新型蓄電池制造技術

本實用新型專利技術提供了一種新型蓄電池的結構設計。設計中包括由貯液間、極板間組成的蓄電池殼結構和連接極板間、貯液間的電解液循環(huán)通道和微型循環(huán)泵，以實現(xiàn)電解液充放電的循環(huán)補充，擴大了電池容量，配套的復合片式鉛鋅電極板，由蜂窩陶瓷板上澆鑄鉛鋅合金而制成，具有耐強電流沖擊、不易疏松脫落的效果，從而大大延長了蓄電池的使用壽命，這樣的結構可以實現(xiàn)快速充放電，長時間運行工作，使車用動力蓄電池進入實用階段。（*該技術在2005年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
?新型蓄電池本技術屬于對鉛鋅蓄電池的改進。蓄電池是一種重要的能源貯存裝置，被廣泛的應用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、交通各個領域。由于其使用方便，能量釋放過程中污染小，而倍受歡迎。長期以來人們希望它能做為主要動力來驅動車輛和機械裝置，但由于其充電速度慢，電極板的使用壽命短和重量太大而限制了使用范圍，特別是做為長距離運行的車輛動力既不經(jīng)濟，又無靈活性。眾多企業(yè)家一直想把蓄電池應用在普通代步車上，也均因無法解決其能量補充和使用壽命太短的問題而被迫中止。目前為止，鉛鋅蓄電池也只能做為短距離車輛和裝置的動力源，真正起到動力電源作用僅限于小功率應用場合，絕大多數(shù)還是用來做備用、應急或啟動電源。如何解決鉛鋅蓄電池的壽命、容量和快速補充能量，一直是技術界長期希望解決而沒有解決的問題。本技術的專利技術目的是提供一種蓄電池的新型結構設計，以實現(xiàn)快速充電，大容量存貯電能和大電流釋放電能，同時保證電極板壽命，為電動自行車、摩托車、汽車及其類型運輸工具提供經(jīng)濟、可靠的動力電源。鉛鋅蓄電池存貯的能量主要取決于電解液的配比和容量。鉛鋅電極板的表面積則決定平蓄電池方放電能力的大小，有效地擴大以-->上兩個參數(shù)當然是蓄電池改進的兩個重要內(nèi)容。蓄電池的壽命主要取決于極板的壽命，如果以小電流長時間實現(xiàn)充電，當然可以延長極板壽命，但很不實用。特別是對運距離運輸或代步車輛，如果每次使用后都需要十幾個小時，甚至二十幾個小時的充電才能恢復正常能量供給顯然是十分不方便的。如果快速大電流充電雖可節(jié)約時間，而鉛鋅電極板會受大電流沖擊損傷很快松疏而脫落，從而壽命降低。所以，延長極板壽命是改進的主要目標之一。本設計中將蓄電池殼設計成兩個分立的部分，一部分稱為極板間，一部分稱為貯液間，極板間主要根據(jù)其充放電的電流來確定容量。而貯液間則根據(jù)安培時參數(shù)來確定容量，并根據(jù)所應用的場合、車輛的種類及連續(xù)行駛距離，具體設計空間形狀和容積。極板間是用來完成全部電解液的快速荷電及放電過程。貯液間是用來存貯可荷一定電量的電解液，從而擴大整個蓄電池的電容量。在整個工作過程中，極板間電解液能量釋放到一定程度后，貯液間的電解液就會補充進去，保證蓄電池電壓與電流的持續(xù)穩(wěn)定，直至整個電解液能量釋放完畢。充電時，在極板間完成荷電，同時貯液間的電解液不斷循環(huán)注入，于是整個極板間和貯液間中的電解液都充足電能。為實現(xiàn)以上的功能，蓄電池的極板間和貯液間借助電解液循環(huán)通道相連通。在電解液通道中間設置微型循環(huán)泵，借助泵產(chǎn)生的壓力，電解液經(jīng)過循環(huán)通道實現(xiàn)極板間和貯液間之間的循環(huán)補充。在整個設計中還設置與循環(huán)泵配套的低壓啟動控制電路。