专利名称：双12v起动用新型阀控式铅酸蓄电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及大功率起动用铅酸蓄电池的领域，如大功率发动机的汽车，拖拉 机，野外作业的工程机械等。具体是指一种双12V起动用新型阀控式铅酸蓄电池。
背景技术：
阀控式铅酸蓄电池是指带有(单向，安全)阀的密封蓄电池，在电池内气压超出预 定值时允许气体逸出到电池外部，而不允许电池外部的气体等物进入电池内部。这种电池 或电池组在正常情况下是不能向电池内部添加电解质的。目前，市场上的阀控式铅酸蓄电池的板栅合金主要分为两种，其不同点为一种是 正板栅采用铅锑合金，负板栅采用铅钙合金制作；另一种是正板栅与负板栅均采用铅钙合 金制作。正板栅采用铅锑合金的电池特点是深循环使用寿命长，但水损耗大、免维护性 能差；正板栅采用铅钙合金的电池特点是深循环使用寿命短、但水损耗小，免维护性能良 好，对于这种采用铅钙合金导致蓄电池深循环使用寿命短的现象，行业内称为“无锑效应”。由于近年蓄电池修复行业的兴起，多数厂家的正板栅均采用铅锑合金制作，其循 环使用寿命长，虽然水损大，但是可以通过修复对其进行维护，如图2所示，蓄电池修复的 原理就是通过打开外置的安全阀向蓄电池内部加纯水或电解液，使其可以继续使用。但 是，阀控式铅酸蓄电池一般情况下是不允许添加电解质的，也就是说，蓄电池修复其实是一 种违规操作，具有以下几个缺陷第一，违规操作有可能给蓄电池的使用带来潜在风险；第 二，定期维护给使用者造成一定经济上的损失，并带来不必要的麻烦。另外，目前市场上的阀控式铅酸蓄电池的电池槽，电池盖都是采用ABS塑料材料 制作而成，其特点是电池槽和电池盖只能通过粘胶的方法粘合为一体(因为ABS的热熔性 差)，表面硬度大、钢性好、承受内部气体压力高，但抗冲击能力差，具有以下几个缺陷第 一，材料比重大、单价高和使用环氧树脂胶，致使电池成本较大；第二，如图1所示，由于在 每个单格之间的中间壁因ABS脆性大不能穿孔，故相邻单体电池之间的连接必须采用过桥 焊，过桥焊的结构如图3所示，其主要是通过氧气焊接而成，这种焊接必须通过手工完成， 从而浪费大量的人力成本，生产效率低；第三，电池槽与电池盖之间的密封采用环氧树脂粘 胶，其操作步骤复杂，首先要粘接电池槽和电池盖，其次要采用端子胶进行密封端子，最后 再用标识胶标明正负极性，在三次粘胶之间还要分别加热固化一段时间，该复杂的操作步 骤再次降低了生产效率。再者，目前市场上100AH至220AH的起动用铅酸蓄电池的电池槽都为12V的整体 槽，而大功率发动机的汽车，拖拉机，野外作业的工程机械用的起动用铅酸蓄电池，有的是 采用大容量的12V蓄电池，有的则采用两台12V较小容量的蓄电池，串联成24V的电池组。 无论是哪一种，其缺点都是体积较大，成本较高，接线麻烦且易出故障。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双12V起动用新型阀控式铅酸蓄电池，它通过在蓄电池外部设有四个接线端子，用户拫据需要可选用串联为24V的蓄电池，起 动电流可输出500A ；也可选用并联为12V蓄电池，起动电流可输出1000A(GB/T5008-2005 标准中最大起动电流为680A)。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是双12V起动用新型控式铅酸 蓄电池，主要由被中间壁分隔为十二个单格的电池槽，以及与电池槽相匹配的电池盖组成， 在所述电池盖外部设有四个接线端子；在所述每个单格内还放置有极群组并注有电解液， 所述极群组呈长方体或正方体，为了使蓄电池具有更为良好的充放电和免维护性能，所述 极群组的极板间距为2. 