起动用双极性水平铅酸蓄电池
阅读说明：本技术 起动用双极性水平铅酸蓄电池 (Bipolar horizontal lead-acid battery for starting ) 是由 张冰冰 刘毅 张伟 林小毅 何亦仁 于 2021-08-04 设计创作，主要内容包括：本发明属于水平铅酸蓄电池技术领域,具体涉及一种起动用双极性水平铅酸蓄电池,包括：壳体；双极性极板和隔板,双极性极板与隔板相互交替、水平叠加装配在壳体内；水平叠加时,双极性极板中间、相邻隔板之间形成纵向空间；设于纵向空间的隔墙,隔墙与隔板连接面设有迷宫结构,迷宫结构与隔板相抵。本发明的起动用双极性水平铅酸蓄电池结构采用双极性极板,该极板正负极板栅筋条相连,该相连的栅筋条取代现有单格间的穿壁焊连接方式,内阻降低,利于大电流放电；其次,在蓄电池隔墙中设计迷宫,形成弯曲回路,能延长氧气运动路径,有利于负极的氧复合。(The invention belongs to the technical field of horizontal lead-acid storage batteries, and particularly relates to a bipolar horizontal lead-acid storage battery for starting, which comprises: a housing; the bipolar polar plates and the clapboards are mutually alternated and horizontally overlapped and assembled in the shell; when horizontally superposed, a longitudinal space is formed between the middle and the adjacent partition plates of the bipolar polar plates; locate the partition wall in vertical space, the partition wall is connected the face with the baffle and is equipped with labyrinth structure, and labyrinth structure offsets with the baffle. The bipolar horizontal lead-acid storage battery structure for starting adopts a bipolar polar plate, grid ribs of the positive polar plate and the negative polar plate of the polar plate are connected, and the connected grid ribs replace the wall-penetrating welding connection mode among the existing single cells, so that the internal resistance is reduced, and the large-current discharge is facilitated; secondly, a labyrinth is designed in the partition wall of the storage battery to form a bent loop, so that the oxygen movement path can be prolonged, and oxygen recombination of a negative electrode is facilitated.)
技术领域
本发明属于水平铅酸蓄电池技术领域，具体涉及一种起动用双极性水平铅酸蓄电池。
背景技术
汽车起动用铅酸蓄电池槽体结构按电压设计，一般汽车起动用铅酸蓄电池为12V，每个单格2V，需要6个单格串联，每个单格独立，电解液不能穿格，传统AGM贫液式蓄电池的极板一般采取垂直装配，即一片单个正极板、隔板、一片单个负极板垂直装配而成，单个的正极板与负极板之间采用穿壁焊连接，极板通过极耳依据容量所需片数将极板极耳铸焊在一起，这种连接结构使蓄电池内阻大，汽车起动用铅酸蓄电池放电电流大，一般为蓄电池容量的7-10倍，内阻大限制了起动电流。
