铅蓄电池

文档序号:438881 发布日期:2021-12-24 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 铅蓄电池 (Lead-acid battery ) 是由 王新虎 刘孝伟 项晨 于 2021-08-05 设计创作,主要内容包括:本发明涉及蓄电池领域,公开了一种铅蓄电池,该铅蓄电池包括:壳体、串联组件和单体级群,壳体内沿水平方向并列设置有多个单体级群,多个串联组件沿单体级群的排列方向错位排列设置于单体级群的两侧用于串联多个单体级群,位于两端的单体级群连接有输出输入端子组件。该铅蓄电池与传统的铅蓄电池结构不同,其中的多个串联组件错位排列设置于单体级群的两侧用于串联多个单体级群形成多个单体级群的串联结构,并形成横放的结构,由传统的立式顶端出极耳与汇流排连接,改进为横放并从两侧对出,这种结构在使用寿命过程中单体级群中的活性物质的利用率不分层,电流分布均匀性高。(The invention relates to the field of storage batteries, and discloses a lead storage battery, which comprises: the shell, the series connection assembly and the single-stage group are arranged in parallel along the horizontal direction in the shell, the series connection assemblies are arranged on two sides of the single-stage group in a staggered mode along the arrangement direction of the single-stage group and are used for being connected with the single-stage group in series, and the single-stage group located at two ends is connected with an output-input terminal assembly. This lead accumulator is different from traditional lead accumulator structure, and a plurality of series connection subassembly dislocation arrangement wherein set up in the both sides of monomer cascade and be used for establishing ties a plurality of monomer cascade&#39;s series connection structure that form a plurality of monomer cascade to form horizontal structure, go out utmost point ear and be connected with the busbar by traditional vertical top, improve to horizontal and from both sides to going out, the active material&#39;s in the monomer cascade utilization ratio of this kind of structure in life process is not stratified, and current distribution homogeneity is high.)

铅蓄电池

技术领域

本发明涉及蓄电池领域,具体地涉及一种铅蓄电池。

背景技术

2019年4月国家发改委发布的《产业结构调整指导目录(2019年)》在第一类鼓励类的第十九大项轻工第16小项(第45页),明确规定:新型结构密封铅酸蓄电池,属于鼓励发展的行业技术。

目前快递电动车等市内电动交通用车90%使用传统工艺生产的铅酸电池。存在着使用寿命仅300次左右,比能量在35Wh/Kg左右、充电时间6小时以上,与用户期望要求差距较大的情况。

据中研产业研究院发布的《2020~2050年中国快递行业市场前瞻与未来投资战略分析报告》介绍,“现在中国的外卖人员,快递从业总数竟然高达1000万人,其中包括兼职人员”。按扣除行政及辅助人员10%计算,我国目前这些行业使用电动车人员高达900万,同时可推算出使用外送专用车辆900万辆;又按使用铅酸电池作电源的车辆90%折算,约810万辆(约占电池自行车保有量25%左右),并呈逐年递增趋势。因此,快递、外卖行业对高性能动力型铅酸电池的需求量十分可观。

在这样的市场情景下,如何提高铅蓄电池的使用寿命、比能量以及如何减小充电时长是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的使用寿命短、比能量小以及充电时间长的问题,提供一种铅蓄电池,该铅蓄电池在使用寿命过程中单体级群中的活性物质的利用率不分层,电流分布均匀性高,因此具有更长的使用寿命、更大的比能量和更短的充电时长。

为了实现上述目的,本发明提供了一种铅蓄电池,该铅蓄电池包括:壳体、串联组件和单体级群,所述壳体内沿水平方向并列设置有多个所述单体级群,多个所述串联组件沿所述单体级群的排列方向错位排列设置于所述单体级群的两侧用于串联多个所述单体级群,位于两端的所述单体级群连接有输出输入端子组件。

优选地,所述单体级群包括:正极板、负极板和隔板,所述正极板和负极板间隔设置,所述隔板设置于所述正极板和负极板之间用于阻隔所述正极板和负极板。

优选地,所述正极板的外侧边缘竖直排列设置有多个正极极耳,所述负极板的外侧边缘竖直排列设置有多个负极极耳,位于同一个所述单体级群中的所述正极极耳和负极极耳分别设置有所述单体级群的两侧。

优选地,所述串联组件包括:并列设置的两个第一汇流排,两个所述第一汇流排之间通过连接导体连接,同一个所述串联组件中的两个所述第一汇流排分别与相邻两组所述正极板和负极板连接。

