[實用新型]一種使用壽命長的鉛酸電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220122125.8
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN202797188U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設計）人: 梁棋行
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山市南莊廣昌電器塑料有限公司
• 主分類號: H01M12/00
• 分類號: H01M12/00;H01G9/28
• 代理公司: 佛山東平知識產(chǎn)權(quán)事務所(普通合伙) 44307
• 代理人: 詹仲國

技術領域

本實用新型涉及一種鉛酸電池，尤其涉及一種使用壽命長的鉛酸電池。

背景技術

鉛酸電池最早是法國人普蘭特于1859年發(fā)明的，由于其可充電蓄電，廣泛用于如汽車、摩托車、拖拉機、柴油機等起動、照明、??蓄電池車、叉車、鏟車、鐵路內(nèi)燃機車、電力機車、客車、通訊、發(fā)電廠、計算機系統(tǒng)、自動控制、風力、太陽能等發(fā)電、電能儲等領域。

在使用過程中，有各種因素影響鉛酸電池的使用壽命。其中，影響最大的是在充放電開始時的2-3秒內(nèi)的巨大的電流脈沖，它導致鉛酸電池內(nèi)部極板短時內(nèi)通過過大的電流，使極板過熱，使鉛酸電池的使用壽命縮短。長期以來這個問題無法得到妥善的解決，造成大量的鉛酸電池垃圾污染環(huán)境，不利于環(huán)保。且鉛酸電池造價成本高，若能延長其使用壽命，也就相當于降低了其成本，減少了鉛酸電池垃圾的產(chǎn)生。

而且，鉛酸電池的還有另外一個問題，就是功率密度小，加之受放電電壓的限制，鉛酸電池不允許過沖或過放，這就導致在電動力設備中使用時，難以滿足瞬間大動力需求。作為鉛酸電池的一種替代電池，鋰電池也存在功率密度小的問題。

隨著電子器件的發(fā)展和進步，超級電容器作為一種新的儲電電池開始進入儲電領域。它具有體積小，容量大，充電速度快?、使用壽命長、溫度特性好、無須特別的充電電路和控制放電電路、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點。超級電容器是利用雙電層原理的電容器，通過極化電解質(zhì)來儲能。它是一種電化學元件，但在其充放電過程始終是物理過程，并不發(fā)生化學反應，這種儲能過程是可逆的，因此超級電容器性能是穩(wěn)定的，可以反復充放電數(shù)十萬次，而且和電池相比過充、過放都不對其壽命構(gòu)成負面影響。

超級電容器最大的特點是，其功率密度為鉛酸電池和鋰電池的10~100倍，但其也有個弱點，超級電容器的能量密度不及鉛酸電池和鋰電池。暫時還無法全面代替鉛酸電池和鋰電池。若能揚長避短，將鉛酸電池與超級電容器結(jié)合，則將使鉛酸電池煥發(fā)新的生命力。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述鉛酸電池和超級電容器各自的不足，本實用新型通過鉛酸電池和超級電容器結(jié)合，克服其不足而充分發(fā)揮其各自的優(yōu)點，提出了一種延長鉛酸電池或鋰電池等電池使用壽命的方案，為行文方便，下面僅以鉛酸電池為典型說明對象，其所采用的技術方案如下：

一種使用壽命長的鉛酸電池，一種使用壽命長的鉛酸電池，其特征是，鉛酸電池電極兩端并聯(lián)有超級電容器。運用超級電容器的功率密度高的特點與鉛酸電池或鋰電池結(jié)合使用，在充放電1-3秒的瞬間，就可以吸收或放出巨大能量的脈沖，使鉛酸電池充電或放電變得平緩。

作為上述方案的進一步說明，所述超級電容器為n個，順序串聯(lián)后再與鉛酸電池電極兩端并聯(lián)，n≥2。需要注意的是，由于鉛酸電池的電壓一般比超級電容器高，為了串聯(lián)保證超級電容器能安全可靠地工作，超級電容器串聯(lián)后的總額定電壓不僅要達到鉛酸電池實際總電壓值，還要留有安全裕量，一般高出實際總電壓值10%以上。

優(yōu)選地，所述超級電容器耐壓額定電壓為2.7V、容量為1法拉以上。

由于單個超級電容器的最高耐壓是2.7V，為使超級電容器耐壓達到1組鉛酸電池的電壓，通過使用多個超級電容器的串聯(lián)來實現(xiàn)，超級電容器串聯(lián)后和鉛酸電池并聯(lián)使用，在充放電瞬間，超級電容器就可以吸收或放出巨大能量的脈沖，使鉛酸電池充電或放電變得平緩，起到延長鉛酸電池使用壽命的作用。

與鉛酸電池并聯(lián)后超級電容器的總?cè)萘浚ㄟ^如下計算公式計算（單位：法拉）：

式a：總?cè)萘?（最大充電電流×峰值時間）/（最高充電電壓-下限電壓）?????????????????????

此時計算出的電容值，是串聯(lián)后的總?cè)萘浚鶕?jù)電容器串聯(lián)的計算公式，相同容易的電容器在串聯(lián)后，其總?cè)萘繛閱蝹€電容容量的乘以電容總數(shù)的倒數(shù),反向推導后，即為串聯(lián)回路中每一個單體電容的容量是上述串聯(lián)回路中電容總數(shù)的乘積。當然，計算所得結(jié)果是最小值，實際應用中，會留一定的裕量。

由上所述技術方案可知，相對于現(xiàn)有的鉛酸電池，本實用新型的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)，通過超級電容器對鉛酸電池的充放電開始時的2-3秒時間內(nèi)的緩沖，吸收或放出巨大沖擊能量，可避免巨大的脈沖電流通過鉛酸電池內(nèi)部極板使極板過熱，使鉛酸電池的使用壽命得以延長，從而還減少鉛酸電池垃圾的產(chǎn)生，有利于節(jié)能環(huán)保。而且，還具有了超級電容器的功率密度的特點，可以使鉛酸電池滿足瞬間大動力需求的電動力設備。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路原理圖。

附圖標記說明：

1、超級電容器???2、鉛酸電池??3、充電器。