[發明專利]用于改進水損耗性能的鉛酸蓄電池的蒸汽壓力屏障、隔板、系統、及其制造和使用方法

有效

• 申請號: 201680023695.2
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN107580731B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 瑪格麗特·R·羅伯茨;杰弗里·K·錢伯斯;詹姆斯·佩里;J·凱文·威爾
• 申請（專利權）人: 達拉米克有限責任公司
• 主分類號: H01M50/35
• 分類號: H01M50/35;H01M50/30;H01M50/409;H01M50/489;H01M10/12
• 代理公司: 北京王景林知識產權代理事務所(普通合伙) 11320
• 代理人: 王景林

本發明公開了具有蒸汽壓力屏障和/或改進的電池隔板的新的或改進的鉛酸電池，以及系統、車輛和/或其制造和/或使用方法。在至少選定的實施方式中，本公開提供了具有一種蒸汽壓力屏障的鉛酸電池。在至少選定的實施方式中，本公開提供了具有新的或改進的電池隔板的新的或改進的鉛酸電池，和/或其制造和/或使用方法。在至少選定的實施方式中，本公開提供了一種具有一種蒸汽壓力屏障的新的或改進的鉛酸電池，其降低電池的水損耗。在至少選定的實施方式中，一種降低鉛酸電池水損耗的方法包括在具有改進的電池隔板的鉛酸電池內提供一種蒸汽壓力屏障，例如一種油層。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年2月26日提交的同系列待審的序列號為No.62/121,112的美國臨時專利申請的優先權和權益，其全部內容通過引用并入本公開。

技術領域

本公開或本發明涉及新的或改進的鉛酸蓄電池及其組件、蒸汽壓力屏障、隔板、系統、車輛和/或相關的生產和/或使用方法，以及用于鉛酸蓄電池的各種蒸汽壓力屏障和/或蒸汽壓力屏障和隔板的組合系統以及包括這種蒸汽壓力屏障、系統或組合的電池和/或車輛。在至少選定的實施例中，本公開或本發明涉及新的或改進的蒸汽壓力屏障或障礙物，有時結合改進的電池隔板，用于鉛酸蓄電池和包括這種電池的相關產品、裝置或車輛；和/或用于產生這種蒸汽壓力屏障和/或電池隔板的方法。在至少選定的實施方案中，本公開或本發明涉及新的或改進的鉛酸蓄電池和車輛，及其制造和/或使用方法以改善鉛酸蓄電池的水損耗性能，該電池可以在特定系統、設備或車輛中。

背景技術

隨著人們對移動電源需求的增長，鉛酸蓄電池不斷發展。鉛酸蓄電池主要有兩種：富液式鉛酸蓄電池和VRLA(閥控式鉛酸蓄電池)電池。本公開對于全世界通用的富液式蓄電池特別有效。更新型的富液式鉛酸蓄電池是EFB電池或增強型富液式蓄電池。例如，對啟停汽車技術(或惰性起停ISS)的新的不斷增長的需求也要求更好的電池，可能是“增強型”富液電池，或EFB。深循環電池用于各種工業應用、采礦設備、高爾夫球車和其他應用，特別是需要定期過充電的應用以及需要恒定過充電的固定應用，其也可以從減少水損耗技術中獲益。即使在不定期的維護情況下，這樣的系統和其他系統也將減少所需的維護，更低頻率的補水需要和/或更長的使用壽命。

鉛酸蓄電池中的水損耗是已知的問題(由于電解產生氫氣和氧氣從電池逸出而導致的電解液中的水的損耗)，并且可能由于許多不同的原因而發生。例如，由于在電極處超過氫過電壓，鉛酸蓄電池中可能會發生水損耗。在電化學機制所決定的情況下，這是典型的，可能在一定程度上發生。在持續高溫的氣候下，水損耗的影響可能會大大放大。水損耗已被確定為鉛酸蓄電池在以下關鍵故障模式中的主要原因：板材脫水，可能導致電池故障；在密封的VRLA電池中發生干燥，這可能導致潛在的熱失控；負極板硫酸化，這可能導致充電接受能力降低和/或循環壽命縮短；和/或電解質的比重增加，這可能導致負極板硫酸化和/或正柵極腐蝕。

鉛酸蓄電池中的水損耗可以通過以下所述觀察：電解液的水平降低導致干燥，使焊縫，板材和連接件暴露腐蝕并導致早期故障；增加電解質酸濃度，容量降低，負極板硫酸化，正柵極腐蝕導致早期失效；和/或排出H₂和O₂氣體，可能造成暴露和處理危險并需要通風。因此，降低鉛酸蓄電池的水損耗可能有助于消除：板材脫水導致早期容量損耗和壽命縮短；負極板硫酸化，降低壽命；和/或正柵極腐蝕，由于搶奪CCA(冷啟動電流)和容量和壽命導致降低性能。鉛酸蓄電池的水損耗可能主要是由于電解和隨后的氫氣和氧氣氣體排出，這在高溫氣候或應用中可能更加明顯。

EFB可能遭受任何這些失水情況，包括水的蒸發和電解。公知地，不論是蒸發和/或電解導致的水損耗，都會降低EFB的性能和/或壽命。因此，已經開發了許多方法來克服這個缺點，包括VRLA/AGM型電池。然而，即使在密封的VRLA/AGM電池中，仍然存在干燥的可能性，并且由于水損耗可能發生潛在的熱失控。因此，可以說，各種已知和/或已經開發的防止鉛酸蓄電池的水損耗的方法可能不能提供降低水損耗的所有所需的改進，而且可能需要高昂的成本，其與各種開發的方法所產生的價值不匹配。