1至2. 5mm。极板间距定义为极板平面垂直方向的单格电池槽厚 度除以该单格装入极板的片数的值等于极板间距。所述的极群组由正极板与负极板间隔放置而成，且在每个正极板与负极板之间还 设置有隔板。为了增加铅膏与板栅的结合力，提高蓄电池的充放电性能，所述正极板板栅与负 极板板栅的网孔密度均为1.7个/cm2至2. 3个/cm2。网孔密度定义为板栅平面内的网孔 个数除以板栅平面面积的值。为进一步提高蓄电池的深循环寿命电性能，所述的正极板的板栅采用铅锑合金制 作而成，所述的负极板的板栅采用铅钙合金制作而成；所述的隔板采用超细玻璃纤维棉，简 称为AGM隔板，且为双层，IOOKpa测定时，厚度为0. 36至0. 42毫米之间。为了加入电解液时的方便，在所述电池盖上的安全阀设计为外置安全阀，所述安 全阀的出气端位于电池盖的顶部。为了提高生产效率，在相邻两个单格之间的中间壁上还设置有穿孔，而位于两个 单格内的极群组通过穿孔穿壁焊接为一体。所述的电池槽、电池盖及中间壁均采用PP塑料材料制作而成，并且所述的电池槽 与电池盖热封为一体。综上，本实用新型的有益效果是(1)输出峰值功率大，快速充电能力強。因极群组采用多片极板紧装配，即极板间 距缩小；又因正负极板的板栅网孔密度大，板栅与铅膏的接触面积增大；且正板栅为铅锑 合金，板栅与铅膏界面电阻率小且稳定，三者因素迭加，故使蓄电池内阻变得很小，蓄电池 的深充放电性能十分优良。其输出峰值功率大于0. 3C3KW，快速充电的容量大于0. 9C3AH，这 对于需瞬时功率大的起动用铅酸蓄电池来说是十分有意义的。(2)组合一致性好。极群组采用多片极板紧装配和每格加酸量精密控制(其最大误差低于0.5%)，虽每片容量少，但片数多，其总容量一定，每片容量的 偏差占总容量百分比减少，再加以酸量控制容量输出，且每格加酸量偏差很小。其结果使每 格容量趋于一致，即组合一致性好(其单格容量最大偏差小于2%)。这对于需较高电压的 电池组尤为重要，因为电池组串联充放电时，容量低的放电时容易造成过放电，甚至于反充 电；充电时容易造成欠充电，该电池很快会损坏而影响整个电池组的寿命。(3)深循环使用寿命长。极群组采用多片极板紧装配；正负极板采用高网孔密度 的板栅，；且正板栅采用铅锑合金；用精确硫酸物质量来控制电池的容量输出。四项要素迭 加结果，有效地防止了深度过放电，确保了蓄电池的深循环使用寿命。(4)免维护性能好。阀控式蓄电池氧复合为水的效率与蓄电池极板总面积成正比，与极板间距成反比，因极群組采用多片紧装配使本实用新型的氧复合为水的效率接近 100% (单格浮充电压为2. 35V时)，即水损耗极小。(5)生产成本低。电池槽与电池盖均采用PP塑料材料制作而成，PP材料的特点是 密度小，单价低，热熔性和抗冲击性能好，但表面硬度较小，钢性不够好，承受内部气体的压 力比ABS塑料材料较低，但由于本实用新型氧复合效率高，水损耗小，即充电过程中产生的 氧气很快地还原为水，所以蓄电池内部气体压力本身就较小，故采用PP塑料材料已可完全 满足本实用新型的需求，PP塑料密度小单价低，降低了生产成本。(6)生产效率高。因在每两个单体电池之间中间壁上均设有穿孔，将单体电池串联 时，采用机器穿壁焊接，且电池槽与电池盖之间的密封也是采用热封机进行热熔密封的，全 机械化操作不仅降低了人力成本，而且提高了工作效率。(7)用户使用成本低，接线方便。对于企业来说，双12V起动用新型控式铅酸蓄电 池，市场适应性广。
