一种电化学装置连接方法
【专利摘要】一种电化学装置连接方法，涉及电化学领域，旨在巧妙解决连接成组的多个电化学装置的反应不一致、缺液严重、维护量大、生产操作量大的难题。电化学装置内包括电极、电解物质和壳体，电解物质包括电解液及其生成的气体，创新之处在于，各电化学装置之间还设置有电解物质的连接交流通道，以使其界面、密度、组份、温度或压力趋同；所述通道的两侧出口设置在各所述电化学装置间做电气连接的所述电极上，以避免短路。用于电池或电解、电镀、电铸、电泳装置，尤其适用于频繁被颠簸倾斜的车辆电池，大大提高了电化学装置特别是电动汽车富液铅酸电池组的寿命、反应一致性和安全性，而失水率、维护工作、工艺变更、成本都很少；简单实用，性能却显著优异。
【专利说明】一种电化学装置连接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电化学领域，具体涉及一种电化学装置连接方法。
【背景技术】
[0002]近年来新能源车辆以节能环保的优势得到了很大发展，市场化最好的电动车辆包括电动的自行车、摩托车、三轮车、高尔夫球车、叉车、观光车、巡逻车、环卫车以及低速轿车等；而电池问题一直是核心问题，目前实际以铅酸电池使用的比例最高；在其他领域铅酸电池也应用得非常广泛。但是尽管铅酸电池发展了一百多年，富液铅酸电池仍存在以下缺陷:
[0003]1.多个2V电池单体组成的6-24V电池包或多个电池包组成的电池组在使用时，各单体由于受先期制造或后期充放电等因素的影响，不仅频繁失水且失水程度各不相同，最明显的是电解液高度、密度和成份很难一致。
[0004]2.部分单体大量失水后，硫化严重，内阻增大，并继而发热失水而形成恶性循环损伤，严重影响电池寿命，极端情况下还会出现热失控。
[0005]3.各单体不一致尤其是容量不一致后，在多次充放电过程中坏单体拉坏好单体，在组内又形成恶性循环破坏，成组寿命更是降低，损坏甚至出现反极现象。
[0006]4.电池维护时，每个单体都需进行开阀、观察液位、测密度、补液等诸多操作细节。以48V电池组为例，多个步骤的诸多细节最少需重复24遍，几百个动作的维护工作量是很大的，费时费力并增加很多蒸馏水等的成本。
[0007]5.上述繁杂的维护步骤中，人为操作稍有失误，各单体也会不一致；消费者很难熟练掌握，不愿也经常想不起做此工作，由此电池经常受损而工作在半不良或严重不良状态，寿命缩短很多，这是该类电池的很大缺憾。
[0008]6.一个单体在充电时如果产生过多气体，该单体很难及时吸收，内部气压很容易达到阈值，频繁顶开安全阀形成湿汽泄放，因此失水率较高。
[0009]7.一个单体的安全阀的通气孔有时堵死,在充电时如果产生过多的气体或者放电电流过大而过热时，该单体内的气压易激增，就可能造成电池炸裂，该类事故屡见不鲜。
[0010]8.一个单体的安全阀有时泄露或者多个单体的安全阀的开阀压力不一致，则个别单体的失水程度要比其他单体要严重很多，整个电池组会严重不一致。
[0011]9.一个单体寿命损伤严重或故障后，一般要连同与其所在的整个电池包一起报废；之后即使更换成好的电池包，多个电池包之间也很难再匹配良好，成组寿命大为降低；在使用后期常常很快整组报废，这种成倍放大的浪费是极其惊人的，是该产业的一个巨大难题；就算对单体内的极板、电解液更换修理，难度也很大，维修更换后与其他使用过的单体也不一致。
[0012]10.本来富液电池如果维护得好是要比阀控胶体电池性能更好的，但是因失水率高、维护工作量大，维护技术复杂，有的消费者就不愿购买；集团用户虽愿意使用，但需专门培训的人员来完成维护工作，费用较高。[0013]上述问题不仅在电池出厂后的使用过程中存在，在电池出厂前的半成品化成、成品配伍的充放电过程中也是存在的，不仅工作量大、工艺操作复杂，并且为了保证单体间的一致性，在更早期生产过程中的原材料包括电解液的一致性控制、生产工艺一致性控制方面增加了较高的制造成本。
