通過導(dǎo)線與正負(fù)匯流排2、3連接。正、負(fù)匯 流排3、4相對垂直安裝在電池殼體9內(nèi)部兩側(cè)，多個電池軟包6水平平行并聯(lián)安裝在正、負(fù) 匯流排3、4之間，兩端分別通過導(dǎo)線與正、負(fù)匯流排2、3焊接。連接導(dǎo)線上分別設(shè)有保險器 5，保險器5的熔斷電流為電池軟包額定工作電流的1. 5 2倍。當(dāng)電池軟包6的工作電流 超過其額定電流的1. 5 2倍時，保險器5自動熔斷，該電池軟包與系統(tǒng)斷開，其他電池軟包繼續(xù)工作。電池軟包6采用鋰離子電池軟包，各電池軟包6之間間隔設(shè)有冷卻板7。參照附圖2 冷卻板7根據(jù)軟包的數(shù)量設(shè)置多層，“弓”字形迂回設(shè)置在電池殼體9內(nèi)，各層間隔 排布于各池軟包6之間。冷卻板7為鉛板，內(nèi)部平行設(shè)置有多條冷卻水管8，電池殼體9上 端的冷卻水管進(jìn)口 10通過循環(huán)水泵12與冷卻水箱連接，將冷卻水泵入冷卻管中，冷卻水管 出水口 11設(shè)置在電池殼體9下部，流出的冷卻水進(jìn)入冷卻水箱循環(huán)利用。實施例2該長效大容量鉛鋰電池的正、負(fù)匯流排3、4采用銀銅合金制成，其中銀含量為 20%，銅含量為80%。采用的電池軟包6為膠體免維護(hù)鉛酸蓄電池。由正極板柵、負(fù)極板柵、電解液和外 層軟包組成。正、負(fù)極板柵上分別涂覆有鉛膏，正極鉛膏的固體原料由下述重量單位的物質(zhì) 組成=PbO的含量為76%的鉛粉100kg，石墨200g，聚酯纖維120g，鋰300g，鈉60g，鉀20g， 銀IOg ；負(fù)極鉛膏的固體原料由下述重量單位的物質(zhì)組成鉛粉100kg，聚酯纖維60g，腐殖 酸300g，硫酸鋇600g，乙炔黑200g，硬脂酸150g。電解液為密度為1. 15 1. 25g/ml的稀 硫酸，并在其中加入了 5%的鋰元素。板柵合金為H3-Ca-Ag合金，其中Ca含量為2%，Ag含 量為5%，其余為此。實施例3該長效大容量鉛鋰電池的電池軟包6的正極鉛膏的固體原料由下述重量單位的 物質(zhì)組成=PbO的含量為80 %的鉛粉100kg，石墨250g，聚酯纖維100g，鋰250g，鈉50g，鉀 25g，銀5g;負(fù)極鉛膏的固體原料由下述重量單位的物質(zhì)組成鉛粉100kg，聚酯纖維70g，腐 殖酸250g，硫酸鋇650g，乙炔黑150g，硬脂酸100g。電解液為密度為1. 15 1. 25g/ml的 稀硫酸，并在其中加入了 5%的鋰元素。板柵合金為I^b-Ca-yVg合金，其中Ca含量為5%，Ag 含量為0. 1%，其余為此。其余同實施例1。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等 效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所 作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.長效大容量鉛鋰電池，包括正極(1)、負(fù)極O)、正匯流排(3)、負(fù)匯流排0)、多個電 池軟包(6)、冷卻板(7)和電池殼體(9)，正、負(fù)極(1、2)突出于電池殼體(9)，并分別通過導(dǎo) 線與正負(fù)匯流排(2、3)連接，其特征在于多個電池軟包(6)兩端分別通過導(dǎo)線并聯(lián)安裝在 正、負(fù)匯流排(2,3)之間，導(dǎo)線上設(shè)有保險器(5)，電池軟包(6)之間間隔設(shè)有冷卻板(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長效大容量鉛鋰電池，其特征在于所述冷卻板(7)為鉛板， 內(nèi)部平行設(shè)置有多條冷卻水管(8)，冷卻水管進(jìn)口(10)通過循環(huán)水泵(1 與冷卻水箱連 接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長效大容量鉛鋰電池，其特征在于所述冷卻板(7)為多層， “弓”字形迂回設(shè)置在電池殼體(9)內(nèi)，各層間隔排布于各池軟包(6)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長效大容量鉛鋰電池，其特征在于所述多個電池軟包(6) 兩端分別通過導(dǎo)線焊接在正、負(fù)匯流排(2、3)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長效大容量鉛鋰電池，其特征在于所述正、負(fù)匯流排(3、4) 采用銀銅合金制作，其中銀含量為20% 50%，銅含量為50% 80%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長效大容量鉛鋰電池，其特征在于所述電池軟包(6)為鋰 離子電池軟包或膠體免維護(hù)鉛酸蓄電池軟包。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的長效大容量鉛鋰電池，其特征在于所述膠體免維護(hù)鉛酸蓄 電池軟包由正極板柵、負(fù)極板柵、電解液和外層軟包組成，正、負(fù)極板柵上分別涂覆有鉛膏， 所述正極鉛膏的固體原料由下述重量單位的物質(zhì)組成鉛粉100，石墨0. 2 0. 25，聚酯 纖維 0. 1 0. 12，鋰 0. 25 0.3，鈉 0. 05 0. 06，鉀 0. 02 0. 025，銀 0. 005 0. 01 ；負(fù) 極鉛膏的固體原料由下述重量單位的物質(zhì)組成鉛粉100，聚酯纖維0. 06 0. 07，腐殖酸 0. 25 0. 3，硫酸鋇0. 6 0. 65，乙炔黑0. 15 0. 2，硬脂酸0. 1 0. 15 ；所述電解液中含有5%的鋰元素；所述板柵合金為I^b-Ca-Ag合金，其中Ca含量為2 % 5 %，Ag含量為0. 1 % 5 %，其 余Pb。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池軟包，其特征在于所述鉛粉中I^bO的含量為76% 80%。
全文摘要
長效大容量鉛鋰電池屬于鉛鋰蓄電池的制造領(lǐng)域，具體涉及一種長效大容量鉛鋰電池，主要應(yīng)用到國防裝備中潛艇水下動力和大型儲能電站。其特征在于將多個電池軟包(6)兩端分別通過導(dǎo)線并聯(lián)安裝在正、負(fù)匯流排(2、3)之間，導(dǎo)線上設(shè)有保險器(5)，電池軟包(6)之間間隔設(shè)有冷卻板(7)。電池軟包(6)為鋰離子電池軟包或膠體免維護(hù)鉛酸蓄電池軟包。該發(fā)明有效克服了傳統(tǒng)軟包蓄電池單個軟包報廢影響整體蓄電池應(yīng)用的缺點和多組電池軟包并聯(lián)使用的散熱問題，大幅度提高了蓄電池容量和深度放電性能，可根據(jù)需要配制1～100萬安時長效大容量蓄電池。
文檔編號H01M2/20GK102064306SQ20101060751
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者常承立, 常易宸, 張彪 申請人:常承立