优选地,所述第一汇流排的外侧面排列设置有多个竖向延伸的瓦楞槽。

优选地,所述连接导体包括:左半导体和右半导体,所述左半导体和右半导体对称设置,且分别固接于对应的所述第一汇流排上,所述左半导体和右半导体之间通过焊接固定。

优选地,所述左半导体和右半导体与对应的所述第一汇流排的外侧面之间通过加强筋连接。

优选地,所述输出输入端子组件包括:与位于整体级群两端的所述正极板和负极板分别连接的两个第二汇流排;所述第二汇流排的上端设置有伸出于所述壳体外部的延伸段,所述延伸段上焊接有导电板,所述导电板上焊接有接线柱。

优选地,所述壳体包括:盒体、盖体和隔离板,所述盒体和盖体之间密封盖合连接,所述隔离板排列设置于所述盒体内以形成多个用于容纳所述单体级群的容纳腔。

优选地,所述单体级群设置有4-10个。

通过上述技术方案,该铅蓄电池与传统的铅蓄电池结构不同,其中的多个串联组件错位排列设置于单体级群的两侧用于串联多个单体级群形成多个单体级群的串联结构,并形成横放的结构,由传统的立式结构顶端出极耳与汇流排连接相比,改进为横放并从两侧对出,这种结构在使用寿命过程中单体级群中的活性物质的利用率不分层,电流分布均匀性高,因此具有更长的使用寿命、更大的比能量和更短的充电时长。

附图说明

图1是铅蓄电池的一种优选实施方式的整体结构示意图;

图2是铅蓄电池盖体打开后的一种优选实施方式的结构示意图;

图3是正极板、负极板和隔板的一种优选实施方式的排布示意图;

图4是第一汇流排的一种优选实施方式的结构示意图;

图5是两个第一汇流排并列设置的一种优选实施方式的结构示意图;

图6是第一汇流排与左半导体连接的一种优选实施方式的结构示意图;

图7是两个单体级群串联的一种优选实施方式的结构示意图;

图8是图2的侧面结构示意图;

图9是图8的A-A剖视图;

图10是铅蓄电池的底侧以及侧面结构示意图;

图11是第二汇流排的一种优选实施方式的装配结构示意图。

附图标记说明

1-壳体;101-盒体;102-盖体;103-支撑垫;2-接线柱;3-单体级群;301-负极板;302-正极板;303-隔板;304-负极极耳;305-正极极耳;4-延伸段;5-导电板;6-连接导体;601-左半导体;602-右半导体;603-加强筋;7-第一汇流排;701-瓦楞槽;8-隔离板;9-第二汇流排。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。

在本发明中,在未作相反说明的情况下,“上下左右、前后内外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位,或为本领域技术人员理解的俗称,而不应视为对该术语的限制。

参见图1-11所示的铅蓄电池,该铅蓄电池包括:壳体1、串联组件和单体级群3,所述壳体1内沿水平方向并列设置有多个所述单体级群3,多个所述串联组件沿所述单体级群3的排列方向错位排列设置于所述单体级群3的两侧用于串联多个所述单体级群3,位于两端的所述单体级群3连接有输出输入端子组件。

通过上述技术方案的实施,该铅蓄电池与传统的铅蓄电池结构不同,其中的多个串联组件错位排列设置于单体级群3的两侧用于串联多个单体级群3形成多个单体级群3的串联结构,并形成横放的结构,由传统的立式结构顶端出极耳与汇流排连接相比,改进为横放并从两侧对出,这种结构在使用寿命过程中单体级群3中的活性物质的利用率不分层,电流分布均匀性高,因此具有更长的使用寿命、更大的比能量和更短的充电时长。

在该实施方式中,为了进一步提供一种单体级群3结构,所述单体级群3包括:正极板302、负极板301和隔板303,所述正极板302和负极板301间隔设置,所述隔板303设置于所述正极板302和负极板301之间用于阻隔所述正极板302和负极板301。通过这样的设置,由立式极板组装结构改为横放结构,由传统的立式结构顶端出极耳与汇流排连接改进为横放两侧对出汇流排,这种结构的正极板302和负极板301在使用寿命过程中极板活性物质的利用率不分层,电流分布均匀性高。

进一步的,所述正极板302的外侧边缘竖直排列设置有多个正极极耳305,所述负极板301的外侧边缘竖直排列设置有多个负极极耳304,位于同一个所述单体级群3中的所述正极极耳305和负极极耳304分别设置有所述单体级群3的两侧。通过这样的设置,多个正极极耳305和多个负极极耳304沿竖直方向上呈层状分布,提高了与串联组件之间的连接强度和稳定性。其中的正极极耳305和负极极耳304的材质可以为复合铅丝。

