[發明專利]性能改善的改進的隔板、電池、電池串及相關方法

在審

• 申請號: 202210065842.X
• 申請日: 2016-08-10
• 公開（公告）號: CN114421026A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 埃里克·H·米勒;吳艷霞
• 申請（專利權）人: 達拉米克有限責任公司
• 主分類號: H01M10/12
• 分類號: H01M10/12;H01M10/14
• 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;任秀英

本文公開了改進的電池隔板，其用于各種鉛酸電池，特別是鉛酸電池串。本文公開的改進的隔板、電池、電池串、方法和車輛提供顯著增加的電池壽命，顯著降低的電池失效率以及電池串中的各電池之間顯著更高的電壓均勻性。改進的電池串可以有效地應用于諸如電動自行車、高爾夫球車(或高爾夫車)、不間斷電源(UPS)備用電源電池串等高深度放電應用中。

本申請為分案申請，原優先權日是2015年8月10日；原國際申請日是2016年8月10日；原國際申請號為PCT/US2016/046237；進入中國國家階段的日期是2018年4月8日，中國申請號是201680058669.3；原發明名稱是《性能改善的改進的隔板、電池、電池串及相關方法》。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年8月10日提交的美國臨時專利申請No.62/203,050的優先權和權益，上述申請的全部內容通過引用并入本文。

技術領域

根據至少選定的實施方式，本公開或發明涉及改進的隔板、電池、電池串、和/或制造和/或使用的方法。根據至少某些實施方式，本公開或發明涉及改進的VRLA電池串(包括AGM電池和/或凝膠電池)和/或使用VRLA電池串的改進方法。此外，本文公開的是用于增強電池壽命和提高電池串特別是VRLA AGM鉛酸電池串均勻性的方法、系統、電池、電池串和電池隔板。

背景技術

閥控鉛酸(VRLA)電池，通常為電解質懸浮在電極之間的通氣式電池，是本領域已知的。一些VRLA電池被稱為VRLA AGM電池，這意味著在這種電池中使用的隔板可以包括一層或多層AGM(吸收性玻璃氈或吸收玻璃氈，其包含玻璃纖維)。然而，AGM隔氈中的玻璃纖維在循環期間隨時間推移和/或在高壓下可能會發生斷裂。另外，傳統的AGM隔板不能為電池隔板或系統提供抗穿刺性。隨時間推移玻璃纖維的降解可能會改變電池系統中的壓縮水平，并且可能會影響電池內和AGM隔板內的酸遷移，可能導致對電極的酸可用性差和/或可能導致酸分層。當VRLA電池中的酸產生分層而不是均勻混合時，可能導致一個或多個電極的一部分利用不充分，從而可能導致硫酸化，電池性能差和/或循環壽命縮短或減少。此外，酸填充使用傳統AGM隔板的VRLA電池時，電極可能變得更活躍，更多的消耗酸和/或將其轉化成水或蒸汽，這會產生硫酸鉛，可能導致水合短路、枝晶生長、電池壽命減少、干點和/或熱失控。AGM隔板最后被電解質潤濕的區域可能最容易發生水合短路風險。

此外，電池系統內的電極和隔板的制造精度對于確保VRLA AGM電池串內的均勻性可能是重要的。隨著電池串循環，極板或隔板中的缺陷可能影響電池單元的均勻性，從而影響整個電池串。

通常，對于鉛酸電池，每個電池單元可以是2伏電池單元。單塊VRLA電池和/或單塊VRLA AGM電池可包括不只一個2伏電池單元。例如，12伏的單塊VRLA電池或VRLA AGM電池包括6個2伏電池單元。通常，6伏、8伏或12伏的VRLA和/或VRLA AGM單塊電池以“串”的形式使用以將電壓增加到例如36伏或48伏。電池，包括VRLA電池，可以連接在一起形成一個電池串，所述電池串的總電壓等于各個電池電壓的總和。例如，三個12伏單塊電池的串理論上總共產生36伏。單塊電池的串在整個串中可具有許多電極、極板、隔板等，由于制造精度的需要以及所有這些單獨制造的不同的電池單元之間的均勻性的需要，潛在地增加了失效的風險。

一個電池串中很多電池單元內的變化可能會產生不均勻的電壓。舉例來說，均勻的容器填充和均勻的形成可能是重要的，并且在高壓縮下，由于薄的柵極和脆弱的AGM隔板，系統可能有短路的風險。此外，舉例來說，隨著時間的推移，隨著正極老化，它們可能脫落正極活性物質(PAM)，這可能造成該電池中均勻性的缺失，并且因為來自該電池的可能較低的電壓以及通過電池隔板潛在的微短路，最終造成電池串中均勻性的缺失。正電極柵極上缺乏PAM粘合以及可能發生的任何短路會增加電池串內電壓均勻性的缺失。缺乏均勻性會影響電池的復合率(例如，增加復合發生的量到不希望的水平)，導致產生干點并且可能導致熱失控。