CN103400947B - 免维护铅酸蓄电池封闭盖及免维护铅酸蓄电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种免维护铅酸蓄电池封闭盖，包括：第一盖板，所述第一盖板上设置有液孔和与所述液孔相通的第一槽路；第二盖板，所述第二盖板上设置有与所述液孔相配合的液孔塞和与所述第一槽路配合形成通路的第二槽路，所述液孔塞上设置有与所述第二槽路相通的缝隙；限压装置，所述限压装置设置在所述第一槽路与第二槽路配合形成的通路的末端。本发明提供了一种免维护铅酸蓄电池，包括上述的免维护铅酸蓄电池封闭盖。所述免维护铅酸蓄电池封闭盖上具有气液转化室，能将蓄电池正、负极板生成的氧气、氢气在其中复合成水而回流，有效避免蓄电池的气体和硫酸液滴溢出，充电时失水量较少，从而确保蓄电池电解液充足，延长蓄电池的循环使用寿命。

Description

免维护铅酸蓄电池封闭盖及免维护铅酸蓄电池

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，特别涉及一种免维护铅酸蓄电池封闭盖及免维护铅酸蓄电池。

背景技术

对于传统的铅酸蓄电池（又称普通蓄电池）来说，其电极是由铅和铅的氧化物构成，极板的栅架通常由铅锑合金制造，电解液是硫酸的水溶液，主要优点是电压稳定和价格便宜。一般说来，传统的铅酸蓄电池包括用于放置电极、隔板和电解液的电池槽体，以及位于所述电池槽体上、设置有液孔及液孔塞的封闭盖等装置，设置有传统直通式液孔塞的电池封闭盖如图1所示，图1为设置有传统直通式液孔塞的电池封闭盖的结构示意图，其中，11为封闭盖；12为液孔，图1中未标出液孔塞，所述液孔及液孔塞主要用于加注电解液和排放气体。传统的铅酸蓄电池在电解时会导致水分大量减少，同时产生氢气和氧气，硫酸以小液滴的形式随同气体一起溢出，所以需要定期检测和维护电池，使电解液保持在适当的水平，从而保证电池的正常工作。然而，由于需要定期检查电解液的高度并添加蒸馏水，传统的铅酸蓄电池存在使用寿命短和日常维护频繁等缺点。有鉴于此，各种类型的铅酸蓄电池都在向着免维护和密闭化等方向发展。

目前，免维护铅酸蓄电池通常采用铅钙合金制成的栅架，充电时产生的水分解量较少，水分蒸发量低；电池外壳采用密封结构，电池封闭盖上设置有安全阀，释放出来的硫酸气体也很少。传统的密闭免维护铅酸蓄电池为贫液式，即电池内无流动电解液，使用的玻璃纤维隔板（AGM隔板）不完全吸附硫酸电解液，目的是使蓄电池正极板在工作过程中产生的氧气从正极板通过AGM隔板的小孔扩散到负极板，并在那里反应生成水，以避免蓄电池因失水造成的报废。

但是，对于上述传统的贫液式免维护铅酸蓄电池，当氧气和氢气不完全反应时，气体将从蓄电池中排出，硫酸也将以小液滴的形式随同气体一起溢出，使蓄电池发生早期电解液损失，缩短了蓄电池的循环使用寿命。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种免维护铅酸蓄电池封闭盖及免维护铅酸蓄电池，包括本发明提供的封闭盖的免维护铅酸蓄电池充电时失水量较少，能延长蓄电池的循环使用寿命。

