CN101743651A - 具有电解质混合装置的电池 - Google Patents

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Abstract

公开了一种液态电解质电池，其尤其用在运动的汽车、例如小型汽车以及小艇或飞机中。在该电池中设有引起电解质循环的装置。所述循环是借助当电池运动时产生泵效应并由此促发流动的内部构件引起的，其中这些内部构件具有入流槽和特殊的排流口。

Description

具有电解质混合装置的电池
技术领域
本发明涉及一种具有液态电解质的电池，下称液态电解质电池，其优选用在运动的汽车、例如小型汽车以及船或飞机中并具有用于进行电解质混合的装置。
背景技术
对汽车工业中轻型构造方面的努力亦涉及到电池重量的削减。同时对电池功率的要求也越来越高，因为除了传统的用于启动例如小型汽车的能量之外还需要为附加的设备、例如电动升窗器、用于调节座椅或亦用于电加热座椅的伺服马达提供能量。此外还希望电池功率在电池的整个寿命期间都尽可能保持在一个恒定的较高水平上，因为这样一来也可以对就安全性来讲意义重大的功能单元、例如转向和制动进行电控制和操作。电池功率从下面起可理解为电池的容量以及电池的用于放出电流或用于接收电流的能力。电池功率会受到各种对于技术人员来说已知的因素的影响。
现有技术中公开了各种用于提高具有液态电解质的电池、例如铅酸电池的功率的措施。对于铅酸电池而言有一个特别的问题是所谓的酸的层化，也就是说，酸的浓度在电极面上是不均匀的。这会使得电极在那些酸的浓度过高的位置上遭受腐蚀，从而降低电池的寿命；而在那些酸的浓度过低的电极位置上，电池达不到其全部的功率。
因此为了使得电解质循环以使得酸的浓度在电池的全部体积段中都一样大而研发了各种各样的装置和方法。对于固定电池而言例如将空气吹入到电解质中。对于汽车电池而言已知多种电解质混合装置，它们被描述为流体力学泵。这些装置仅对运动中的汽车有效，因为它们所利用的是与液态电解质惯性力有关的制动和加速过程。这种技术对于技术人员而言是已知的，所以作为举例只引用了文献US4,963,444、US5,096,787、US5,032,476和DE29718004.5。
不过，本发明的发明人认为，利用现有技术中已知的装置还不足以实现最佳的电解质混合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有通过电池的加速运动进行电解质混合的液态电解质电池，其中所述电解质混合相对于现有技术而言得到了改进。
该目的借助按权利要求1所述的电池得以解决，其中，该电池具有：
壳体，该壳体具有侧壁、壳底和盖子。该壳体形成电池的电芯。通常情况下，多个这样的电池电芯汇集成一个具有多重壳体的电池。在优选为矩形的壳体中设置被液态电解质覆盖的板形电极。
为了使得电解质在当电池在前进方向上具有正或负加速度的时候循环，设置了液态电解质循环装置，其具有下述特征：
平行于电极的垂直棱边分别有间距地设有流动通道板，从而在相应电池壳体和流动通道板之间分别构成流动通道。正如在实施例中还要详细阐述的那样，当电池沿着预定的方向加速时，电解质通过流动通道被压向上方。流动通道的末端是排流槽，在排流槽处在电解质液面上方连接有近似水平或朝电池横截面中心轻微倾斜的排流板，通过该排流板使得流出的电解质排出，从而形成电解质回路。
按照本发明，排流板是特殊地构成的并具有下述特征：
垂直的分隔壁，该分隔壁从左侧排流槽一侧延伸至右侧排流槽的沿对角线对置的一侧，从而从相应排流槽出发分别构成变窄的排流通道。在每个排流通道内与从属的排流槽有间距X地构造有排流口。该间距X大于壳体长度的一半，也就是所从左侧排流槽流出的电解质进入到电池的右半部分，而从右侧排流槽流出的电解质进入到电池的左半部分。这便实现了良好的混合。排流口的尺寸必须大到能够使得从相应排流槽流出的电解质容积快速排出，从而避免当电池加速度等于零时电解质回流。
按照权利要求2所述，排流口由多个单个开口构成。这种实施方式尤其符合目的，因为通过单个开口的大小和数量可以使得电解质均匀地分布在更大的区域上，从而进一步改善混合。单个开口的符合目的的大小和分布可以由技术人员通过简单的试验得出，以便电解质关于排流口所在平面尽可能均匀地排出，其中单个开口的大小亦可不尽相同。
按照权利要求3所述，从上方观察在壳体横截面的近似中心处设有具有拉高边缘的电解质注入口。这种特别优选的实施例可以实现高效的安装并可以实现全自动地对电池进行充液。
附图说明
本发明的其它措施及优点将在下面结合所附示意图对实施例的描述中给出。
图1是按照本发明的打开的液态电解质电池的俯视图，其中示意性地示出了电解质的流动；
图2是排流板的透视侧视图；
图3是图2的俯视图；
图4是打开的液态电解质电池的俯视图，其中示意性地示出了本发明的第二实施例；
图5示出了按照现有技术的空的电池箱；
图6和7是具有按现有技术所述混合装置的液态电解质电池的截面图。
具体实施方式
下面从图5、6和7中所示出的现有技术出发对本发明进行阐释，因为这样有助于对本发明的理解。
图5示出了一种具有6个电芯的电池箱。所有后面的解释都涉及一个单独的电芯，其中在图6和7中的电芯是从图5中以附图标记1c所示的方向出来示出的。
图6和图7用于阐释电解质混合的原理性效果。