图1为现有技术中电池槽的结构示意图。图2为现有技术中电池盖的结构示意图。图3为现有技术中相邻单体电池之间采用过桥焊的俯视结构示意图。图4为本实用新型电池槽的结构示意图。图5为本实用新型电池盖的俯视结构示意图。图6为本实用新型中相邻单体电池之间采用穿壁焊的俯视结构示意图。图7为本实用新型中极群在未涂铅膏并未设置隔板的结构示意图。图8为本实用新型装配好以后整体结构的截面结构示意图。图9为本实用新型的实现原理图。附图中标记及相应的零部件名称1-电池槽；2-电池盖；3-极群组；4-安全阀； 5-中间壁；6-穿孔；7-正极板；8-负极板；9-隔板；10-电解液膜；11-氧气通道；12-接线端子。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实 施方式不限于此。实施例如图1 10所示，该新型阀控式铅酸蓄电池，主要由中间壁5分隔为12个单格的 电池槽1，以及与电池槽1相匹配的电池盖2组成，所述的电池槽1、电池盖2与中间壁5均 采用PP塑料材料制作而成；在所述每个单格内还放置有正负极群组3并注有电解液，这样 每个单格电池称为一个单体电池，每个单体电池标称电压为2V，如双12V的阀控式铅酸蓄 电池即由两组6个单体电池串联而成，串联是经过在相邻两个单格之间的中间壁5上的穿 孔6，将两个单格内的极群组3通过穿孔6穿壁焊接为一体，穿壁焊结构如图6所示，所述极 群组3的极板间距为2. 1至2. 5mm。在电池盖的外部设置有四个接线端子12供用户选用。由图9可看出，所述的极群组3由正极板7与负极板8间隔放置而成，且在每个正
5极板7与负极板8之间还设置有隔板，所述的正极板7的板栅采用铅锑合金制作而成，所述 的负极板8的板栅采用铅钙合金制作而成；正极板的板栅采用铅锑合金保证了蓄电池的深 循环寿命，所述的隔板采用超细玻璃纤维隔板9，现有技术中将超细玻璃纤维隔板缩写词为 AGM隔板。如图7所示，所述正极板7的板栅与负极板8的板栅的网孔密度1. 7至2. 3个/ cm2，且板栅上的网孔可为任意形状。如图7所示，在所述的电池盖2上还外置有安全阀4，所述安全阀4的出气端位于 电池盖2顶部，便于加入电解液。本实用新型的实现免维护性能的原理如下如图9所示，该图为与极板平面垂直 方向的截面图，相同容量的蓄电池，充电时电流是相同的，单位时间内产生的氧气也是相同 的，即氧气发生量与充电电量(AH数)成正比。由于是紧装配，且AGM隔板内的电解液是欠 饱和的(即饱和度略小于100% )，欠饱和就有氧气通道，充电时产生的氧气，就能从正极板 7经过超细玻璃纤维棉隔板9上的氧气通道11传输到负极板8，与负极板8的铅反应生成 氧化铅，在正极板7、负极板8与AGM隔板间还形成有一层电解液膜10，电解液膜10的厚度 仅有0. lum，其阻力可不计，而氧化铅则与电解液中的硫酸反应生成水和硫酸铅，故氧气最 终是又可以还原为水的，其还原为水的速率主要与氧气从正极7传输到负极8的传输速率 或者说与传输阻力有较大关系。氧气从正极7传输到负极8的传输速率与极板的总面积成 正比，与极板间距成反比，本实用新型单体电池中，极板片数多，极板间距小，极板总面积增 大、而极板间距缩小，在紧装配的情况下，氧气的传输速率极大，氧气也就很容易复合还原 为水，从而使得蓄电池的免维护性得到了很好的保证。现有技术中，由于极群组极板片数少，极板间距大，产生的氧气不容易还原为水， 故在电池槽盖体内压超过安全阀预定值时，气体就会从安全阀排出电池外，其采用承受内 压较大的ABS塑料材料，目的是提高开启压力，从另一方面来讲也是希望减小水耗。本实用 新型中，由于氧气极易还原为水，产生的气体本身就少，气压就低，故采用承受气体内压较 小的PP塑料材料就已经完全可以满足要求，既降低了成本，又提高了工作效率。