本发明提供一种免维护铅酸蓄电池封闭盖，包括：

第一盖板，所述第一盖板上设置有液孔和与所述液孔相通的第一槽路；

第二盖板，所述第二盖板上设置有与所述液孔相配合的液孔塞和与所述第一槽路配合形成通路的第二槽路，所述液孔塞上设置有与所述第二槽路相通的缝隙；

限压装置，所述限压装置设置在所述第一槽路与第二槽路配合形成的通路的末端。

优选的，所述第一槽路包括两条以上相通的槽，所述第一槽路的总长度大于400mm。

优选的，所述第一槽路相对于液孔对称分布，以所述液孔所在位置为内，所述第一槽路各槽的深度从内向外逐渐变浅。

优选的，所述液孔塞包括依次设置的外芯、里芯，所述外芯与里芯形成里芯层，所述里芯内与液孔相通；

所述外芯上设置有与所述第二槽路相通的外芯缝隙，所述里芯上设置有里芯缝隙，所述里芯层通过里芯缝隙与所述液孔相通。

优选的，所述液孔塞的外芯缝隙与里芯缝隙的宽度均为2mm±0.2mm，长度均为20mm±2mm。

优选的，所述限压装置包括具有排气孔的盖片和设置于所述盖片上的密封片。

优选的，所述限压装置中，所述密封片的耐压强度为15mm水柱。

本发明还提供一种免维护铅酸蓄电池，包括：

电池槽体，所述电池槽体内放置有极板、电解液和隔板；

位于所述电池槽体上的上文所述的免维护铅酸蓄电池封闭盖。

优选的，所述电池槽体内，所述电解液的高度比所述极板的位置高30mm±10mm。

优选的，所述隔板为PE隔板。

与现有技术相比，本发明提供的免维护铅酸蓄电池包括：电池槽体，所述电池槽体内放置有极板、电解液和隔板；和位于所述电池槽体上的免维护铅酸蓄电池封闭盖。其中，所述免维护铅酸蓄电池封闭盖包括：设置有液孔和第一槽路的第一盖板，所述第一槽路与液孔相通；设置有液孔塞和第二槽路的第二盖板，所述液孔塞与液孔相配合，所述液孔塞上设置有与第二槽路相通的缝隙，所述第二槽路与第一槽路配合形成通路；以及设置在所述第一槽路与第二槽路配合形成的通路的末端的限压装置。在充电过程中，所述免维护铅酸蓄电池产生的氧气和氢气及其中的硫酸液滴从液孔沿液孔塞的缝隙溢出到通路中，再经过一定长度的通路，硫酸液滴凝结和气体化合的液体能从通路的末端流至液孔，最后流入蓄电池中被循环利用。其中，通路的末端设置的限压装置耐一定压力，能使气体充分复合。蓄电池在充电过程中产生的气体经过所述限压装置，当气体聚集至压力大于上限时，气体能够排出；当压力不大于上限时，在限压装置的作用下，蓄电池产生的氧气、氢气复合生成水，回流至电池中以循环使用，同时也为硫酸液滴的沉降创造了条件。

也就是说，本发明所述免维护铅酸蓄电池封闭盖的液孔塞的缝隙及液孔塞至限压装置间的通路形成了一个气液转化室，能将蓄电池正、负极板生成的氧气、氢气在一定压力的有效空间复合生成水，回流循环使用。因此，本发明能有效避免蓄电池的气体和硫酸液滴溢出电池，充电时失水量较少，从而确保蓄电池电解液充足，延长蓄电池的循环使用寿命。

进一步的，本发明所述免维护铅酸蓄电池选用PE隔板，采用富液式结构，保持富液状态，也利于确保蓄电池电解液充足。

附图说明

图1为设置有传统直通式液孔塞的电池封闭盖的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的免维护铅酸蓄电池封闭盖的结构示意主视图；

图3为本发明实施例提供的液孔塞AA的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的免维护铅酸蓄电池封闭盖的结构示意侧视图；

图5为本发明实施例提供的限压装置B的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的免维护铅酸蓄电池的示意图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明提供了一种免维护铅酸蓄电池封闭盖，包括：

第一盖板，所述第一盖板上设置有液孔和与所述液孔相通的第一槽路；

第二盖板，所述第二盖板上设置有与所述液孔相配合的液孔塞和与所述第一槽路配合形成通路的第二槽路，所述液孔塞上设置有与所述第二槽路相通的缝隙；

限压装置，所述限压装置设置在所述第一槽路与第二槽路配合形成的通路的末端。

本发明提供的免维护铅酸蓄电池封闭盖具有由第一盖板、第二盖板和限压装置构成的气液转化室，本发明合理设计气液转化室的空间及长度，限制一定压力，使蓄电池充电时产生的气体在所述气液转化室内复合，而超压时排放气体，这样改变了现有的贫液式电池的气体通过隔板孔隙迁移复合的气体复合方式，能减少免维护铅酸蓄电池充电时的失水量，从而延长蓄电池的循环使用寿命。

本发明实施例提供的免维护铅酸蓄电池封闭盖的结构参见图2，图2为本发明实施例提供的免维护铅酸蓄电池封闭盖的结构示意主视图。在图2中，A为液孔，B为限压装置，D为第一槽路和第二槽路配合形成的通路。

