CN203787527U - 一种铅酸蓄电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铅酸蓄电池，旨在提供一种可有效改善因电流集中而造成的极耳根部的极板板栅腐蚀断裂的问题，并提高大电流充放电性能，提高活性物质利用率，延长电池循环寿命的蓄电池。它包括若干并排设置的单体电池，各单体电池分别包括单体电池槽及设置在单体电池槽内的极板组，各正极板上分别设有两个正极耳，各负极板上分别设有两个负极耳；同一单体电池上设有两个正极汇流排及两个负极汇流排，且同一单体电池的正极汇流排与负极汇流排交替排列；单体电池的正极汇流排、负极汇流排与同该单体电池相邻的单体电池槽内的负极汇流排、正极汇流排之间通过金属块直接焊接相连，将各单体电池串联连接。

Description

一种铅酸蓄电池

技术领域

本实用新型涉及蓄电池领域，具体涉及一种铅酸蓄电池。

背景技术

目前传统的铅酸蓄电池的极板（正、负极板）通常采用单极耳结构，即极板上只有一个极耳；这种单极耳极板结构的蓄电池在充放电过程中，靠近极耳附近的极板区域的电流高度集中，使得该区域容易产生较大的电压压降，不利于大电流充放电；并且极耳所在的极板侧边的边长越大，上述现象越加明显，越不利于大电流充放电；而电流的分布差异性过大还影响了极板活性物质的利用率，在远离极耳的极板区域的活性物质利用率低，这都影响到电池的循环寿命。同时，由于电流的高度集中造成极耳根部的极板板栅容易腐蚀断裂，从而影响电池的循环寿命。

例如，中国专利公开号CN203150650U，公开日2013年8月21日，发明创造的名称为一种蓄电池极板，包括板体，板体顶部一侧设置有极耳，板体表面边缘设置有边框筋，板体表面设置有呈网状的横筋和竖筋。该申请案的蓄电池极板同样为单极耳结构，其同样存在上述问题。

另一方面，目前蓄电池的相邻单体电池的不同极性的汇流排之间通常采用极柱过桥接焊接来串联各个单体电池，而汇流排在采用极柱来连接相邻单体电池之间的不同极性的汇流排时，电流路径变长，内阻增大，发热量增大，单体电池之间的温度和集电性的波动也增大，从而影响电池的循环寿命。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是为了克服现有技术的不足，提供一种可有效改善因电流集中而造成的极耳根部的极板板栅腐蚀断裂的问题，并提高大电流充电和大电流放电性能，提高了活性物质利用率，延长电池的循环寿命的铅酸蓄电池。

本实用新型的另一目的是为了克服现有技术的不足，提供一种可缩短电流路径，降低内阻、发热量及单体电池之间的温度和集电性的波动，提高电池的循环寿命的铅酸蓄电池。

本实用新型的技术方案是：

一种铅酸蓄电池，包括若干并排设置的单体电池，各单体电池分别包括单体电池槽及设置在单体电池槽内的极板组，所述极板组由若干正极板和若干负极板隔着隔板交替排列而成，各正极板上分别设有两个正极耳，且两正极耳位于正极板同一侧，各负极板上分别设有两个负极耳，且两负极耳位于负极板同一侧；同一极板组的正极耳与负极耳交替排列，同一单体电池上设有两个正极汇流排及两个负极汇流排，且同一单体电池的正极汇流排与负极汇流排交替排列，相邻两单体电池的正极汇流排与负极汇流排并排分布；所述单体电池的正极汇流排、负极汇流排与同该单体电池相邻的单体电池槽内的负极汇流排、正极汇流排之间通过金属块直接焊接相连，将各单体电池串联连接。

本方案的正、负极板上均设有两个极耳使电池在充放电时，极板上的电流分布更均匀，避免电流在靠近极耳附近的极板区域高度集中，有效改善因电流集中而造成的极耳根部的极板板栅腐蚀断裂的问题，并提高大电流充电和大电流放电性能，提高了活性物质利用率，延长电池的循环寿命。