用户根据需要，可将双12V电池串联起来选用24V/500A的蓄电池，也可将双12V 电池并联起来选用12V/1000A的蓄电池。用户使用成本低，接线方便。对于企业来说，双 12V起动用新型控式铅酸蓄电池，市场适应性广。本实用新型的外型尺寸为410*175*250的 双12V蓄电池，通过外部串联或并联可代替100AH至220AH的大功率起动用阀控式免维护 铅酸蓄电池的使用。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限 制，凡是依据本实用新型的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落 入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.双12V起动用新型阀控式铅酸蓄电池，主要由被中间壁( 分隔为十二个单格的电 池槽(1)，以及与电池槽(1)相匹配的电池盖(2)组成，在所述每个单格内还放置有极群组 ⑶并注有电解液，其特征在于在所述电池盖⑵外部设有四个接线端子(12)。
2.根据权利要求1所述的双12V起动用新型阀控式铅酸蓄电池，其特征在于所述的 极群组C3)呈长方体或正方体，其极板间距为2. Imm至2. 5mm。
3.根据权利要求1所述的双12V起动用新型阀控式铅酸蓄电池，其特征在于所述的 极群组(3)由正极板(7)与负极板(8)间隔放置而成，且在每个正极板(7)与负极板(8) 之间还设置有隔板。
4.根据权利要求3所述的双12V起动用新型阀控式铅酸蓄电池，其特征在于所述正 极板(7)与负极板(8)的板栅的网孔密度均为1. 7个/cm2至2. 3个/cm2。
5.根据权利要求3或4所述的双12V起动用新型阀控式铅酸蓄电池，其特征在于所 述的正极板(7)的板栅采用铅锑合金制作而成，所述的负极板(8)的板栅采用铅钙合金制 作而成。
6.根据权利要求3所述的双12V起动用新型阀控式铅酸蓄电池，其特征在于所述的 隔板(9)采用超细玻璃纤维棉，且所述的隔板(9)为双层。
7.根据权利要求1所述的双12V起动用新型阀控式铅酸蓄电池，其特征在于在所述 的电池盖⑵上还外置有安全阀G)，所述安全阀⑷的出气端位于电池盖O)的顶部。
8.根据权利要求1所述的双12V起动用新型阀控式铅酸蓄电池，其特征在于在相邻 两个单格之间的中间壁( 上还设置有穿孔(6)，而位于两个单格内的极群组C3)通过穿孔 (6)穿壁焊接为一体。
9.根据权利要求1所述的双12V起动用新型阀控式铅酸蓄电池，其特征在于所述的 电池槽(1)、电池盖(2)及中间壁(5)均采用PP塑料材料制作而成。
10.据权利要求1所述的双12V起动用新型阀控式铅酸蓄电池，其征在于所述的电池 槽⑴与电池盖(2)热封为一体。
专利摘要本实用新型提供了一种双12V起动用新型阀控式铅酸蓄电池，主要由被中间壁分隔为十二个单格的电池槽，以及与电池槽相匹配的电池盖组成，在所述每个单格内还放置有极群组并注有电解液，在所述电池盖外部设有四个接线端子。本实用新型通过四个接线端子外部串联或并联可代替100AH至220AH的大功率起动用阀控式免维护铅酸蓄电池的使用；极群组采用多片紧装配，板间距小，正负板栅的网孔密度高，正板栅用铅锑合全，使蓄电池的充放电特性极大提高，其峰值功率大；快速充电能强；组合一致性好；深循环使用寿命增长；浮充电压2.35V长期充电时，氧复合效率接100％，水损耗大大减小，免维护性能十分优良。
文档编号H01M2/04GK201877492SQ20102055335
公开日2011年6月22日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者陈清平 申请人:陈清平