在本发明中，所述免维护铅酸蓄电池封闭盖包括第一盖板，其上设置有液孔A和与液孔A相通的第一槽路。

所述免维护铅酸蓄电池封闭盖包括第二盖板，其上设置有液孔塞和第二槽路，所述液孔塞上设置有与所述第二槽路相通的缝隙，所述液孔塞与液孔A相配合，所述第二槽路与第一槽路配合形成通路D。

在充电过程中，所述免维护铅酸蓄电池产生的氧气和氢气及其中的硫酸液滴从液孔A沿液孔塞的缝隙溢出到通路D中，再经过一定长度的通路D，硫酸液滴凝结和气体化合的液体能从通路D的末端流至液孔A，最后流入蓄电池中被循环利用。

在本发明中，设置有缝隙的液孔塞与液孔A相配合。所述液孔塞的结构参见图3，图3为本发明实施例提供的液孔塞AA的结构示意图。在图3所示的液孔塞AA中，31为外芯，32为里芯，33为外芯缝隙，34为里芯缝隙。

在本发明的一个实施例中，液孔塞AA包括依次设置的外芯31、里芯32，外芯31与里芯32形成里芯层，里芯32内与液孔A相通；

外芯31上设置有与所述第二槽路相通的外芯缝隙33，里芯32上设置有里芯缝隙34，所述里芯层通过里芯缝隙34与液孔A相通。

在充电过程中，蓄电池产生的氧气和氢气及其中的硫酸液滴从液孔A沿液孔塞AA的里芯缝隙34到外芯缝隙33溢出到通路D中。

本发明对所述液孔塞的缝隙尺寸没有特殊限制，在本发明的一个实施例中，所述液孔塞的外芯缝隙与里芯缝隙的宽度均为2mm±0.2mm，长度均为20mm±2mm。所述液孔塞的外芯缝隙与里芯缝隙的宽度可以不同，长度也可以不同，如外芯缝隙的长度可以短于里芯缝隙的长度。本发明对所述液孔及液孔塞的直径没有特殊限制，按照本领域现有液孔的直径即可。

在本发明中，通路D为所述液孔塞至限压装置间的气路，由第一槽路与第二槽路配合形成；所述第一槽路设置于第一盖板上，与液孔A相通；所述第二槽路设置于第二盖板上，与液孔塞上的缝隙相通。也就是说，所述第一槽路的槽与第二槽路的槽的设置相同，相对应成为通路，可使气体和液体从液孔沿液孔塞的缝隙溢出到其中，并且所述气体在其中复合成水，与所述液体一同流至液孔，最后流入蓄电池中。

在本发明中，所述第一槽路优选包括两条以上相通的槽，更优选包括十条以上相通的槽；所述第一槽路的总长度优选大于400mm。在本发明的一个实施例中，所述第一槽路包括27条相通的槽，总长度大于400mm，这样形成一定长度的曲折的通路，利于进行气液转化。

在本发明中，所述第一槽路优选相对于液孔对称分布；所述第一槽路各槽的宽度优选相同，便于加工，其均优选为3mm±0.5mm；所述第一槽路各槽的深度可以相同，均优选为15mm±5mm，也可以不同。在本发明的一个实施例中，所述第一槽路相对于液孔对称分布，以所述液孔所在位置为内，所述第一槽路各槽的深度从内向外逐渐变浅；各槽的深度从内向外可以在15mm±5mm的范围内逐渐减小。参见图4，图4为本发明实施例提供的免维护铅酸蓄电池封闭盖的结构示意侧视图。在图4中，C为最外端的槽。即，本发明实施例以液孔为最低面，以第一槽路的最外端为最高面，路径的底部形成斜坡，这样有利于硫酸液滴凝固和气体化合的液体从路径外端沿斜坡流至液孔，最后流入蓄电池被循环利用。

在本发明中，为使气体充分复合，所述免维护铅酸蓄电池封闭盖包括限压装置B，其设置在所述第一槽路与第二槽路配合形成的通路D的末端。所述限压装置的结构参见图5，图5为本发明实施例提供的限压装置B的结构示意图。在图5所示的限压装置B中，51为盖片，52为排气孔，53为密封片。

在本发明的一个实施例中，限压装置B包括具有排气孔52的盖片51和设置于盖片51上的密封片53。

在限压装置B中，排气孔52的大小按照本领域现有排气孔的尺寸即可。密封片53的直径优选为10mm±2mm，厚度优选为5mm±2mm；材质可以为PP或PE；耐压强度优选为15mm水柱，气体流量优选为500mL/min±50mL/min。

