專利名稱：雙12v起動用新型閥控式鉛酸蓄電池的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及大功率起動用鉛酸蓄電池的領域，如大功率發(fā)動機的汽車，拖拉 機，野外作業(yè)的工程機械等。具體是指一種雙12V起動用新型閥控式鉛酸蓄電池。
背景技術：
閥控式鉛酸蓄電池是指帶有(單向，安全)閥的密封蓄電池，在電池內(nèi)氣壓超出預 定值時允許氣體逸出到電池外部，而不允許電池外部的氣體等物進入電池內(nèi)部。這種電池 或電池組在正常情況下是不能向電池內(nèi)部添加電解質的。目前，市場上的閥控式鉛酸蓄電池的板柵合金主要分為兩種，其不同點為一種是 正板柵采用鉛銻合金，負板柵采用鉛鈣合金制作；另一種是正板柵與負板柵均采用鉛鈣合 金制作。正板柵采用鉛銻合金的電池特點是深循環(huán)使用壽命長，但水損耗大、免維護性 能差；正板柵采用鉛鈣合金的電池特點是深循環(huán)使用壽命短、但水損耗小，免維護性能良 好，對于這種采用鉛鈣合金導致蓄電池深循環(huán)使用壽命短的現(xiàn)象，行業(yè)內(nèi)稱為“無銻效應”。由于近年蓄電池修復行業(yè)的興起，多數(shù)廠家的正板柵均采用鉛銻合金制作，其循 環(huán)使用壽命長，雖然水損大，但是可以通過修復對其進行維護，如圖2所示，蓄電池修復的 原理就是通過打開外置的安全閥向蓄電池內(nèi)部加純水或電解液，使其可以繼續(xù)使用。但 是，閥控式鉛酸蓄電池一般情況下是不允許添加電解質的，也就是說，蓄電池修復其實是一 種違規(guī)操作，具有以下幾個缺陷第一，違規(guī)操作有可能給蓄電池的使用帶來潛在風險；第 二，定期維護給使用者造成一定經(jīng)濟上的損失，并帶來不必要的麻煩。另外，目前市場上的閥控式鉛酸蓄電池的電池槽，電池蓋都是采用ABS塑料材料 制作而成，其特點是電池槽和電池蓋只能通過粘膠的方法粘合為一體(因為ABS的熱熔性 差)，表面硬度大、鋼性好、承受內(nèi)部氣體壓力高，但抗沖擊能力差，具有以下幾個缺陷第 一，材料比重大、單價高和使用環(huán)氧樹脂膠，致使電池成本較大；第二，如圖1所示，由于在 每個單格之間的中間壁因ABS脆性大不能穿孔，故相鄰單體電池之間的連接必須采用過橋 焊，過橋焊的結構如圖3所示，其主要是通過氧氣焊接而成，這種焊接必須通過手工完成， 從而浪費大量的人力成本，生產(chǎn)效率低；第三，電池槽與電池蓋之間的密封采用環(huán)氧樹脂粘 膠，其操作步驟復雜，首先要粘接電池槽和電池蓋，其次要采用端子膠進行密封端子，最后 再用標識膠標明正負極性，在三次粘膠之間還要分別加熱固化一段時間，該復雜的操作步 驟再次降低了生產(chǎn)效率。再者，目前市場上100AH至220AH的起動用鉛酸蓄電池的電池槽都為12V的整體 槽，而大功率發(fā)動機的汽車，拖拉機，野外作業(yè)的工程機械用的起動用鉛酸蓄電池，有的是 采用大容量的12V蓄電池，有的則采用兩臺12V較小容量的蓄電池，串聯(lián)成24V的電池組。 無論是哪一種，其缺點都是體積較大，成本較高，接線麻煩且易出故障。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種雙12V起動用新型閥控式鉛酸蓄電池，它通過在蓄電池外部設有四個接線端子，用戶拫據(jù)需要可選用串聯(lián)為24V的蓄電池，起 動電流可輸出500A ；也可選用并聯(lián)為12V蓄電池，起動電流可輸出1000A(GB/T5008-2005 標準中最大起動電流為680A)。本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是雙12V起動用新型控式鉛酸 蓄電池，主要由被中間壁分隔為十二個單格的電池槽，以及與電池槽相匹配的電池蓋組成， 在所述電池蓋外部設有四個接線端子；在所述每個單格內(nèi)還放置有極群組并注有電解液， 所述極群組呈長方體或正方體，為了使蓄電池具有更為良好的充放電和免維護性能，所述 極群組的極板間距為2. 1至2. 