[0014]而现有电池单体间的连接技术只实现了穿壁焊、跨桥焊或跨接线的电气连接以及壳体连接，其内部反应物则是完全隔离的，因此不具备单体间的电解物质的自动平衡功能。多年来业内对此在电池壳体外部做了一些尝试，但是很难极好地解决这一问题，比如在富液型电池的生产中，也可以做电解液的暂时连通，其通道是在电池包或电池组外部单独临时设置，并且为了防止电解液短路，通道内流通的电解液是间断的，用很多气泡相互隔离进行非连续的循环；其通道虽然从安全阀处通入电池包内部也只是临时设置，并不伴随电池全寿命周期的始终，所以效果相对有限；有的在安全阀外部之间进行了气体冷凝液的连接回流尝试，有益效果也相对有限。
[0015]对于锂离子电池等来说，虽不用加水，但在产品一致性以及电解物质、安全性、湿度、压力、温度等方面也存在着上述类似问题，各单体间的电解物质不能自平衡。无独有偶，大多数的电化学装置比如电解、电镀、电铸、电泳装置，同类的问题也存在。以电解银生产为例，按要求多个电解槽产出的银纯度、密度、孔隙度应满足一致性指标，否则电解银售出前就需大量指标检验、配料等操作，过程着实不易；因此在生产时就必须频繁地对大量电解槽进行指标测量、参数调控，维护工作细节多、强度大，以竭力保证多个指标一致，但多个参数的调控很难同时满足。而电解银出厂应用后，比如在甲醛生产中用作催化剂，如果各批次电解银的纯度、密度、孔隙度等其中一个指标有异，即使有少量波动，也会给甲醛生产带来巨大不便，在装填催化剂后的每个生产周期内，都要反复摸索反应温度等多个控制参数，直接给产出的甲醛浓度、组份、存放、调配等带来很大麻烦。更多地推而广之，在电解铜、电铸镍板、零件电镀、部件电泳的装置中，类似弊端比比皆是，各电化学装置间的物质难以连通，即使有的进行了间断性的人为混合调整，也费时费力，没有实现自动化，由此生产成本较高。
[0016]综上所述，现有大量的各种电化学装置连接时无疑都存在电解反应一致性差、成组生产一致性差、失水率高、操作维护量大、生产成本高的问题。目前市场上仍未见到独辟蹊径充分解决这些问题的方法，展会上也没有新产品出现；经检索也没有很好地解决这些问题的专利、论文和报道。
【发明内容】
[0017]本发明针对现有技术电解反应一致性差、成组生产一致性差、失水率高、操作维护量大、生产成本高的问题，提供了 一种电化学装置连接方法。
[0018]本发明的基本技术方案是:对于电池或者电解、电镀、电铸、电泳等电化学装置，单个所述电化学装置内包括电极、电解物质和壳体，所述电极包括电极反应物或者再加上与其连接的电极连接体，所述电解物质全部或部分包括电解液和其生成的电解气体，多个所述电化学装置成组运行，创新之处在于，各所述电化学装置之间还设置有所述电解物质连接的通道；所述通道的两侧出口固定设置在各所述电化学装置间相互做电气连接的所述电极上；所述电解物质经由所述通道交流均衡。同时满足前述部分的特征以及后面三个创新的技术特征都属于本发明的基本技术方案。[0019]所述通道连通所述电解物质，是为了让相邻的所述电化学装置形成连通器。所述电解液可实现液面平齐和交流互通，这样其界面、密度、组份等各指标几乎每时每刻都自动消除差异而向趋同方向均衡，最后可实现基本一致；所述电解液生成的所述电解气体同理也可经由自己的所述通道对流沟通，其压力、组份得以充分地扩散均衡；由此所述电化学装置之间也就具有了液、气两类所述电解物质的自动均衡功能。