作为一种优选的实施方式,多个正极极耳305和多个负极极耳304分别在竖直方向上等间隔分布,能够使得每层的活性物质的利用率更高,电流分布均匀性更高,从而进一步提升使用寿命,获得更大的比能量和更短的充电时长。

在该实施方式中,为进一步提供一种串联组件,所述串联组件包括:并列设置的两个第一汇流排7,两个所述第一汇流排7之间通过连接导体6连接,同一个所述串联组件中的两个所述第一汇流排7分别与相邻两组所述正极板302和负极板301连接。如图2所示,多个单体级群3通过串联组件串联后呈蛇形,前一个正极板302通过正极极耳305与前一个第一汇流排7焊接连接后,通过连接导体6与后一个第一汇流排7焊接连接,紧接着,后一个第一汇流排7通过负极极耳304与相邻的另外一个单体级群3中的负极板301焊接连接,依次类推将多个单体级群3串联连接。当然,为了便于布置,将连接导体6焊接在相邻两个第一汇流排7的上端的外侧面。

在该实施方式中,所述第一汇流排7的外侧面排列设置有多个竖向延伸的瓦楞槽701。通过瓦楞槽701的设置增强了第一汇流排7的抗弯折强度,同时平面瓦楞形的设计,节约了三分之一左右的用铅量。

当然,为了进一步提升装配的简便性,所述连接导体6包括:左半导体601和右半导体602,所述左半导体601和右半导体602对称设置,且分别固接于对应的所述第一汇流排7上,所述左半导体601和右半导体602之间通过焊接固定。其中的左半导体601和右半导体602可以在生产第一汇流排7的时候预焊接在对应的第一汇流排7上,当相邻两个第一汇流排7安装到位后,左半导体601和右半导体602相接触,进而再进行焊接连接,可以提高连接的准确度以及减小操作难度。

在该实施方式中,为了增加左半导体601和右半导体602的连接稳定性,所述左半导体601和右半导体602与对应的所述第一汇流排7的外侧面之间通过加强筋603连接。加强筋603的形状如三角形,且表面与左半导体601和右半导体602之间平滑过渡。

通过连接导体6的设置,相比于传统的在每个极板顶端出极耳与汇流排连接相比,能够具有更大的接触面,更加适合快充使用。

在该实施方式中,为了进一步提供一种输出输入端子组件,便于外部接线,所述输出输入端子组件包括:与位于整体级群两端的所述正极板302和负极板301分别连接的两个第二汇流排9;所述第二汇流排9的上端设置有伸出于所述壳体1外部的延伸段4,所述延伸段4上焊接有导电板5,所述导电板5上焊接有接线柱2。导电板5如横置的铜板,铜板与延伸段4之间采用垂直设置,并且两者之间通过齿状结构咬合连接,咬合后进行焊接,通过这样的方式使快充电阻热降到最低。第二汇流排9的结构与第一汇流排7相同,不同的是顶部设置有延伸段4。电流由两侧汇流后由上部横向的导电板5导出,不同于传统的蓄电池输出与输入都是由顶部单极耳完成。

在该实施方式中,为了进一步提供一种壳体1结构,所述壳体1包括:盒体101、盖体102和隔离板8,所述盒体101和盖体102之间密封盖合连接,所述隔离板8排列设置于所述盒体101内以形成多个用于容纳所述单体级群的容纳腔。当然,壳体的外底面可以设置多个支撑垫103,使得壳体的外底面与接触面之间保持一定的间隙。另外,盖体102上还设置有多个用于加注电解液的加注口,用于向壳体1内加注电解液。

在该实施方式中,所述单体级群3设置有4-10个。本发明以单体级群3设置有6个进行说明,6个单体极群组成12V电池,具体的,单体极群整体汇流后跨桥或直接的方式与相邻极群串联形成12V串联结构。

本发明所使用的极板为复合板栅涂覆电极活性物质制作而成,复合板栅是由复合铅丝加注塑边框组成。极板没有铅合金边框和极耳,电流的输出与输入由组成复合板栅的各独立合金铅丝完成。

该铅蓄电池使用寿命高达800次,30min能够充电90%,满足快充需求,比能量达到45-50Wh/Kg,减小了由于电动车电池自身重量造成的耗能,从而提升电动车的整体性能。适应当前快递投送专用、市内物流、快餐外卖行业对电动车电池快速充电和电池使用长寿命的需求。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

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