按照现有技术的液态电解质电池具有壳体1、侧壁1a、1b和前壁及后壁。电极2保持垂直竖立地设在壳体中。在壳体1中具有超过电极2上棱边2a约1cm的液态电解质3。
图6是当液态电解质电池经历加速度并且电解质的液面进入倾斜位置时的视图。这种情况发生在电池例如被这样装入到小型汽车中，使得电极板沿着行驶方向上延伸时，在该示例中行驶方向在图示平面内从左向右延伸。为了更加容易地理解其中的关系，而仅在壳体的右侧设置了具有流动通道板4和排流板6的角形混合装置。当行驶中的小型汽车制动的时候，电解质的惯性使得其在行驶方向上晃荡，这一点通过倾斜的液面仅作示意性的表示。小箭头表示的是在流动通道5中被向上挤压的电解质的流动方向，从而接下来如图7所示，在排流板6上形成轻微的电解质波浪3b，其在排流板6上再度流回到电池中。技术人员不难看出，利用这种方式和方法可以将电解质混合，可是，示意性示出的电解质回路3c所表示的并不是全部电池体积都包括在内，而这一点正是所期望的。
电解质回路本在发明中得到根本上的改进，从而从现在起，当电池不是装在前进方向上、而是横向于其安装时也可以进行良好的混合，因此，电解质的晃荡优选在弯道行驶时出现。
图1示出的是被打开的电池的俯视图，从中可以看到排流板，其结构将在下面描述：
排流板覆盖电池直到排流口9a、9b为止。附图标记5a-右表示左侧流动通道的排流槽5a的右端，附图标记5b-左表示右侧流动通道的排流槽5b的左端。在这两点之间分布着两次弯折的分隔壁7。从与电池壳体等宽的排流槽5a、5b出发，在左侧和右侧分别分布有一个排流通道8a、8b。这些排流通道起初与排流槽等宽并沿着流动方向变窄。由于分隔壁7两次弯折，排流通道在该实施例中近似缩窄到电池壳体的一半宽度并彼此并排地延伸。在排流通道的窄端处具有阴影示出的排流口9a和9b。电解液流回时所经过的排流口棱边按照与相应排流槽间距X的方式设置，其中，间距X大于电池壳体长度的一半。换句话说，排流通道的排流口9a是重叠的，因此，在电池左侧升高的电解质通过左侧的排流通道进入到电池的右半部分体积中并且反过来也是这样。从而形成了很大程度地避免了浓度差的近似完整的电解质回路。
图2中给出了排流板的三维视图，从中可以更好地看到结构和电解质的流动。附图标记10表示的是电解质的注入口，附图标记11a、11b表示的是两个用于容纳电池电极的凹槽。小箭头表示电解质的流出，长箭头表示流动方向。
图3中给出了图2所示排流板的俯视图。
图4示出了经变型的排流板。替代一个唯一的排流口，在一个区域内设置了多个排流口9an和9bn。这些排流口的大小、形状以及空间设置方式这样选择，使得电解质尽可能在较大的入流面上分布在对置的电池半部分上。这可以通过下述措施实现，即，在通道末端处的排流口比在这之前的排流口更大或者更多。排流口的最佳的设置方式和大小必须利用少量的试验知晓，其中原则上也可以通过计算进行最佳的设置。
借助所述实施例，技术人员可以完全通晓本发明的技术原理。当然，这些实施例可以通过技术人员借助发明原理而得到改进以及更改或组合。所以那些未明确提到或示出的其它实施例也属于所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.具有液态电解质的电池，该电池具有：
-壳体(1)，该壳体具有侧壁(1a，1b，1c，1d)、壳底(1e)和盖子，
-电极(2)，该电极设置在壳体(1)中，其中壳体(1)在俯视图中具有矩形截面，该矩形截面具有长度(a)和宽度(b)，
-液态电解质(3)，该液态电解质在壳体(1)中的液面(3a)直至超过电极(2)的上棱边(2a)，以及
-液态电解质循环装置，该液态电解质循环装置具有下述特征：
-平行于电极(2)的垂直棱边分别设有流动通道板(4)，该流动通道板(4)在其与电池壁(1a，1b)之间构成左侧和右侧的流动通道(5)，所述左侧和右侧的流动通道(5)分别具有排流槽(5a，5b)，
-在液面(3a)上方设有排流板(6)，通过该排流板(6)使得从排流槽向上流出的电解质被排出至壳体中心，其特征在于，
所述排流板(6)具有下述特征：
-垂直的分隔壁(7)，该分隔壁从左侧的排流槽(5a)的一侧(5a-右)延伸至右侧的排流槽(5b)的沿对角线对置的一侧(5b-左)，从而从相应排流槽(5a，5b)出发分别构成变窄的排流通道(8a，8b)，并且
-在每个排流通道(8a，8b)内与从属的排流槽(5a，5b)有间距(X)地构造有排流口(9a，9b)，其中
-所述间距(X)大于a/2，并且
-所述排流口的尺寸必须大到能够使得从相应排流槽流出的电解质容积无延迟地排出。
2.按权利要求1所述的电池，其特征在于，排流口(9a，9b)由多个单个开口(9an，9bn)形成。
3.按权利要求1所述的液态电解质电池，其特征在于，从上方观察近似在壳体横截面的中心处设有具有拉高边缘的电解质注入口(10)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105122503A (zh) * 2012-11-28 2015-12-02 Iq电力许可股份公司 具有电解质混匀装置的电池
TWI632723B (zh) * 2014-05-27 2018-08-11 ｉＱ力量授權公司 用於將液體電解質電池的電解質混勻的裝置及液體電解質電池

