CN206490142U - 一种多单元格的水平电池 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多单元格的水平电池，其通过在极板间加分隔件，使组装时上下层极板间的分隔件在压装后实现弹性紧密压缩来密封，完成电池芯单元格间的密封，并通过压力框架和压力盖板对单元格四周完成密封，实现完全隔离，解决了单元格间内部串液串气，避免了电池内部一直处于串格状态而造成的存放或充放电时内部反应不一，水平电池单元格间及各水平电池间自放电不一致。本申请大大提高了电池的荷电保持能力及电池的一致性，从而大大提高电池的实际使用寿命。同时无需像传统双极性水平电池一样再对电池内灌蜡，因此可减去灌蜡工序，还可采用更优的加酸充电方法，节省了原材料石蜡和人工成本。

Description

一种多单元格的水平电池

技术领域

本申请涉及蓄电池领域，尤其涉及一种多单元格的水平电池。

背景技术

传统的密闭式铅蓄电池，其缺点之一是：由于其内的电池极板采用的垂直放置方式而导致的电解液层化现象；电解液层化现象，即电解液浓度差的极化现象，这是电池容量下降及寿命缩短的主要原因之一。

通过电池制作工艺以及电池本身结构的改进，现在出现了一种水平电池，水平电池是由于其内的电池极板采用水平放置的方式而得名。水平电池由于其电池极板水平放置，因而克服了传统电池电解液分层的问题。水平电池的极板为水平准双极性结构，其在铅网板栅的一半涂正极活性物质作为正极板，在此铅网板栅的另一半涂负极活性物质为负极板，双极性极板的正负活性物质间留有约10mm的空隙，用喷涂沥青隔离，防止短路。水平双极性铅酸电池内的双极性极板按照从左到右，从下到上，双极性极板上的正负极板交错放置的顺序放置，并且每片极板的上下均被隔膜包覆，最后通过一些板材和电池盒组装起来。组装完成后，还需要经过灌酸、化成，以及通过灌蜡把双极板单元格间空隙填充，以增加电池的抗震动性能，同时减少单元格间酸液和酸气的串动，以减少电池的自放电量。

现有技术中的水平双极性铅酸电池，如上所述，电池最后需要注入高温液态石蜡，石蜡在电池内冷却凝固后，因热胀冷缩在单元格间形成缩孔，使单元格间产生酸液及酸气的连接通道，造成单元格之间连通形成微电池导致自放电，影响电池的一致性。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供一种多单元格的水平电池，实现了单元格间的良好密封，防止各单元格间串酸液和酸气，从而减少水平电池自放电，提高水平电池一致性和电池寿命，同时保证保持水平电池的其它优异性能(如大电流充放电)不受影响。

本申请所提供的多单元格的水平电池，包括：

电池芯，所述电池芯包括若干双极性极板、正端子极板和负端子极板以及用于吸酸的隔膜，电池芯的双极性极板、正端子极板和负端子极板层叠水平放置，隔膜用于将上下层叠放置的各极板隔开；

压力框架，所述压力框架具有底面和两侧面，用于放置所述电池芯；

压力盖板，通过与所述压力框架的两侧面相接而安装于所述压力框架的顶部，从而形成多个单元格；

若干分隔件，用于将压力框架和压力盖板形成的各单元格之间隔绝；所述分隔件包括内接合面和外接合面，每两个分隔件配成一对，其内接合面贴合设置，且中间夹住有双极性极板的正负活性物质间隔区段、正端子极板的端子线处或负端子极板的端子线处，其外接合面用于与其他对的分隔件的外接合面贴合设置。

在一较优实施例中，所述分隔件的内接合面具有凹槽，和/或，外接合面为平面。

在一较优实施例中，每一对分隔件，其内接合面贴合设置形成的凹槽空间中，注有胶。

在一较优实施例中，每对分隔件的外接合面被刷上胶。

在一较优实施例中，所述分隔件由橡胶制成。

在一较优实施例中，所述压力框架的底面的单元格分界处具有与所述分隔件适配的凹槽，所述压力框架的两侧面的单元格分界处为凹槽，用于与所述分隔件的两端定位和卡合；所述压力盖板的单元格分界处也具有与所述分隔件适配的凹槽，以与所述分隔件配合，进一步将各单元格隔绝。