蓄电池在充电过程中产生的气体经过限压装置B，当气体聚集至压力大于以上上限值时，气体能够排出；当压力不大于所述上限值时，在限压装置的作用下，蓄电池产生的氧气、氢气复合生成水，回流至电池中以循环使用，同时也为硫酸液滴的沉降创造了条件。

在本发明中，所述第一盖板、第二盖板、液孔塞和限压装置均采用本领域常用的材质制作即可，尺寸可根据实际要求进行设置。本发明实施例可以第一盖板为大盖，以第二盖板为小盖，小盖盖于大盖之上。所述液孔塞和限压装置可以和相应的盖板一体成型加工，也可以单独加工再进行装配。

综上所述，在本发明所述免维护铅酸蓄电池封闭盖中，液孔塞的缝隙及液孔塞至限压装置间的通路形成了一个气液转化室，能将蓄电池正、负极板生成的氧气、氢气在一定压力的有效空间复合生成水，回流循环使用。因此，本发明能有效避免蓄电池的气体和硫酸液滴溢出电池，充电时失水量较少，从而确保蓄电池电解液充足，延长蓄电池的循环使用寿命。

本发明还提供了一种免维护铅酸蓄电池，包括：

电池槽体，所述电池槽体内放置有极板、电解液和隔板；

位于所述电池槽体上的上文所述的免维护铅酸蓄电池封闭盖。

本发明提供的免维护铅酸蓄电池包括上文所述的封闭盖，解决了现有免维护蓄电池的稀硫酸电解液因失水造成的早期容量损失的问题，充电时失水量较少，从而具有较长的循环使用寿命。

本发明实施例提供的免维护铅酸蓄电池参见图6，图6为本发明实施例提供的免维护铅酸蓄电池的示意图。在图6中，61为电池槽体，62为免维护铅酸蓄电池封闭盖。

在本发明中，所述免维护铅酸蓄电池包括电池槽体61，其内放置有极板、电解液和隔板。本发明对所述电池槽体的材质和尺寸没有特殊限制，所述电池槽体内放置的极板、电解液和隔板采用本领域常用的即可，本发明并无特殊限制，如采用本领域常用的硫酸电解液。

在电池槽体61内，所述电解液的高度比所述极板的位置优选高30mm±10mm，为富液式；所述隔板优选为PE隔板，使隔板中氧气通道堵塞。本发明优选采用富液式结构，保持富液状态，利于确保蓄电池电解液充足。

在本发明中，所述免维护铅酸蓄电池包括免维护铅酸蓄电池封闭盖62。所述免维护铅酸蓄电池封闭盖为上文所述的封闭盖，具有气液转化室，能将正、负极板生成的氧气、氢气在此一定压力的有效空间复合成水，回流循环使用，从而延长蓄电池的循环使用寿命。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的免维护铅酸蓄电池封闭盖及免维护铅酸蓄电池进行具体描述。

实施例1

如图6所示，将铅酸蓄电池正极板与负极板、PE隔板放置在电池槽体61内进行组装，灌入电解液，加上免维护铅酸蓄电池封闭盖62，制成12V、100Ah带气液转化室富液式的免维护铅酸蓄电池。

其中，制造正极板的铅膏包含5wt%的硫酸、15wt%的水、0.1wt%的短纤维、0.05wt%的石墨粉、0.05wt%的聚四氟乙烯乳液和余量的铅粉；制造正极板的铅合金包含0.1wt%Ca、0.15wt%的Sn、0.05wt%的Al、0.04wt%的Bi、0.02wt%的Ag和余量的Pb。

所述电解液的高度比极板的位置高30mm。

免维护铅酸蓄电池封闭盖62包括：第一盖板，其上设置有液孔A和与液孔A相通的第一槽路；第二盖板，其上设置有液孔塞AA和第二槽路，所述液孔塞上设置有与所述第二槽路相通的缝隙，所述液孔塞与液孔A相配合，所述第二槽路与第一槽路配合形成通路D；限压装置B，其设置在所述第一槽路与第二槽路配合形成的通路D的末端。