本发明与燃料电池、液流电池的方案虽然同属一个大的【技术领域】，但方案并不相同，一是本发明所述电解气体这一技术要素是由所述电解液的副反应生成的，所述电解气体的来源是所述电解液，是其生成物，而燃料电池的气体是反应物，液流电池没有气体；二是本发明不是像燃料电池、液流电池那样有电堆之外的气、液存储及供给装置，是少了这些技术构成要素的，结构很不相同；三是本发明技术方案中的所述电解物质在先分装完毕后再均衡，运行过程完全不同，而并不是在燃料电池或液流电池电堆外的存储及供给装置中先均衡；四是本发明所述电解物质可在所述电化学装置之间流动，而不像燃料电池、液流电池那样在存储装置与电堆间流动；最后的有益效果也很不相同，本发明不像燃料电池、液流电池那样主要是为了所述电解物质的供给，而是为了均衡已经供给的所述电解物质的界面、密度、组份、温度或压力等多个指标。也就是说四方面的技术特征根本不同和多个指标的有益效果完全不同，保证了本发明的新颖性和创造性以及实用的效果迥异。
[0020]所述通道的两侧出口设置在所述电化学装置间相互做电气连接的所述电极上，而不设置在其他部位，是为了让所述电极给所述通道作等电位的保护，从而避免所述电解液或所述电解气体的所述通道处凝结形成的液体在连通时形成较严重的放电。所述通道设置在本来就已做等电位电气连接的所述电极上，所以基本只传递所述电解物质而不传递电流。我们知道现有的单个所述电化学装置内所述电解液相对于所述电极是存在电位差的，一般来讲其电位介于正、负所述电极的电位差的中间附近，而正、负所述电极的电位差是一个变化值，这样无论所述电化学装置之间是串联还是并联，只要两个所述电化学装置的所述电解液在非等电位的固定部位连通就存在电位差，从而形成自放电，不仅会造成能量浪费，所述电化学装置也不能再良好运行。本发明所述通道的两侧出口巧妙地设置在所述电化学装置间相互做等电位电气连接的所述电极上，无论各自正、负所述电极的电位差如何变化，电气连接的所述电极始终等电位；而所述电极的电导率要比所述电解液的电导率高出百万倍左右甚至更高，所以正常的工作电流几乎都通过所述电极流动，即使极少量通过所述电解液，也是用于参与正常的装置运行和主电路正常电流，几乎不存在局部回路的自放电能量浪费。这种所述电解物质的连接方式，表面上大胆采用了业内最为忌讳的“串格漏液或漏气”，但实际上“漏液和漏气”的部位非常特殊巧妙，是在本来就是导体的所述电极内，所以本发明是避开“串格”缺陷的一个成功而巧妙的特例。
[0021]各所述电化学装置相互对齐是用连通器原理保证相邻所述电化学装置的所述电解液的液位相等且水平。在各所述电化学装置水平对齐，才就能使结构基本一致的多个所述电化学装置的所述电解液的量基本相等。
[0022]所述电解液的所述通道的出口设置在所述电解液的标准液面以下的设定深度，保证了在大多数的有液情况下所述电解液互通。所述电解气体的所述通道的出口设置在所述电解液的标准液面以上的设定高度而互通。所述电解液或电解气体就实现了密度、组份或液面、压力的自动交流均衡。[0023]所述通道内部的下半部分向一端上斜、向两端下斜或者平直。这三种情形下，一旦有固体杂物进入所述通道，停留的概率较低，容易经轻微的振动后自行滑出或者被所述电解液、电解气体的震荡沟通冲刷出来，在所述电化学装置完全水平以及一定角度的倾斜时，都不会形成在所述通道的聚集堵塞；除非向两侧下斜并且所述电化学装置倒置的情况，才会有杂物聚集的可能，但所述电化学装置即使是电池，其倒置的情况也并不多见，偶尔有倒置后，也会在使用时回正的；等同替代这三种的其他形状也是可以的。但是请注意在所述电解液的所述通道的下部最高点以下，所述电解液已不能进行完全良好的沟通，所以所述通道的斜度不可太大；如果考虑所述电解液有漂浮物的情况，优选加工成平直形较好。所述电解液体的所述通道内部的下半部分的任何部位至少低于一个端口的上沿，避免了所述通道内的所述电解液被封进的气柱隔离，以保证所述电解液不间断地自由互通和扩散，以实现组份、浓度、密度等的长期自动均衡。至于所述电解液的所述通道的截面积可根据所需流通量来设置。