另一方面，本方案的单体电池的正极汇流排、负极汇流排与同该单体电池相邻的单体电池槽内的负极汇流排、正极汇流排之间通过金属块直接焊接相连，即相邻单体电池的不同极性的汇流排采用“采用无极柱直接焊接相连”，仅使用铅、铝或铜材等金属板进行熔焊或铸焊来进行焊接；这使得电流路径变短，内阻降低，并且随着内阻降低，发热量也降低，单体电池之间的温度和集电性的波动也降低，从而提高电池的循环寿命。

作为优选，铅酸蓄电池上设有两个正端引出极柱及两个负端引出极柱，且两个正端引出极柱位于铅酸蓄电池的同一侧，两个负端引出极柱位于铅酸蓄电池的同一侧，正端引出极柱与负端引出极柱位于铅酸蓄电池的相对两侧；所述两正端引出极柱通过正极连接件相连接，两负端引出极柱通过负极连接件相连接。本方案通过正极连接件、负极连接件连接两正端引出极柱、两负端引出极柱，其可以方便的把两个端极柱连接在一起作为电源的输出端； 此种连接方式使电池在充放电时，极板上的电流分布更均匀，有效改善了大大电流充电和大电流放电性能，提高了活性物质利用率，延长蓄电池的循环使用寿命。

作为优选，正极连接件包括连接两正端引出极柱的条形连接片，设置在条形连接片两端的连接孔及设置在条形连接片中部的接线端子；所述接线端子的上部位于条形连接片上方，接线端子的下部位于条形连接片下方，接线端子的顶面设有连接螺孔；所述两连接孔边缘分别设有缺口，正端引出极柱插设在连接孔内，且正端引出极柱通过焊接与条形连接片相连接；所述负极连接件包括连接两负端引出极柱的条形连接片，设置在条形连接片两端的连接孔及设置在条形连接片中部的接线端子；所述接线端子的上部位于条形连接片上方，接线端子的下部位于条形连接片下方，接线端子的顶面设有连接螺孔；所述两连接孔边缘分别设有缺口，负端引出极柱插设在连接孔内，且负端引出极柱通过焊接与条形连接片相连接。本方案的正、负极连接件结构不仅能够方便、可靠、稳定的连接两正端引出极柱、两负端引出极柱；而且接线端子的连接螺孔还可以作为外接电源的连接结构，方便外接用电器。另外，条形连接片中的缺口则作为焊接时的焊锡熔融槽，可有效提高正、负端引出极柱与条形连接片之间的连接强度。

作为优选，正极板和负极板呈矩形，且正、负极板的长宽比大于等于1.5小于等于4；所述正极板上的两正极耳及负极板上的两负极耳设分别置在正、负极板的长边上，且正极板上的两正极耳之间的间距为正极板长边长度的1/3至2/3之间，负极板上的两负极耳之间的间距为负极板长边长度的1/3至2/3之间。

作为优选，每片正极板上的两正极耳的截面积之和与每片负极板上的两负极耳的截面积之和的比值大于等于0.52小于等于0.96。

本方案通过反复试验得出通过使正极极耳的截面积相对于负极极耳的截面积适当地变小，从而集电性较低，在高率放电的时候避免正极活物质的过放电，从而在电量较低时，不需要太高的电流量，由此防止正极活性物质层破坏，从而延长蓄电池的循环使用寿命。