在免维护铅酸蓄电池封闭盖62中，如图3所示，液孔塞AA包括依次设置的外芯31、里芯32，外芯31与里芯32形成里芯层，里芯32内与液孔A相通；外芯31上设置有与所述第二槽路相通的外芯缝隙33，里芯32上设置有里芯缝隙34，所述里芯层通过里芯缝隙34与液孔A相通。所述液孔塞的外芯缝隙与里芯缝隙的宽度均为2mm，长度均为20mm。

如图2和图4所示，第一槽路包括27条相通的槽，总长度大于400mm，各槽的宽度均为3mm；第一槽路相对于液孔A对称分布，以所述液孔所在位置为内，所述第一槽路各槽的深度从内向外逐渐变浅；各槽的深度从内向外在15mm±5mm的范围内逐渐减小。

如图5所示，限压装置B包括具有排气孔52的盖片51和设置于盖片51上的密封片53。密封片53的直径为10mm，厚度为5mm；材质为PE；耐压强度为15mm水柱，气体流量为500mL/min。

按照中国国家标准《起动用铅酸蓄电池第1部分：技术条件和试验方法》GB/T5008.1-2013，对所述免维护铅酸蓄电池进行充电试验，充电制度为完全充电电池，以14.4V±0.05V恒压充电500h。测试结果显示，充电试验失水量为0.2g/Ah。

比较例1

将铅酸蓄电池正极板与负极板、PE隔板放置在电池槽体内进行组装，灌入电解液，加上设置有传统直通式液孔塞的电池封闭盖，制成12V、100Ah带直通式液孔塞富液式的免维护铅酸蓄电池。

其中，制造正极板的铅膏、铅合金与实施例1中的铅膏、铅合金均相同。

所述电解液的高度比极板的位置高30mm。

设置有传统直通式液孔塞的电池封闭盖如图1所示。

按照实施例1中的方法，对所述免维护铅酸蓄电池进行充电试验。测试结果显示，充电试验失水量为1.03g/Ah。

由以上实施例和比较例可知，本发明实施例提供的免维护铅酸蓄电池充电时失水量较少。表明本发明中的气液转化室使蓄电池充电产生的气体复合成水，回流至蓄电池循环使用，从而使蓄电池的失水量更低，避免了蓄电池因失水造成的早期报废损失。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种免维护铅酸蓄电池封闭盖，包括：

第一盖板，所述第一盖板上设置有液孔和与所述液孔相通的第一槽路；

第二盖板，所述第二盖板上设置有与所述液孔相配合的液孔塞和与所述第一槽路配合形成通路的第二槽路，所述液孔塞上设置有与所述第二槽路相通的缝隙；所述液孔塞包括依次设置的外芯、里芯，所述外芯与里芯形成里芯层，所述里芯内与所述液孔相通；所述外芯上设置有与所述第二槽路相通的外芯缝隙，所述里芯上设置有里芯缝隙，所述里芯层通过里芯缝隙与所述液孔相通；

限压装置，所述限压装置设置在所述第一槽路与第二槽路配合形成的通路的末端。

2.根据权利要求1所述的免维护铅酸蓄电池封闭盖，其特征在于，所述第一槽路包括两条以上相通的槽，所述第一槽路的总长度大于400mm。

3.根据权利要求2所述的免维护铅酸蓄电池封闭盖，其特征在于，所述第一槽路相对于液孔对称分布，以所述液孔所在位置为内，所述第一槽路各槽的深度从内向外逐渐变浅。

4.根据权利要求1所述的免维护铅酸蓄电池封闭盖，其特征在于，所述液孔塞的外芯缝隙与里芯缝隙的宽度均为2mm±0.2mm，长度均为20mm±2mm。

5.根据权利要求4所述的免维护铅酸蓄电池封闭盖，其特征在于，所述限压装置包括具有排气孔的盖片和设置于所述盖片上的密封片。

6.根据权利要求5所述的免维护铅酸蓄电池封闭盖，其特征在于，所述限压装置中，所述密封片的耐压强度为15mm水柱。

7.一种免维护铅酸蓄电池，包括：

电池槽体，所述电池槽体内放置有极板、电解液和隔板；

位于所述电池槽体上的权利要求1～6任一项所述的免维护铅酸蓄电池封闭盖。

8.根据权利要求7所述的免维护铅酸蓄电池，其特征在于，所述电池槽体内，所述电解液的高度比所述极板的位置高30mm±10mm。

9.根据权利要求8所述的免维护铅酸蓄电池，其特征在于，所述隔板为PE隔板。