5mm。極板間距定義為極板平面垂直方向的單格電池槽厚 度除以該單格裝入極板的片數(shù)的值等于極板間距。所述的極群組由正極板與負極板間隔放置而成，且在每個正極板與負極板之間還 設置有隔板。為了增加鉛膏與板柵的結合力，提高蓄電池的充放電性能，所述正極板板柵與負 極板板柵的網(wǎng)孔密度均為1.7個/cm2至2. 3個/cm2。網(wǎng)孔密度定義為板柵平面內(nèi)的網(wǎng)孔 個數(shù)除以板柵平面面積的值。為進一步提高蓄電池的深循環(huán)壽命電性能，所述的正極板的板柵采用鉛銻合金制 作而成，所述的負極板的板柵采用鉛鈣合金制作而成；所述的隔板采用超細玻璃纖維棉，簡 稱為AGM隔板，且為雙層，IOOKpa測定時，厚度為0. 36至0. 42毫米之間。為了加入電解液時的方便，在所述電池蓋上的安全閥設計為外置安全閥，所述安 全閥的出氣端位于電池蓋的頂部。為了提高生產(chǎn)效率，在相鄰兩個單格之間的中間壁上還設置有穿孔，而位于兩個 單格內(nèi)的極群組通過穿孔穿壁焊接為一體。所述的電池槽、電池蓋及中間壁均采用PP塑料材料制作而成，并且所述的電池槽 與電池蓋熱封為一體。綜上，本實用新型的有益效果是(1)輸出峰值功率大，快速充電能力強。因極群組采用多片極板緊裝配，即極板間 距縮??；又因正負極板的板柵網(wǎng)孔密度大，板柵與鉛膏的接觸面積增大；且正板柵為鉛銻 合金，板柵與鉛膏界面電阻率小且穩(wěn)定，三者因素迭加，故使蓄電池內(nèi)阻變得很小，蓄電池 的深充放電性能十分優(yōu)良。其輸出峰值功率大于0. 3C3KW，快速充電的容量大于0. 9C3AH，這 對于需瞬時功率大的起動用鉛酸蓄電池來說是十分有意義的。(2)組合一致性好。極群組采用多片極板緊裝配和每格加酸量精密控制(其最大誤差低于0.5%)，雖每片容量少，但片數(shù)多，其總容量一定，每片容量的 偏差占總容量百分比減少，再加以酸量控制容量輸出，且每格加酸量偏差很小。其結果使每 格容量趨于一致，即組合一致性好(其單格容量最大偏差小于2%)。這對于需較高電壓的 電池組尤為重要，因為電池組串聯(lián)充放電時，容量低的放電時容易造成過放電，甚至于反充 電；充電時容易造成欠充電，該電池很快會損壞而影響整個電池組的壽命。(3)深循環(huán)使用壽命長。極群組采用多片極板緊裝配；正負極板采用高網(wǎng)孔密度 的板柵，；且正板柵采用鉛銻合金；用精確硫酸物質量來控制電池的容量輸出。四項要素迭 加結果，有效地防止了深度過放電，確保了蓄電池的深循環(huán)使用壽命。(4)免維護性能好。閥控式蓄電池氧復合為水的效率與蓄電池極板總面積成正比，與極板間距成反比，因極群組采用多片緊裝配使本實用新型的氧復合為水的效率接近 100% (單格浮充電壓為2. 35V時)，即水損耗極小。(5)生產(chǎn)成本低。電池槽與電池蓋均采用PP塑料材料制作而成，PP材料的特點是 密度小，單價低，熱熔性和抗沖擊性能好，但表面硬度較小，鋼性不夠好，承受內(nèi)部氣體的壓 力比ABS塑料材料較低，但由于本實用新型氧復合效率高，水損耗小，即充電過程中產(chǎn)生的 氧氣很快地還原為水，所以蓄電池內(nèi)部氣體壓力本身就較小，故采用PP塑料材料已可完全 滿足本實用新型的需求，PP塑料密度小單價低，降低了生產(chǎn)成本。(6)生產(chǎn)效率高。因在每兩個單體電池之間中間壁上均設有穿孔，將單體電池串聯(lián) 時，采用機器穿壁焊接，且電池槽與電池蓋之間的密封也是采用熱封機進行熱熔密封的，全 機械化操作不僅降低了人力成本，而且提高了工作效率。(7)用戶使用成本低，接線方便。對于企業(yè)來說，雙12V起動用新型控式鉛酸蓄電 池，市場適應性廣。