作为优选，每片正极板上的两正极耳的截面积之和与每片负极板上的两负极耳的截面积之和的比值大于等于0.64小于等于0.78。

作为优选，各正极板上的两正极耳的截面积之和与各负极板上的两负极耳的截面积之和的比值大于等于0.58小于等于0.82。

作为优选，各正极板上的两正极耳的截面积之和与各负极板上的两负极耳的截面积之和的比值大于等于0.62小于等于0.76。

本实用新型的有益效果是：

其一，可有效改善因电流集中而造成的极耳根部的极板板栅腐蚀断裂的问题，并提高大电流充电和大电流放电性能，提高了活性物质利用率，延长电池的循环寿命；

其二，可缩短电流路径，降低内阻、发热量及单体电池之间的温度和集电性的波动，提高电池的循环寿命的铅酸蓄电池。 

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型的正极板的一种结构示意图。

图3是本实用新型的负极板的一种结构示意图。

图4是本实用新型的正极连接件的一种结构示意图。

图5是图4的俯视图。

图中：壳体1，隔层2，单体电池3，单体电池槽31，极板组32，负端引出极柱5，正极汇流排6，金属块7，负极汇流排8，正端引出极柱9，正极板10，正极耳10a，负极板11，负极耳11a；正极连接件12，条形连接片121，接线端子122，缺口123，连接孔124，连接螺孔125。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

实施例1：一种铅酸蓄电池，包括若干并排设置的单体电池3。如图1所示，铅酸蓄电池的壳体1被隔层2分隔呈若干并排设置的单体电池槽31，使铅酸蓄电池具有若干并排设置的单体电池3。各单体电池分别包括单体电池槽及设置在单体电池槽内的极板组32。如图1、图2、图3所示，极板组由若干正极板10和若干负极板11隔着隔板交替排列而成。正极板和负极板呈矩形。正、负极板的长宽比大于等于1.5小于等于4，优选方案为: 正、负极板的长宽比为2或2.5或3或3.5。各正极板上分别设有两个正极耳10a，且两正极耳位于正极板同一侧。各负极板上分别设有两个负极耳11a，且两负极耳位于负极板同一侧。正极板上的两正极耳及负极板上的两负极耳设分别置在正、负极板的长边上。正极板上的两正极耳之间的间距为正极板长边长度的1/3至2/3之间，优选方案为: 正极板上的两正极耳之间的间距为正极板长边长度的1/2，并且其中一正极耳与靠近该正极耳的正极板宽边之间的间距为正极板长边长度的1/6，另一正极耳与靠近该正极耳的正极板宽边之间的间距为正极板长边长度的1/3。负极板上的两负极耳之间的间距为负极板长边长度的1/3至2/3之间，优选方案为：负极板上的两负极耳之间的间距为负极板长边长度的1/2，并且其中一负极耳与靠近该负极耳的负极板宽边之间的间距为负极板长边长度的1/6，另一负极耳与靠近该负极耳的负极板宽边之间的间距为负极板长边长度的1/3。每片正极板上的两正极耳的截面积之和与每片负极板上的两负极耳的截面积之和相同。

如图1所示，同一极板组的正极耳与负极耳交替排列，即同一单体电池的正极耳与负极耳交替排列。同一单体电池的正极耳分布成两排，同一单体电池的负极耳叶分布成两排。同一单体电池上设有两个正极汇流排6及两个负极汇流排8。同一单体电池的正极汇流排与负极汇流排交替排列，相邻两单体电池的正极汇流排与负极汇流排并排分布。同一单体电池的两正极汇流排中的一正极汇流排连接一排正极耳，另一正极汇流排连接另一排正极耳。同一单体电池的两负极汇流排中的一负极汇流排连接一排负极耳，另一负极汇流排连接另一排负极耳。单体电池的正极汇流排、负极汇流排与同该单体电池相邻的单体电池槽内的负极汇流排、正极汇流排之间通过金属块7直接焊接相连，即单体电池的正极汇流排、负极汇流排与同该单体电池相邻的单体电池槽内的负极汇流排、正极汇流排之间通过无极柱直接焊接相连，从而将各单体电池依次串联连接。具体说是，每个单体电池的负极汇流排与相邻单体电池的正极汇流排之间通过铅、铝或铜材等金属块直接焊接相连。