而且，现有蓄电池结构中虽装配有迷宫结构，如专利CN106654081A所公开的技术方案，但是，该迷宫结构设置在蓄电池盖上，处于蓄电池上端，这种结构对水平铅酸蓄电池而言，不利于氧气复合，导致蓄电池会过早失水而报废。
发明内容
本发明的目的在于提供一种起动用双极性水平铅酸蓄电池结构，以解决上述问题中的一种或几种。
根据本发明的一个方面，提供了一种起动用双极性水平铅酸蓄电池，包括：
壳体；
双极性极板和隔板，双极性极板与隔板相互交替、水平叠加装配在壳体内；水平叠加时，双极性极板中间、相邻隔板之间形成纵向空间；
设于纵向空间的隔墙，隔墙与隔板连接侧设有迷宫结构，迷宫结构与隔板相抵。
由此，本发明的起动用双极性水平铅酸蓄电池结构采用双极性极板，该极板正负极板栅筋条相连，该相连的栅筋条取代现有单格间的穿壁焊连接方式，内阻降低，利于大电流放电；其次，在蓄电池隔墙中设计迷宫，形成弯曲回路，能延长氧气运动路径，有利于负极的氧复合。
在一些实施方式中，迷宫结构包括若干引导槽，每个相邻引导槽之间设有排气结构，迷宫结构还包括控制气体排放出迷宫的控制阀，控制阀设在引导槽上。由此，进入迷宫的氧气充斥与引导槽中并通过排气结构从上一个引导槽排入下一个引导槽，延长氧气排出迷宫的路径，迷宫也相当于一个氧气缓存区，当迷宫内的氧气压力达到一定数值时才会从控制阀逸出。
在一些实施方式中，迷宫结构的底部设有气体通道，气体通道与隔板相抵。隔板为AGM隔板，其吸酸量控制在95％以下，由此，便于AGM隔板中的的氧气进入气体通道中。
在一些实施方式中，一个引导槽的底部设有通气结构，通气结构与气体通道连通。由此，进入气体通道的氧气可通过通气结构进入引导槽，通气结构可以为通孔等使氧气由气体通道进入引导槽的结构。
在一些实施方式中，壳体在长度方向上设有用于固定隔墙的卡槽。由此，便于将隔墙固定在壳体内。
在一些实施方式中，隔墙包括卡设于卡槽的卡条，卡条之间预留有空隙层，置于空隙层两端设有橡胶层，空隙层被密封材料填充。由此，每装配1组正负极板、AGM隔板放1对卡条，卡条中间预留空隙，上下有橡胶层，用以压实正负极板连接的板柵筋条，卡条中间灌注环氧树脂、密封胶或注塑槽体材料成型，成型后形成密实隔墙。
在一些实施方式中，双极性极板通过连铸连轧生产得到两块尺寸相同的极板板柵，分别涂正负铅膏即为正负极板，正负极板通过筋条相连。具体地，双极性板柵使用铅基锡合金，连铸连轧制造，涂填铅膏形成正极板、负极板，其铅膏添加剂不同、视比重不同，筋条相同，正极板与负极板间铅筋条相连，形成双极性极板。
附图说明
图1为蓄电池装配前结构示意图；
图2为壳体部分结构示意图；
图3为双极性极板结构示意图；
图4为双极性极板与隔板装配结构示意图；
图5为迷宫结构示意图；
图6为双极性极板、隔板与隔墙装配结构示意图；
图7为图6所示装配结构示意图中A-A截面示意图；
图8为12V60Ah家庭轿车用铅酸起动用蓄电池内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。值得说明的是，具体实施方式中，方位关系是指蓄电池在水平放置时与地面的关系，比如水平方向则与地面平行，垂直方向则指与地面垂直。
实施例1
一种起动用双极性水平铅酸蓄电池，如图1所示，含有6个单格，6个单体串联，包括壳体1，置于壳体1内的双极性极板2、AGM隔板3、隔墙4以及迷宫结构5，隔墙4使蓄电池单格间隔开，其中：
如图2所示，壳体1为长方体结构，在宽度方向上通过注塑得到两个相对平行设置的第一侧盖11，在长度方向上也可通过注塑得到两个相对平行设置的第二侧盖12，以及底盖(未标出)，第一侧盖11与第二侧盖12、底盖围合形成容纳双极性极板2、隔板3以及隔墙4的空间；两个相对平行设置的第二侧盖12在垂直方向上分别相对应地设有卡槽13，使得隔墙4卡在卡槽13中时隔墙4与底盖垂直；本实施例中，在第二侧盖12内壁垂直方向上通过注塑形成两条凸出于内壁的加强柱131，两条加强柱131之间留有放置隔墙4的空间，由此形成卡槽13结构；此外，壳体1的顶盖的结构与现有技术相同，可根据其材质不同选择热封或胶合，此处不再赘述。
如图3所示，双极性极板2使用铅基锡合金通过连铸连轧制造得到，得到的两块极板板栅尺寸相同，两块极板板栅通过铅筋条23相连，分别涂正铅膏、负铅膏即形成正极板21、负极板22，也即正负极板栅通过铅筋条23相连，该相连的板栅筋条23取代现有单格间的穿壁焊连接方式，内阻降低，利于大电流放电；
如图4和图7所示，AGM隔板3与双极性极板2依次交替水平叠放，依次交替水平叠放是指，上一层左端为负极板、右端为右极板，中间层为AGM隔板3，那么下一层左端则为右极板、右端为负极板，也即AGM隔板3上层与下层为正负极板；其中，AGM隔板3的宽度要大于正极板或负极板的宽度，使得在筋条23处AGM隔板3相对于正极板或负极板存在外延部31。