在一较优实施例中，所述压力框架的两侧面的凹槽，压力盖板与压力框架的两侧面相接处，都加有胶，用于粘接以及将各单元格进一步隔绝。

在一较优实施例中，所述压力盖板上具有与单元格数量一致的安全阀孔，用于独立地向各单元格内进行注酸。

在一较优实施例中，所述电池芯的两端还分别电连接有铸件端子，以分别作为所述水平电池的正极和负极。

在一较优实施例中，所述多单元格的水平电池还包括用于封装的外壳及电池盖，其中外壳的上端面开口，电池盖用于对外壳的上端面进行热封。

有益效果是：

依上述实施的多单元格的水平电池，引入若干分隔件，分隔件包括内接合面和外接合面，组装电池时将两个分隔件的内接合面相对设置，将双极性极板的正负活性物质间隔区段、正端子极板的端子线处或负端子极板的端子线处固定于其中，并在内接合面中注入环氧胶，安装固定在极板间隔处；电池组装过程中，每一对分隔件的外接合面与另一对分隔件外接合面配合(即上层极板的分隔件外平面与下层极板的分隔件外平面上下配合)，组装完成整只电池后，再用100kPa压力，通过压力挤压橡胶分隔件而实现单元格间密封，从而将水平电池中的各单元格隔绝，防止各单元格间串酸液和酸气，从而避免了电池内部一直处于串格状态而造成的存放或充放电时内部反应不一，使电池单元格间及电池间自放电不一致。

附图说明

图1为本申请一实施例的多单元格的水平电池的纵截面的结构示意图；

图2为本申请一实施例的压力框架的结构示意图；

图3(a)和(b)分别本申请一实施例的压力盖板的正面和背面的示意图；

图4为(a)、(b)和(c)分别为本申请一实施例的分隔件的正视图、俯视图和左视图，其中右视图和左视图一样；

图5(a)和(b)为别为本申请一实施例的装配有一对分隔件的双极性极板的正视图和俯视图；

图6(a)和(b)为别为本申请一实施例的装配有一对分隔件的正端子极板的正视图和俯视图；

图7(a)和(b)为别为本申请一实施例的装配有一对分隔件的负端子极板的正视图和俯视图；

图8为本申请一实施例的组装后的压力框架、压力盖板和铸件端子的立体示意图；

图9为本申请一实施例的水平电池组装第一层结构示意图；

图10为本申请一实施例的电池压装前结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

现有技术中，对电池的单元格间进行密封是通过灌蜡来实现，具体地，是通过一灌蜡孔向电池的单元格注入高温液态石蜡，但这样无法达到较好的密封效果，因为石蜡在电池内冷却凝固后，因热胀冷缩在单元格间形成缩孔，这会造成单元格间产生酸液及酸气的连接通道，造成单元格之间连通形成微电池导致自放电，影响电池的一致性。

考虑到上述情况，在一种构思中，申请人引入具有一定弹性及韧性的耐酸橡胶分隔件，来对水平电池的单元格之间进行密封，下面具体说明。

请参照图1，本申请公开的多单元格的水平电池(以下简称水平电池)，其包括电池芯、压力框架6、压力盖板7和若干分隔件4，在一实施例中，水平电池还可以包括铸件端子9，以及还可以包括用于对上述部分进行封装的外壳10和电池盖11，下面具体说明。

电池芯包括若干双极性极板1、正端子极板2和负端子极板3以及用于吸酸的隔膜5，双极性极板1上涂有正活性物质和负活性物质，中间为正负活性物质间隔；正端子极板2涂有正活性特征，一边为端线；负端子极板3涂有负活性特征，一边为端线。电池芯的双极性极板1、正端子极板2和负端子极板3层叠水平放置，隔膜5用于将上下层叠放置的各极板隔开。

请参照图2，压力框架6具有底面和两侧面，用于放置上述电池芯。在一较优实施例中，压力框架6的底面的单元格分界处具有与分隔件4适配的凹槽(图中未画出)，压力框架6的两侧面的单元格分界处为凹槽61，用于与分隔件4的两端定位和卡合。

请参照图3(a)和(b)，压力盖板7通过与压力框架6的两侧面相接而安装于所述压力框架的顶部，从而形成多个单元格。在一较优实施例中，压力盖板7的单元格分界处也具有与分隔件4适配的凹槽71，以与分隔件4配合，进一步将各单元格隔绝。压力框架6和压力盖板7配合，可将电池芯固定，在一实施例中，压力框架6的两侧面的凹槽61，压力盖板7与压力框架6的两侧面相接处，都加有胶，用于粘接以及将各单元格进一步隔绝。在一较优实施例中，压力盖板7上具有与单元格数量一致的安全阀孔73，安全阀孔73用于独立地向各单元格内进行注酸。在一实施例中，压力盖板的背面还设置有气流通过72，这有利于抽真空以及作用灌酸通道。