該電路在輸出電壓降低到額定值時會自動啟動微型循環(huán)泵以實現(xiàn)電解液的循環(huán)補充。-->在充電過程中它會持續(xù)工作直至全部電解液荷電完成。鉛鋅電極板設置在極板間。采用單設貯液間的方式可以有效地擴大蓄電池的貯能并保證放電過程的高品質參數(shù)，如果進一步在有限的空間內(nèi)增大鉛鋅極板的表面積和增強其對抗充電大電流的能力則就能有效地實現(xiàn)本專利技術的目的。因而采用新型電極板結構是本設計的又一關鍵。具體方案是將鉛鋅合金與蜂窩陶瓷板通過澆鑄復合形成一體式的復合片狀結構，以替代普通片狀結構的鉛鋅電極板。鉛鋅合金在復合澆鑄時會鑲入陶瓷板預置槽孔之中，并滲入陶瓷板的蜂窩微孔結構中，因而大大增加了其表面積，由于蜂窩陶瓷板具有很強的支撐加強作用，進而防止了鉛鋅合金在大電流充電時可能發(fā)生的疏松脫落，從而可以極大地延長極板的壽命，并使大電流快速充電變?yōu)榭赡?。以上兩部分關鍵結構的改進可使本技術目的得以實現(xiàn)。下面結合附圖進一步說明本技術的目的是如何實現(xiàn)的：圖1為新型蓄電池整體結構示意圖(正面剖視)。圖2為圖1的A-A向半剖視圖。圖3為圖1的B-B向半剖視圖。圖4為復合電極板中蜂窩陶瓷板結構示意圖。圖5為圖4左視圖。圖6為圖4俯視圖圖7為復片式電極板的結構示意圖(局部剖視圖)。圖8為低壓啟動控制電路的結構框圖。-->圖9為低壓啟動控制電路的電原理圖。其中1為蓄電池的殼體，2為密封殼蓋，2A代表設在殼蓋上的正電極，2B代表設在殼蓋上的負電極，2C代表通氣孔，3代表密封膠圈，4代表緊固螺釘，5代表復合式電極板，6代表電極板卡槽，7代表微型循環(huán)泵，8代表設置在殼體上的循環(huán)泵孔座，9代表電解液，9A代表設在殼件2上的電解液循環(huán)管道，10代表起到電解液循環(huán)通道作用的回流孔，11代表蜂窩陶瓷板，12代表蜂窩陶瓷板上均布的通孔，13為連接通孔12的溝槽，14代表蜂窩狀微孔，11A為陶瓷板外表面，11B為內(nèi)表面，15代表鉛鋅合金，J代表繼電器，A為采樣電路，B為標準電壓設定電路，C為信號處理電路，D為執(zhí)行電路。圖1所給出的是極板間和貯液間制成一體式的新型蓄電池的結構示意圖。蓄電池殼結構中包括殼體1和密封殼蓋2兩部分。殼體1與殼蓋2之間設有密封圈3。殼體的極板間部分設置有極板卡槽6，主要用來固定設在其中的復合電極板5。殼蓋之上設正、負電極柱2A，2B和通氣孔2C，殼蓋2與殼體1借助緊固螺釘4組合成為一體形成密封式蓄電池殼。在一體式結構中微型循環(huán)泵7可直接設置在殼體2的預留孔座8內(nèi)，并利用設置在殼體2上的回流孔10和管道9A做為電解液循環(huán)通道。微型循環(huán)泵7啟動后可以形成電解液在極板間和貯液間循環(huán)補充。當然也可以將殼件2制成分離式的極板間和貯液間兩部分，此時循環(huán)泵獨立設置在殼體之外，另設循環(huán)液管路連接分離的兩部分。分離式結構一般應用于較大型-->的運輸車輛，根據(jù)具體情況設定貯液間的位置、形狀和容積。微型循環(huán)泵7僅在電池電壓下降到一定數(shù)值時才啟動。當蓄電池電壓恢復至正常值后泵自動停止。從附圖8、9可以看出該部分電路的設計思想。這部分電路由電壓采樣電路A，標準電壓設定電路B，信號處理電路C，執(zhí)行電路D四部分組成。采樣電路直接從蓄電池外電極接線柱上采樣，并將采樣電壓和標準電壓同時送至信號處理電路C。經(jīng)處理后的觸發(fā)信號自信號處理電路C發(fā)出觸發(fā)信號引至執(zhí)行電路D。在執(zhí)行電路D中設定執(zhí)行繼電器J的一組常開觸點控制循環(huán)泵7的電源供給通路。