[0024]所述通道上设置有管路、隔离器、泵或过滤器，所述隔离器是阀门或气泡发生器。两个分置较远的所述电化学装置可通过所述管路、阀门连接，需要互通时所述阀门打开，而在所述管路偶尔拆下时所述阀门可关闭，以防止所述电解液或电解气体泄露。而设置所述泵或过滤器是为了在用于大体量的所述电池或电解、电镀、电铸、电泳装置时，所述泵可以驱动所述电解液形成大流量循环，所述过滤器用于过滤杂质。所述隔离器是气泡发生器时，可在所述电解液导电性较强的场合，间断所述电解液，增大电阻率，避免一些负面的导电副反应。
[0025]部分所述电化学装置上还外接有物质补充装置，所述物质补充装置是补充所述电化学装置长期运行后所需要额外附加的液体或固体的装置，比如自动补水装置，而不是燃料电池和液流电池的化学能物质的循环加载装置。本发明可使原来的“每个所述电化学装置都有自己的一个物质补充装置”的方式降低很多成本，因为多个所述电化学装置形成了连通器可共用一个所述物质补充装置，单点补充就可扇出2-3个或更多的所述电化学装置。
[0026]所述电池或者其组成的电池包是富液铅酸电池时,所述电极反应物是正极板、负极板，所述电极连接体是汇流排，这指的是重点用于富液铅酸电池的情况。各所述电化学装置之间还设置有所述电解物质连接的通道；所述通道的两侧出口固定设置在各所述电化学装置间相互做电气连接的所述电极上；所述电解物质经由所述通道交流均衡。从原理上讲所述通道的两侧出口也可设置在所述正极板、负极板上，但是因所述汇流排体积和厚度更大，所以一般设置在所述汇流排上较合理，且不直接影响极板的反应。
[0027]不管所述电池串联还是并联，连接着的所述汇流排内几乎总是等电位的。所述电解液的所述通道设置在所述汇流排的内腔，所述电解液在其内的大部分空间上等电位，不会有过多的电化反应，只是在所述通道的两端出口附近存在较小区域的小电位差，稍有一些电化腐蚀但并不剧烈，并且主要针对所述汇流排反应，其有轻微的损耗和副反应也是值得的；所述电解液的电阻值远大于所述汇流排的电阻值，电阻率要大百万倍甚至更多，所以充放电时主要是所述汇流排的固体内流过大电流，所述通道内的所述电解液内是几乎没有电流通过的。
[0028]另外即使用户很少维护加水，所述电解液的液位下降到标准液面以下干涸时，由于所述电解液在干涸前大部分时间是互通的，所以干涸是在各所述电池内同时慢慢出现的，其都干涸的情况比现有技术中单个的所述电池独自严重干涸的时间要晚很多，程度也降低若干倍；各所述电池都干涸的程度和过程得以基本一致，再次加水维护后，其一致性还是很好的，这总比个别所述电池提前不一致的严重干涸损坏，继而提前报废或整组报废要好得多，所述电池的有效利用率得以长期地成倍提高。
[0029]在所述电解气体互通后，所述电解气体可以经由其所述通道冲出所在的单个所述电池而去与其他所述电池的所述电解液复合，复合效率大大提升，失水量必然更少；所述电解气体的流动是很快的，即使某一所述电池由于电化学副反应生成了较多的所述电解气体，也能够在第一时间将压力泄放到相互连接的其他所述电池内，由此所述电解气体释放到外部的机会和频率也大大降低,整体的失水会成倍减少。此外,所述电解气体在某些情况下有可能结露成少量液体而浸润所述电解气体的通道内壁，形成轻微腐蚀，不过同时也有一点好处是，这有利于所述电解气体在其上复合。设置所述电解气体的所述通道还有一个巧妙作用在于平衡两个所述电池内的气压后，才能使所述电解液交互流动的阻力更小，只有等气压所述电池间的电解液才能等液面；如果没有所述电解气体的所述通道，两个所述电池间仅有一个所述电解液的通道相通的话，会造成“越是失水越多、温度越高、气压越大的所述电池内的所述电解液越是被所述电解气体挤出该所述电池”的现象，而更加速形成单个所述电池的失水硫化恶性循环；如果没有所述电解气体的所述通道，即使所述电池的组合体倾斜成一定角度，由于所述电池之间没有通气且各自密闭，所述电解液也很难在所述电池之间流动。