   如图1、图4、图5所示，铅酸蓄电池上设有两个正端引出极柱9及两个负端引出极柱5。正端引出极柱由正极汇流排引出。负端引出极柱由负极汇流排引出。两个正端引出极柱位于铅酸蓄电池的同一侧，两个负端引出极柱位于铅酸蓄电池的同一侧。正端引出极柱与负端引出极柱位于铅酸蓄电池的相对两侧。

两正端引出极柱通过正极连接件12相连接。两负端引出极柱通过负极连接件相连接。正极连接件包括连接两正端引出极柱的条形连接片121，设置在条形连接片两端的连接孔124及设置在条形连接片中部的接线端子122。接线端子的上部位于条形连接片上方，接线端子的下部位于条形连接片下方。接线端子的顶面设有连接螺孔125。两连接孔边缘分别设有缺口123。正端引出极柱插设在连接孔内，且正端引出极柱通过焊接与条形连接片相连接。

负极连接件的结构与正极连接件的结构相同。负极连接件包括连接两负端引出极柱的条形连接片，设置在条形连接片两端的连接孔及设置在条形连接片中部的接线端子。接线端子的上部位于条形连接片上方，接线端子的下部位于条形连接片下方。接线端子的顶面设有连接螺孔。两连接孔边缘分别设有缺口。负端引出极柱插设在连接孔内，且负端引出极柱通过焊接与条形连接片相连接。

本实用新型的正、负极板上均设有两个极耳使电池在充放电时，极板上的电流分布更均匀，避免电流在靠近极耳附近的极板区域高度集中，有效改善因电流集中而造成的极耳根部的极板板栅腐蚀断裂的问题，并提高大电流充电和大电流放电性能，提高了活性物质利用率，延长电池的循环寿命。另一方面，单体电池的正极汇流排、负极汇流排与同该单体电池相邻的单体电池槽内的负极汇流排、正极汇流排之间通过金属块直接焊接相连，即相邻单体电池的不同极性的汇流排采用“采用无极柱直接焊接相连”，仅使用铅、铝或铜材等金属板进行熔焊或铸焊来进行焊接；这使得电流路径变短，内阻降低，并且随着内阻降低，发热量也降低，单体电池之间的温度和集电性的波动也降低，从而提高电池的循环寿命。

实施例2，本实施例的其余结构参照实施例1，其不同之处：

每片正极板上的两正极耳的截面积之和与每片负极板上的两负极耳的截面积之和的比值大于等于0.52小于等于0.96；优选为，每片正极板上的两正极耳的截面积之和与每片负极板上的两负极耳的截面积之和的比值大于等于0.64小于等于0.78。本实施例中的每片正极板上的两正极耳的截面积之和与每片负极板上的两负极耳的截面积之和的比值为0.64或0.68或0.7或0.72或0.74或0.76。

各正极板上的两正极耳的截面积之和与各负极板上的两负极耳的截面积之和的比值大于等于0.58小于等于0.82；优选为，各正极板上的两正极耳的截面积之和与各负极板上的两负极耳的截面积之和的比值大于等于0.62小于等于0.76。本实施例中的各正极板上的两正极耳的截面积之和与各负极板上的两负极耳的截面积之和的比值为0.62或0.63或0.68或0.71或0.73或0.76。

在蓄电池领域中，为本领域技术人员所公知的是：为了使正极和负极的导电特性一致，正极板的极耳和负极板的极耳的截面积应当相同，这是因为导电物质的截面积与电阻成比例；但本实用新型打破这一惯例，却取得了意外的效果。在现有技术的情况下（正极板的极耳和负极板的极耳的截面积相同的情况下），正极板的反应电阻降低，高率放电时的正极活性物质利用率增大，但这也使得正极活性物质的劣化加速，从而影响铅酸蓄电池的循环寿命。与此相对，在本实用新型的铅酸蓄电池中，通过重新设定正负极板的极耳的截面积的比值，使每片正极板上的正极耳的截面积相对于每片负极板上的负极耳的截面积适当地变小，从而降低集电性，在高率放电的时避免正极活物质的过放电，从而在电量较低时，不需要太高的电流量，由此防止正极活性物质层破坏，从而延长了铅酸蓄电池的循环寿命；但也不能使正极耳的截面积相对于负极耳的截面积降低过多，否则会影响电极的化学反应，并使电池内阻增大，从而使得输出功率也降低，循环寿命降低。