请参照图4(a)、(b)和(c)，分隔件4用于将压力框架6和压力盖板7形成的各单元格之间隔绝；分隔件4包括内接合面41和外接合面42，在一较优实施例中，分隔件4的内接合面41具有凹槽，和/或，外接合面42为平面。请参照图5、图6和图7，每两个分隔件4配成一对，其内接合面41贴合设置，且中间夹住有双极性极板1的正负活性物质间隔区段、正端子极板2的端线区段或负端子极板3的端线区段，其外接合42面用于与其他对的分隔件的外接合面42贴合设置。在一实施例中，每一对分隔件4的内接合面41贴合设置形成的凹槽空间中注有胶。在一实施例中，每对分隔件4的外接合面42被刷上胶。在一实施例中，分隔件4由橡胶制成。

请参照图8，压力框架6中放置电池芯，电池芯中设置有隔绝各单元格的分隔件4，然后再在压力框架6上盖上压力盖板7，在一实施例中，电池芯的两端还分别电连接有铸件端子9，以分别作为水平电池的正极和负极，最后将上述装配好的部件放置于外壳10中，并用电池盖11对外壳10的上端面进行热封。

上述过程中，涉及到的胶可以为环氧树脂胶。

下面再以本申请的水平电池单隔间密封技术的制造和组装过程来进一说说明水平电池改进的结构。

请返回参照图5、图6和图7，先制作双极性极板1、正端子极板2和负端子极板3，其中双极性极板1上涂有正活性物质和负活性物质，中间为正负活性物质间隔区段；正端子极板2涂有正活性物质，一边为端线，称为端线区段；负端子极板3涂有负活性物质，一边为端线，称为端线区段。在双极性极板1的正负活性物质间隔处加一对分隔件4，其中一对分隔件的内接合面41相配合夹住双极性极板1的正负活性物质间隔区段，两个内接合面41中的凹槽被注入定量的环氧树脂胶：具体地，将水平放置一个分隔件4，使其内接合面41朝上，然后向该分隔件4的内接合面41的凹槽注入定量的环氧树脂胶，然后把双极性极板1其正负活性物质间隔处的地带放置于分隔件4的内接合面41上，使该分隔件4通过其内接合面41凹槽内的胶与双极性极板1的正负活性物质间隔区段粘接，此进还可以继续在双极性极板1的正负活性物质间隔区段刷胶，再把另一个分隔件4以内接合面41朝下的方式放置于该双极性极板1的正负活性物质间隔区段上进行粘接，从而使得一对分隔件4内接合面贴合设置，且中间夹住有双极性极板1的正负活性物质间隔区段。类似地，将一对分隔件4和正端子极板2的端线区段粘接，将一对分隔件4和负端子极板3的端线区段粘接。

请参照图9，在组装设备上先固定好压力框架6，用机械手在压力框架6底面对应的各单元格的位置上从左到右依次放置一片隔膜5，为了便于说明，不妨六单元格的水平电池为例，因此，是第一单元格到第六单元格依次放置一片隔膜5。

接着在隔膜5上水平放置双极性极板1，具体地，从第一单元格到第六单元格放置三片双极性极板1，第一片双极性极板1的负极板(指双极性极板1上涂有负活性物质的极板地带)放在第一单元格区域，正极板(指双极性极板1上涂有正活性物质的极板地带)放在第二单元格区域，第二片双极性极板1的负极放在第三单元格区域，正极放在第四单元格区域，第三片双极性极板1的负极放在第五单元格区域，正极放在第六单元格区域。在一实施例中，双极性极板1的分隔件外平面及两端正好嵌入在压力框架6底面凹槽及两侧面的凹槽61内。

接着再在每单元格上放一片隔膜5，六个单元共六片隔膜，每一片双极性极板1的正极和负极分别放置有一片隔膜5。

接着再在第一单元格放置一片正端子极板2，第六单元格放置一片负端子极板3，第二单元格和第三单元格放置一片双极性极板1，其正极位于第三单元格区域，负极位于第二单元格区域，第四单元格和第五单元格放置一片双极性极板1，其正极位于第五单元格区域，负极位于第四单元格区域，另外正端子极板2和负端子极板3的端线分别向外朝向电池芯的两端，例如，从左到右依次有第一到第六单元格，则正端子极板2的端线朝左，负端子极板3的端线朝右，在一实施例中，同样，极板上的分隔件外平面41及两端正好嵌入在压力框架6底面凹槽及两侧面的凹槽61内。