[0030]在极端情况下所述电池的连接组合体倒置或者以大至90度的角度倾倒时，所述电解气体的所述通道实际上也会连接所述电解液而造成所述电解液互通，但是所述电解液仍然是在所述电极的保护范围内，所以也不会形成所述电池间的短路，最多也只是可能形成因浓差或金属组份差异造成的所述通道的轻微腐蚀，在设计时只要稍增加一点所述电极相互连接处的材料就能够补偿。这种极为罕见的倒置即使偶尔发生也是没有任何安全隐患的，短时间的“用前倒一倒”反而有利于所述电解液充分地进行“密度的大均衡”;在要求很高的场合，也可通过加长所述电解气体的所述通道来避免这一“大流通”形成的所述电解液严重不均，加长用塑料管路的成本极低。
[0031]部分的所述电池的壳体上设置有安全阀，也就是说不必像现有技术那样每个所述电池都必备各自的所述安全阀，少部分所述电池设置有所述安全阀就足够了。显而易见，由于各所述电池已经做到了所述电解物质的连通，一个所述电池在需要时可以通过相邻的所述电池的安全阀卸压。而现有技术中，每个所述电池的各自独立的所述安全阀是都不能出问题的，任何一个所述安全阀堵塞或漏气势必都可能会出现大故障。本发明中的所述安全阀以很少的数量做到了共用，而所述通道的连通性是绝对可以保证的，所以即使整组有多个所述安全阀堵塞，只要有一个正常就仍会起作用，堵塞造成事故的可能性就是零。从可靠性上讲，本发明所述安全阀较少时都状态良好的概率比所述安全阀较多时都状态良好的概率大很多；比如I个所述安全阀维护良好的概率理论上如果是99.99%，采用原来现有技术I组12个所述电池必须有12个阀，都良好的概率是99.99%的12次方即99.88% ;而采用本发明的方法，可以只设3个所述安全阀，都良好的概率是99.99%的3次方即99.97%，故障率由0.12%降为0.03%，事故率降低3 / 4，所以电池厂事故赔偿造成的费用是可降低3 / 4，仅此一项也可以节约数以万计的费用。
[0032]所述电池之间已经互通，原上部空腔可减小体积，所述电池也就可以缩小；所述电池在车内相对较容易布置；对所述电池和车辆减重降本都有利。
[0033]而当一个所述安全阀出现泄漏时，也会失水，但是是多个所述电池共同失水，也就是离出问题的所述安全阀较近的几个所述电池先共担，随着时间的推移最后由所有全部的所述电池来共担，这总比个别所述电池独自严重失水要好得多，绝不会出现离单个所述电池的所述电解液大量减少而出现很大差异的情况，所以单个所述电池几乎不出现大损伤，这样即使最后整组轻微损伤也很小并且较一致。而现有技术中存在一种“单个电池失水-硫化-再失水”的恶性循环，也就是说，如果单个电池失水了，硫酸浓度会变大，内电阻也变大，也就更易发热，继而更易失水，失水后，反而更加容易硫化，这种不可逆的硫酸盐化是电池寿命骤减的主因，所以单个电池的恶性循环的结果是损伤加倍的；区别于此恶性循环，单个所述电池损伤后，与所述电池包内其他所述电池又形成严重的不一致，由此又产生了一个所述电池包及成组后的“坏电池拉坏好电池”的恶性循环，又造成了损伤加倍；这些损伤在电池使用初期较小，但是在后期是越来越严重，损伤速度逐步陡增，是业内的一大难题。而所有的失水都与小小的唯一出口即所述安全阀有关，本发明看似简单却巧妙的连通和少设置安全阀，的确丰富地产生了各种功能，奥妙之处正在于确实起到了 “失水连通共担，以良性的均衡循环减弱压低恶性循环”的作用。此外少阀少失水也不易泛酸出味。