Claims (8)

1. 一种铅酸蓄电池，包括若干并排设置的单体电池（3），各单体电池分别包括单体电池槽（31）及设置在单体电池槽内的极板组（32），所述极板组由若干正极板和若干负极板隔着隔板交替排列而成，其特征是，各正极板上分别设有两个正极耳（10a），且两正极耳位于正极板同一侧，各负极板上分别设有两个负极耳（11a），且两负极耳位于负极板同一侧；同一极板组的正极耳与负极耳交替排列，同一单体电池上设有两个正极汇流排（6）及两个负极汇流排（8），且同一单体电池的正极汇流排与负极汇流排交替排列，相邻两单体电池的正极汇流排与负极汇流排并排分布；所述单体电池的正极汇流排、负极汇流排与同该单体电池相邻的单体电池槽内的负极汇流排、正极汇流排之间通过金属块（7）直接焊接相连，将各单体电池串联连接。

2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池，其特征是，铅酸蓄电池上设有两个正端引出极柱（9）及两个负端引出极柱（5），且两个正端引出极柱位于铅酸蓄电池的同一侧，两个负端引出极柱位于铅酸蓄电池的同一侧，正端引出极柱与负端引出极柱位于铅酸蓄电池的相对两侧；所述两正端引出极柱通过正极连接件（12）相连接，两负端引出极柱通过负极连接件相连接。

3.根据权利要求2所述的一种铅酸蓄电池，其特征是，所述正极连接件包括连接两正端引出极柱的条形连接片（121），设置在条形连接片两端的连接孔（124）及设置在条形连接片中部的接线端子（122）；所述接线端子的上部位于条形连接片上方，接线端子的下部位于条形连接片下方，接线端子的顶面设有连接螺孔（125）；所述两连接孔边缘分别设有缺口（123），正端引出极柱插设在连接孔内，且正端引出极柱通过焊接与条形连接片相连接；所述负极连接件包括连接两负端引出极柱的条形连接片，设置在条形连接片两端的连接孔及设置在条形连接片中部的接线端子；所述接线端子的上部位于条形连接片上方，接线端子的下部位于条形连接片下方，接线端子的顶面设有连接螺孔；所述两连接孔边缘分别设有缺口，负端引出极柱插设在连接孔内，且负端引出极柱通过焊接与条形连接片相连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种铅酸蓄电池，其特征是，所述正极板和负极板呈矩形，且正、负极板的长宽比大于等于1.5小于等于4；所述正极板上的两正极耳及负极板上的两负极耳设分别置在正、负极板的长边上，且正极板上的两正极耳之间的间距为正极板长边长度的1/3至2/3之间，负极板上的两负极耳之间的间距为负极板长边长度的1/3至2/3之间。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种铅酸蓄电池，其特征是，每片正极板上的两正极耳的截面积之和与每片负极板上的两负极耳的截面积之和的比值大于等于0.52小于等于0.96。

6.根据权利要求5所述的一种铅酸蓄电池，其特征是，每片正极板上的两正极耳的截面积之和与每片负极板上的两负极耳的截面积之和的比值大于等于0.56小于等于0.78。

7.根据权利要求5所述的一种铅酸蓄电池，其特征是，各正极板上的两正极耳的截面积之和与各负极板上的两负极耳的截面积之和的比值大于等于0.58小于等于0.82。

8.根据权利要求7所述的一种铅酸蓄电池，其特征是，各正极板上的两正极耳的截面积之和与各负极板上的两负极耳的截面积之和的比值大于等于0.62小于等于0.76。