如图5所示，迷宫结构5包括依次连接的引导槽51，引导槽51存在储气空间，用于作为氧气的缓冲区域，按图5所示方位从左至右分别设为第一至第五引导槽；每个相邻引导槽51之间设有阻隔墙511，阻隔墙511上设有排气结构52，本实施例中，排气结构52为通孔，排气结构52在相邻的阻隔墙511呈现上下分布，即排气结构52在上一个阻隔墙511分布在其顶端，那么在下一个阻隔墙511则分布在其底端，由此便于每一个引导槽51对氧气的缓冲，也使得迷宫结构内部形成一个曲折的氧气通道回路；
迷宫结构5还包括控制氧气排放出迷宫的控制阀53，控制阀53设在第五引导槽顶部，当迷宫内的氧气压力达到一定数值时才会从控制阀53逸出到壳体内，参与负极板氧复合；
具体地，当蓄电池充电时，正极会析出氧气，负极会析出氢气，正极析氧在充电量达到70％时开始，本实施例双极性密封铅蓄电池使用AGM隔板贫液设计，隔板中保持有5％-10％的孔隙不被电解液占有，正极生成的氧就是通过这部分孔隙到达负极而被负极吸收。析出的氧到达负极，跟负极起下述反应：2Pb+O2＝2PbO；2PbO+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O。通过这两个反应，达到阴极吸收的目的。负极析氢则要在充电到90％时方开始，氧在负极上的还原作用及负极本身析氢过电位的提高，从而避免了大量析氢反应。
蓄电池中未反应的氧气和析出的氢气积聚使电池中的压力升高，当电池内部的气体压力达到一定值时(本实施例中如10-25KPa)，密闭阀会自动开启，进行排气泄压；蓄电池内部压力下降，当压力下降到某一限定值时(本实施例中如3-15KPa)，密闭阀自动关闭，从而达到蓄电池的技术性能要求。
迷宫结构5的底部还设有气体通道6，气体通道6与AGM隔板3相抵，第一引导槽的底部设有通气结构54，通气结构54与气体通道6连通，本实施例中，通气结构54为通孔。由此，蓄电池装配完成后，AGM隔板3与气体通道6相抵，AGM隔板3中的氧气逸出后在气体通道6内经由通气结构54流入迷宫结构5的第一引导槽，再通过排气结构52依次流向第二至第五引导槽，当迷宫结构5内的氧气压力达到一成程度后，氧气会从控制阀53逸出进入蓄电池壳体1内。
图6-7示意出双极性极板2、AGM隔板3与隔墙4、迷宫5装配结构示意图，如图所示，图中由下往上依次是设在底部的第一双极性极板，其左端为第一负极板22、右端为第一正极板21、中间为连接第一负极板22和第一正极板21的第一筋条23；其次是分别压住第一双极性极板第一正极板21、第一负极板22的AGM隔板3，AGM隔板3分别置于隔墙4的两侧；在隔墙4上设有第二双极性极板，其左端为第二正极板21’、右端为第二负极板22’；隔板3的底部设有橡胶层43以压实正负极板连接的第一筋条23，隔板3设有卡条41，卡条41底部卡在两AGM隔板3之间，卡条41中间预留空隙层(未标出，即被环氧树脂44填充的空间)，空隙层内灌注环氧树脂44形成密实隔墙，然后在隔墙顶部再用橡胶层封顶。
靠着卡条41的两侧立面分别设有迷宫结构5，迷宫结构5的外壁向下延伸在其底端形成气体通道6，气体通道6与AGM隔板3的延伸部31相抵，使得AGM隔板3中的氧气扩散到气体通道6中，然后进入迷宫结构5中，由于迷宫结构5内形成了弯曲回路延长了氧气排出迷宫结构5的路径，对氧气起到缓存作用，便于氧气与负极进行氧复合。
本发明的一种起动用双极性水平铅酸蓄电池装配过程如下：
(1)壳体在注塑成型时，无单格之间的隔墙，预留卡槽；
(2)每装配1组正负极板、AGM隔板放1个卡条，卡条中间预留空隙层，卡条上下有橡胶层，用以压实正负极板连接的板柵筋条，卡条中的空隙层灌注环氧树脂成型，成型后形成密实隔墙；
(3)每组单体电池的正极板柵筋条，铸焊在一起形成整只电池的正极，负极板柵筋条，铸焊在一起形成整只电池的负极；
(4)整只蓄电池两端部封装凹形端盖；
(5)中盖、顶盖结构与现有蓄电池同，装配方法也与现有技术相同。
其中，1片正极板和1片负极板(中间AGM隔板隔开，防止短路)形成1个单体2V电池，其容量由铅膏活性物质量决定，起动用铅酸蓄电池为20小时放电容量，放电到单体1.75V的安时量，一般极板设计15Ah左右，两组并联30Ah，以此类推。例如，如图8所示，其示意出四组并联结构示意图，若一组15Ah，即可计算蓄电池容量为60Ah；串联为6个单体，即为12V，图示为12V60Ah家庭轿车用铅酸起动用蓄电池，一般适用于家庭轿车。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
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