圖1為現(xiàn)有技術中電池槽的結構示意圖。圖2為現(xiàn)有技術中電池蓋的結構示意圖。圖3為現(xiàn)有技術中相鄰單體電池之間采用過橋焊的俯視結構示意圖。圖4為本實用新型電池槽的結構示意圖。圖5為本實用新型電池蓋的俯視結構示意圖。圖6為本實用新型中相鄰單體電池之間采用穿壁焊的俯視結構示意圖。圖7為本實用新型中極群在未涂鉛膏并未設置隔板的結構示意圖。圖8為本實用新型裝配好以后整體結構的截面結構示意圖。圖9為本實用新型的實現(xiàn)原理圖。附圖中標記及相應的零部件名稱1-電池槽；2-電池蓋；3-極群組；4-安全閥； 5-中間壁；6-穿孔；7-正極板；8-負極板；9-隔板；10-電解液膜；11-氧氣通道；12-接線端子。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實 施方式不限于此。實施例如圖1 10所示，該新型閥控式鉛酸蓄電池，主要由中間壁5分隔為12個單格的 電池槽1，以及與電池槽1相匹配的電池蓋2組成，所述的電池槽1、電池蓋2與中間壁5均 采用PP塑料材料制作而成；在所述每個單格內(nèi)還放置有正負極群組3并注有電解液，這樣 每個單格電池稱為一個單體電池，每個單體電池標稱電壓為2V，如雙12V的閥控式鉛酸蓄 電池即由兩組6個單體電池串聯(lián)而成，串聯(lián)是經(jīng)過在相鄰兩個單格之間的中間壁5上的穿 孔6，將兩個單格內(nèi)的極群組3通過穿孔6穿壁焊接為一體，穿壁焊結構如圖6所示，所述極 群組3的極板間距為2. 1至2. 5mm。在電池蓋的外部設置有四個接線端子12供用戶選用。由圖9可看出，所述的極群組3由正極板7與負極板8間隔放置而成，且在每個正
5極板7與負極板8之間還設置有隔板，所述的正極板7的板柵采用鉛銻合金制作而成，所述 的負極板8的板柵采用鉛鈣合金制作而成；正極板的板柵采用鉛銻合金保證了蓄電池的深 循環(huán)壽命，所述的隔板采用超細玻璃纖維隔板9，現(xiàn)有技術中將超細玻璃纖維隔板縮寫詞為 AGM隔板。如圖7所示，所述正極板7的板柵與負極板8的板柵的網(wǎng)孔密度1. 7至2. 3個/ cm2，且板柵上的網(wǎng)孔可為任意形狀。如圖7所示，在所述的電池蓋2上還外置有安全閥4，所述安全閥4的出氣端位于 電池蓋2頂部，便于加入電解液。本實用新型的實現(xiàn)免維護性能的原理如下如圖9所示，該圖為與極板平面垂直 方向的截面圖，相同容量的蓄電池，充電時電流是相同的，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的氧氣也是相同 的，即氧氣發(fā)生量與充電電量(AH數(shù))成正比。由于是緊裝配，且AGM隔板內(nèi)的電解液是欠 飽和的(即飽和度略小于100% )，欠飽和就有氧氣通道，充電時產(chǎn)生的氧氣，就能從正極板 7經(jīng)過超細玻璃纖維棉隔板9上的氧氣通道11傳輸?shù)截摌O板8，與負極板8的鉛反應生成 氧化鉛，在正極板7、負極板8與AGM隔板間還形成有一層電解液膜10，電解液膜10的厚度 僅有0. lum，其阻力可不計，而氧化鉛則與電解液中的硫酸反應生成水和硫酸鉛，故氧氣最 終是又可以還原為水的，其還原為水的速率主要與氧氣從正極7傳輸?shù)截摌O8的傳輸速率 或者說與傳輸阻力有較大關系。氧氣從正極7傳輸?shù)截摌O8的傳輸速率與極板的總面積成 正比，與極板間距成反比，本實用新型單體電池中，極板片數(shù)多，極板間距小，極板總面積增 大、而極板間距縮小，在緊裝配的情況下，氧氣的傳輸速率極大，氧氣也就很容易復合還原 為水，從而使得蓄電池的免維護性得到了很好的保證。現(xiàn)有技術中，由于極群組極板片數(shù)少，極板間距大，產(chǎn)生的氧氣不容易還原為水， 故在電池槽蓋體內(nèi)壓超過安全閥預定值時，氣體就會從安全閥排出電池外，其采用承受內(nèi) 壓較大的ABS塑料材料，目的是提高開啟壓力，從另一方面來講也是希望減小水耗。本實用 新型中，由于氧氣極易還原為水，產(chǎn)生的氣體本身就少，氣壓就低，故采用承受氣體內(nèi)壓較 小的PP塑料材料就已經(jīng)完全可以滿足要求，既降低了成本，又提高了工作效率。用戶根據(jù)需要，可將雙12V電池串聯(lián)起來選用24V/500A的蓄電池，也可將雙12V 電池并聯(lián)起來選用12V/1000A的蓄電池。用戶使用成本低，接線方便。