這樣當電壓下降到所設定的標準電壓以下時，信號處理電路C就發(fā)出觸發(fā)信號，使執(zhí)行電路D啟動繼電器J，接通泵電源，向極板間補充能量，直至達到正常工作電壓為止。執(zhí)行電路4重新切斷泵7電源，蓄電池又進入常規(guī)工作狀態(tài)。為避免循環(huán)泵7在電壓臨界值產(chǎn)生頻繁啟動，繼電器J可接成自閉鎖式線路，增設延時電路來切斷繼電器線包的供給電源，從而使循環(huán)泵的工作時間穩(wěn)定在一個給定的時間常數(shù)之內(nèi)，從而避免出現(xiàn)頻繁啟動。圖9所給出的是一個低壓啟動控制電路的一個實施例簡化電原理圖。其中由電阻R1R2組成分壓采樣電路A，由穩(wěn)壓塊IC1、電阻R3、電位器W1，組成標準電壓設定電路B，由運算放大器IC2構成信號處理電路C，由三極管BG1、繼電器J組成執(zhí)行電路D，采樣信號與標準電壓同時輸入IC1，由運放IC2輸出觸發(fā)啟動信號加至BG1的基極，由J1-1控制泵的電源。-->新型蓄電池電極板的結構是本技術的又一關鍵。以上的結構能擴充蓄電池的蓄能量，工作電壓的長時間和穩(wěn)定性，而新的極板結構是用來保證快速充電條件下極板的壽命以及同樣體積下極板表面的增加。普通蓄電池是鉛鋅合金的片狀結構，本設計中的電板板采用鉛鋅合金15與蜂窩陶瓷板11澆鑄復合而成的片狀結構。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種新型蓄電池，由蓄電池殼（１、２），電解液９及設置在電解液中的鉛鋅電極板５組成，其特征在于：ａ、蓄電池殼（１、２）分為極板間和貯液間兩部分，兩部分借助電解液循環(huán)通道（９Ａ、１０）連通，ｂ、在電解液通道中間設置微型循環(huán)泵７，ｃ、 整個機構中還設置與微型循環(huán)泵７配套的低壓啟動控制電路，鉛鋅電極板５設置在極板間。

【技術特征摘要】
1、一種新型蓄電池，由蓄電池殼(1、2)，電解液9及設置在電解液中的鉛鋅電極板5組成，其特征在于：a、蓄電池殼(1、2)分為極板間和貯液間兩部分，兩部分借助電解液循環(huán)通道(9A、10)連通，b、在電解液通道中間設置微型循環(huán)泵7，c、整個機構中還設置與微型循環(huán)泵7配套的低壓啟動控制電路，鉛鋅電極板5設置在極板間。2、根據(jù)權利要求1所說的新型蓄電池，其特征在于蓄電池殼結構包括殼體1和密封殼蓋2，在殼體1與殼蓋2之間設有耐酸密封圈3，殼體的極板間部分設置有極板卡槽6，殼蓋2上設有正負電極柱(2A，2B)和通氣孔2e，殼蓋2和殼體1借助緊固螺釘4組合為一體。3、根據(jù)權利要求2所說的新型蓄電池，其特征在于蓄電池殼(1，2)可制成極板間和貯液間一體結構，微型循環(huán)泵7設置在殼體2的預留孔座8位置內(nèi)，并利用設置在殼體上回流孔和管道9A做為電解液循環(huán)通道，也可將蓄電池殼制成極板間和貯液間分離的兩部分。外設循環(huán)泵及循環(huán)電解液管道，連通分離的部分。4、根據(jù)權利要求1所說的新型蓄電池，其特征在于低壓啟動-->控制電路由電壓采樣電路A，標準電壓設定電路B，信號處理電路C和執(zhí)行電路D組成，采樣電壓和標準電壓同時送入信號處理電路C，觸發(fā)信號自信號處理電路引出至執(zhí)行電路D，執(zhí)行電路D中設定執(zhí)行繼電器J，繼電器J的一組常開觸點控制循環(huán)泵7的電源供給電路。5、...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張寶義，
申請(專利權)人：張寶義，
類型：實用新型
國別省市：13[中國|河北]