这样就完成正负一层电池的组装，可以根据组装的电池层数依次一直向上叠加隔膜5和极板(双极性极板1、正端子极板2和负端子极板3)。

请参照图10，如此，极板的排列是按照从左到右，从下到上，正、负极板(正极板指正端子极板2和双极性极板1上的正极板；负极板指负端子极板3和双极性极板1上的负极板)交错放置的顺序放置，并每片极板的上下均是被隔膜5包覆，完成整个电池芯的组装。

当然，在上述过程中分隔件4的两端也可以都刷上胶，之后往压力框架6两侧面的凹槽61内注入定量的环氧树脂胶。

之后，用压装机设备把压力盖板7压下与压力框架6卡接固定，极板上的分隔件4刚好嵌入在压力盖板7与分隔件4的外接合面42相适配的凹槽71上，压装设计压力可达100kPa，使分隔件4的通过挤压来实现单元格间的密封；再用胶填充压力盖板7与压力框架6相卡接处。

通过上述过程，实现了六个单元格间的完全单独密封与隔离。

之后，对电池芯两端的端线，即正端子极板2和负端子极板3露出的端线分别铸焊上一铸件端子9，以分别作为水平电池的正极和负极。

之后，从压力盖板7上的安全阀孔73通过抽真空后分别独立地向各单元格内注酸，电池进行灌酸化成，控酸，安上安全阀8的胶帽，并封上外壳10，盖上电池盖11，热封，成为成品电池。

本申请通过在极板间加分隔件4，使组装时上下层极板间的分隔件4在压装后实现弹性紧密压缩来密封，完成电池芯单元格间的密封，并通过压力框架6和压力盖板7对单元格四周完成密封，实现完全隔离，解决了单元格间内部串液串气，避免了电池内部一直处于串格状态而造成的存放或充放电时内部反应不一，水平电池单元格间及各水平电池间自放电不一致。

本申请大大提高了电池的荷电保持能力及电池的一致性，从而大大提高电池的实际使用寿命。同时无需像传统双极性水平电平一样再对电池内灌蜡，因此可减去灌蜡工序，还可采用更优的加酸充电方法，节省了原材料石蜡和人工成本。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种多单元格的水平电池，其特征在于，包括：

电池芯，所述电池芯包括若干双极性极板、正端子极板和负端子极板以及用于吸酸的隔膜，电池芯的双极性极板、正端子极板和负端子极板层叠水平放置，隔膜用于将上下层叠放置的各极板隔开；

压力框架，所述压力框架具有底面和两侧面，用于放置所述电池芯；

压力盖板，通过与所述压力框架的两侧面相接而安装于所述压力框架的顶部，从而形成多个单元格；

若干分隔件，用于将压力框架和压力盖板形成的各单元格之间隔绝；所述分隔件包括内接合面和外接合面，每两个分隔件配成一对，其内接合面贴合设置，且中间夹住有双极性极板的正负活性物质间隔区段、正端子极板的端线区段处或负端子极板的端线区段，其外接合面用于与其他对的分隔件的外接合面贴合设置。

2.如权利要求1所述的多单元格的水平电池，其特征在于，所述分隔件的内接合面具有凹槽，和/或，外接合面为平面。

3.如权利要求2所述的多单元格的水平电池，其特征在于，每一对分隔件，其内接合面贴合设置形成的凹槽空间中，注有胶。

4.如权利要求2所述的多单元格的水平电池，其特征在于，每对分隔件的外接合面被刷上胶。

5.如权利要求1所述的多单元格的水平电池，其特征在于，所述分隔件由橡胶制成。

6.如权利要求1所述的多单元格的水平电池，其特征在于，所述压力框架的底面的单元格分界处具有与所述分隔件适配的凹槽，所述压力框架的两侧面的单元格分界处为凹槽，用于与所述分隔件的两端定位和卡合；所述压力盖板的单元格分界处也具有与所述分隔件适配的凹槽，以与所述分隔件配合，进一步将各单元格隔绝。

7.如权利要求6所述的多单元格的水平电池，其特征在于，所述压力框架的两侧面的凹槽，压力盖板与压力框架的两侧面相接处，都加有胶，用于粘接以及将各单元格进一步隔绝。

8.如权利要求1所述的多单元格的水平电池，所述压力盖板上具有与单元格数量一致的安全阀孔，用于独立地向各单元格内进行注酸。

9.如权利要求1所述的多单元格的水平电池，其特征在于，所述电池芯的两端还分别电连接有铸件端子，以分别作为所述水平电池的正极和负极。

10.如权利要求1所述的多单元格的水平电池，其特征在于，还包括用于封装的外壳及电池盖，其中外壳的上端面开口，电池盖用于对外壳的上端面进行热封。