對于企業(yè)來說，雙 12V起動用新型控式鉛酸蓄電池，市場適應性廣。本實用新型的外型尺寸為410*175*250的 雙12V蓄電池，通過外部串聯(lián)或并聯(lián)可代替100AH至220AH的大功率起動用閥控式免維護 鉛酸蓄電池的使用。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型做任何形式上的限 制，凡是依據(jù)本實用新型的技術實質上對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落 入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.雙12V起動用新型閥控式鉛酸蓄電池，主要由被中間壁( 分隔為十二個單格的電 池槽(1)，以及與電池槽(1)相匹配的電池蓋(2)組成，在所述每個單格內(nèi)還放置有極群組 ⑶并注有電解液，其特征在于在所述電池蓋⑵外部設有四個接線端子(12)。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙12V起動用新型閥控式鉛酸蓄電池，其特征在于所述的 極群組C3)呈長方體或正方體，其極板間距為2. Imm至2. 5mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的雙12V起動用新型閥控式鉛酸蓄電池，其特征在于所述的 極群組(3)由正極板(7)與負極板(8)間隔放置而成，且在每個正極板(7)與負極板(8) 之間還設置有隔板。
4.根據(jù)權利要求3所述的雙12V起動用新型閥控式鉛酸蓄電池，其特征在于所述正 極板(7)與負極板(8)的板柵的網(wǎng)孔密度均為1. 7個/cm2至2. 3個/cm2。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的雙12V起動用新型閥控式鉛酸蓄電池，其特征在于所 述的正極板(7)的板柵采用鉛銻合金制作而成，所述的負極板(8)的板柵采用鉛鈣合金制 作而成。
6.根據(jù)權利要求3所述的雙12V起動用新型閥控式鉛酸蓄電池，其特征在于所述的 隔板(9)采用超細玻璃纖維棉，且所述的隔板(9)為雙層。
7.根據(jù)權利要求1所述的雙12V起動用新型閥控式鉛酸蓄電池，其特征在于在所述 的電池蓋⑵上還外置有安全閥G)，所述安全閥⑷的出氣端位于電池蓋O)的頂部。
8.根據(jù)權利要求1所述的雙12V起動用新型閥控式鉛酸蓄電池，其特征在于在相鄰 兩個單格之間的中間壁( 上還設置有穿孔(6)，而位于兩個單格內(nèi)的極群組C3)通過穿孔 (6)穿壁焊接為一體。
9.根據(jù)權利要求1所述的雙12V起動用新型閥控式鉛酸蓄電池，其特征在于所述的 電池槽(1)、電池蓋(2)及中間壁(5)均采用PP塑料材料制作而成。
10.據(jù)權利要求1所述的雙12V起動用新型閥控式鉛酸蓄電池，其征在于所述的電池 槽⑴與電池蓋(2)熱封為一體。
專利摘要本實用新型提供了一種雙12V起動用新型閥控式鉛酸蓄電池，主要由被中間壁分隔為十二個單格的電池槽，以及與電池槽相匹配的電池蓋組成，在所述每個單格內(nèi)還放置有極群組并注有電解液，在所述電池蓋外部設有四個接線端子。本實用新型通過四個接線端子外部串聯(lián)或并聯(lián)可代替100AH至220AH的大功率起動用閥控式免維護鉛酸蓄電池的使用；極群組采用多片緊裝配，板間距小，正負板柵的網(wǎng)孔密度高，正板柵用鉛銻合全，使蓄電池的充放電特性極大提高，其峰值功率大；快速充電能強；組合一致性好；深循環(huán)使用壽命增長；浮充電壓2.35V長期充電時，氧復合效率接100％，水損耗大大減小，免維護性能十分優(yōu)良。
文檔編號H01M2/04GK201877492SQ20102055335
公開日2011年6月22日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權日2010年9月30日
發(fā)明者陳清平 申請人:陳清平