[實(shí)用新型]側(cè)立式雙極性鉛錫酸動(dòng)力電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520292844.8
• 申請(qǐng)日: 2015-05-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204614863U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳亮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陳亮
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/14
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/14
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技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種側(cè)立式鉛錫酸動(dòng)力電池，能將原來(lái)鉛酸電池的理論比容量從83.47Ah/kg提高到96.81Ah/kg，實(shí)際比能量從50Wh/kg提高到80Wh/kg以上，能量密度提高到200Wh/L以上。

背景技術(shù)

鉛酸蓄電池自1859年由普蘭特發(fā)明至今已有一百多年的歷史，經(jīng)過(guò)了許多重大的改進(jìn)。為了提高能量密度，循環(huán)壽命，高倍率放電等特性，相續(xù)開(kāi)發(fā)出閥式電池，雙極性電池，水平式電池，卷式圓柱形電池，超級(jí)電池。盡管如此，其比容量與鎳氫電池和鋰電池相比還有較大差距。眾所周知，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的瓶頸主要是電池。鎳氫電池，鋰電池的比容量和比功率都比較能滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)的基本要求，但有自燃爆炸性風(fēng)險(xiǎn)，特別是造價(jià)成本太高很難被純電動(dòng)汽車(chē)中低端市場(chǎng)所接受。

鉛酸電池的比容量和比功率同時(shí)滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)的最低要求，只是相對(duì)而言偏低。但是安全可靠，價(jià)格便宜，只要大幅度提高比容量和比功率，可以說(shuō)是前景光明。雙極性電池省去了板柵和連接用鉛，降低了重量，一定程度提高了比容量，最高可達(dá)60Wh/kg。但這種雙極性電池有五大難題：一是基板與電池殼體之間的連接密封很難解決；二是無(wú)論基板采用何種輕型導(dǎo)電材料制造，基板正極一側(cè)必需有一層氧化鉛或同電位的金屬氧化物將基板包起來(lái)，因?yàn)榛迮c正極活性物質(zhì)外面的硫酸有2伏的電位差，會(huì)形成局部短路，造成嚴(yán)重自放電現(xiàn)象；三是基板為了防止透酸，整板必需是實(shí)心的，不能最大幅度降低自重；四是因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)與硫酸是單面接觸，所以活性物質(zhì)的厚度只能是傳統(tǒng)電池的一半；五是單極板不能像傳統(tǒng)電池多極板并聯(lián)容量做大。這是雙極性電池花了近百年時(shí)間還不能商品化的重要因素。而且與鎳氫電池的80Wh/kg和鋰電池的90-150Wh/kg還有明顯差距。

發(fā)明內(nèi)容

為了大幅度提高能量密度，本實(shí)用新型提供一種側(cè)立式雙極性鉛錫酸動(dòng)力電池，在電池殼中，正極輸出極板，雙極性正負(fù)極板，負(fù)極輸出極板順序安裝，與傳統(tǒng)的雙極性電池的極板不同的是傳統(tǒng)的雙極性極板是正負(fù)極活性物質(zhì)分別在基板的兩面，而側(cè)立式雙極性鉛錫酸動(dòng)力電池的極板是使用同一塊基板，通過(guò)電池槽單格內(nèi)腔與內(nèi)腔之間的隔板將基板一分為二，基板一側(cè)的兩面涂有正極活性物質(zhì)成為正極板，基板的另一側(cè)的兩面涂有負(fù)極活性物質(zhì)成為負(fù)極板，在同一塊基板上的正負(fù)極板用電池槽相鄰單格之間的隔板將其分開(kāi)，雙極性正負(fù)極板之間未涂活性物質(zhì)的基板部分按方向順序無(wú)間隙地固定在隔板內(nèi)。同傳統(tǒng)雙極性電池一樣，它省去了極耳匯流排及極柱，同極之間多極板的并聯(lián)匯流是通過(guò)電解質(zhì)硫酸實(shí)現(xiàn)的，負(fù)極活性物質(zhì)采用多孔性純錫。本實(shí)用新型發(fā)揮兩種電池之優(yōu)勢(shì)，將原來(lái)的鉛酸電池理論比容量83.47Ah/kg(4.46g正極活性物質(zhì)+3.86g負(fù)極活性物質(zhì)+3.66g硫酸＝11.98g/Ah，則1000g活性物質(zhì)可以產(chǎn)生的電量為83.47Ah/kg)提高到96.81Ah/kg(4.46g正極鉛活性物質(zhì)+3.66g硫酸+2.21負(fù)極錫活性物質(zhì)＝10.33g/Ah，則1000g活性物質(zhì)可以產(chǎn)生的電量為96.81Ah)。因用錫量不大，造價(jià)不高，是動(dòng)力電池的理想選擇。

本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)減少連接用鉛量，板柵用鉛量以及負(fù)極活性物質(zhì)比重的降低從而提高了比能量，結(jié)構(gòu)緊湊大幅度提高了能量密度。以12V.40Ah側(cè)立式雙極性鉛錫酸動(dòng)力電池實(shí)驗(yàn)樣品為例：外型尺寸：高170mm，寬77mm，長(zhǎng)180mm。體積為2.356L，重量為6.4kg。基板厚度為0.3mm，采用錫鉛合金，其中錫占90％，鉛占10％。正極板活性氧化鉛厚1mm，高150mm，寬26mm，片數(shù)為27X6；負(fù)極版活性錫厚0.7mm，高150mm，寬26mm，片數(shù)為27X6，隔膜為55X6片，厚度0.3mm。兩小時(shí)放電量44Ah，比能量達(dá)到82.5Wh/kg，能量密度達(dá)到203Wh/L。總用錫量900g。比能量超過(guò)了目前市場(chǎng)有售的鎳氫電池水平。

附圖說(shuō)明

圖1，圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例正視和俯視剖面構(gòu)造圖。

圖1，圖2中的1是電池槽，2是限壓閥，3是電池負(fù)極輸出極柱，4是電池正極輸出極柱，5是雙極性負(fù)極板，6是雙極性正極板，7是電槽內(nèi)腔隔板，8是電池槽蓋，9是正極輸出端正極極板，10是負(fù)極輸出端負(fù)極極板，11是基板，12是正極基板塑料包邊框架，13是負(fù)極基板塑料包邊框架，14是負(fù)極塑料邊框延長(zhǎng)，15是匯流排。

圖3，圖4，圖5是雙極性正負(fù)極板正視，俯視和側(cè)視構(gòu)造圖。

圖3，圖4，圖5中的5是雙極性負(fù)極板，6是雙極性正極板，12是正極基板塑料包邊框架，11是正負(fù)極基板，13是負(fù)極基板塑料包邊框架，14是負(fù)極塑料邊框延長(zhǎng)。