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10050254B2 (en) * 2009-09-04 2018-08-14 Johnson Controls Technology Company Secondary battery with improved destratification
US10290836B2 (en) 2010-10-15 2019-05-14 Johnson Controls Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa Rechargeable battery having a wall element and wall element therefor
KR101338833B1 (ko) * 2012-04-30 2013-12-06 세방전지(주) 배터리 전해액 혼합장치
CN102717853B (zh) * 2012-06-19 2014-01-15 江门市大长江集团有限公司 一种摩托车车体总成
DE102014100806B4 (de) 2014-01-24 2019-02-07 Johnson Controls Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa Mischelement und Akkumulator
FR3085799B1 (fr) 2018-09-12 2021-06-18 Renault Sas Procede de fabrication d’electrodes au plomb et batterie utilisant des electrodes obtenues par ce procede.
KR102352970B1 (ko) * 2021-06-07 2022-01-20 디스커버믹스테크매뉴팩처링 주식회사 배터리의 전해질 혼합 부품

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19722361A1 (de) 1997-05-28 1998-12-03 Wittkewitz Karin Anordnung zum Durchmischen von Fluiden
DE19744863A1 (de) 1997-10-10 1999-04-15 Iq Battery Res & Dev Gmbh Flüssigelektrolytbatterie
DE29718004U1 (de) * 1997-10-10 1997-12-04 IQ Battery GmbH, 82008 Unterhaching Flüssigelektrolytbatterie

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105122503A (zh) * 2012-11-28 2015-12-02 Iq电力许可股份公司 具有电解质混匀装置的电池
CN105122503B (zh) * 2012-11-28 2017-07-28 Iq 电力许可股份公司 具有电解质混匀装置的电池
US10096816B2 (en) 2012-11-28 2018-10-09 Iq Power Licensing Ag Battery with electrolyte intermixing device
TWI632723B (zh) * 2014-05-27 2018-08-11 ｉＱ力量授權公司 用於將液體電解質電池的電解質混勻的裝置及液體電解質電池

Also Published As

Publication number Publication date
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KR20090034308A (ko) 2009-04-07
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ATE533199T1 (de) 2011-11-15
WO2007128291A3 (de) 2008-02-14
DE102006021585B3 (de) 2007-09-27
WO2007128291A2 (de) 2007-11-15
ES2377079T3 (es) 2012-03-22
KR101395278B1 (ko) 2014-05-15

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