[0034]每个都独立的单体型所述电池或者位于各自的所述电池包的两个所述电池分离设置且需要连接时，所述管路可长可短，这由所述电池之间的相对位置决定。实际多是所述电池包之间需要连接的情况，这时所述通道的两侧出口可以设置在两个不同所述电池包的所述电极的极柱的下半部分或者是各自的所述汇流排上；所述管路的材质可以是塑料，尤其是在使用透明塑料管路时，用户很容易由此观察到所述通道内是否有液，而不必去打开所述安全阀去观察内部的黑暗空间，所以判断是否需要补液非常加直观迅速，一目了然，用户只要稍加留意就知道是否需要加水维护，更易做到所述电池长期不干涸，这是本发明的一点额外收获，极为方便。装置虽小，但却从人机工程学上大大提高了所述富液铅酸电池的维护及时性，切实充分提高了所述富液铅酸电池的用户使用寿命，益处是很大的。
[0035]而就更具体的运行过程来说，当各所述电池水平对齐后再整体倾斜时，所述电解液先互通，而随着倾斜角度加大到一定程度，所述电解液断开；之后各所述电化学装置再恢复水平时，所述电解液又连通。所以本发明的所述电解液的所述通道具有“自连通自断开”功能，非常适用于所述电池用于车辆、船只等设备上倾斜、颠簸以及所述电池运输时需要均衡的情况。
[0036]所述电池用于车辆时，所述电池包内的所述通道沿所述车辆的前后方向布置。在实际的所述车辆上，无疑其前后方向与左右方向相比，行驶里程更长、统计起来平均倾斜摆动角度更大、摆动机会更多、加减速和颠簸更多，这正是为什么让所述电池包内的所述通道前后布置的最主要原因。
[0037]首先，巧妙的是在假如所述车辆运行或静止于不平的上、下坡处，所述电池包或其组合体会整体地倾斜，所述电解液所述通道的两侧出口处的液面会形成高度差，所述电解液会自动地在两所述电池间流动混合，路况越频繁改变，这种所述电解液交流的机会和量越多，所述电解液足以在很大程度上来回在所述电池间形成频繁对流，对于其密度、组份等的均衡是最有好处的；但是在倾斜更严重液面高度差更大时，所述通道的两侧出口有一侧会高出该侧的液面，所述电解液会自动停止在两个所述电池之间流动，从而避免了所述电解液过多地从倾斜到高处的所述电池串流到低处的所述电池内，肯定不会在个别所述电池内过量聚集造成较大不平衡以及所述极板外露的情况，防止了放电期间的严重不一致。待所述车辆和所述电池恢复水平后，其自然的扩散均衡仍旧起作用，从统计意义上讲“水平”的概率是最大的，不过“倾斜”时的所述电解液的交流沟通量更大。
[0038]其次，所述电池相连接而组成所述电池包，用户使用多个所述电池包时可能会分开一段距离安装。分处于两个所述电池包的两个所述电池距离较近时才方便所述电解液沟通；一旦距离过远所述管路会很长，这时哪怕所述车辆稍倾斜一点角度，所述电解液通道的一侧端口就会升高很多，所述电解液流出一些后，该侧所述通道的端口就会暴露，所述电解液就不再连通，这一点在应用时要注意，比如用于电动轿车时，所述电池分两组在所述车辆前部和后部布置时就是这样。中间所述管路很长时，所述电解液的粘滞阻力更大，沟通效果会变差。即使在所述车辆水平时，其自然扩散均衡的效果也不好，且所述管路内占用的所述电解液也较多，也有更多所述电解液泄露的危险机会，故而可以不做前后两组间所述电解物质的连通，如果必须连通，建议使用所述泵进行间断的循环并保护好所述管路。
[0039]再者，所述车辆水平加速时，就每个所述电池来说，由于惯性所述电解液都会向加速度的反方向涌起同样的高度，涌起过程中所述通道内的所述电解液形成瞬间流动，之后所述电解液的所述通道的两侧出口中，一个会处于一个所述电池的高位端电解液中，另一个处于所述电池的低位端的所述电解液或者所述电解气体中，而形成液面差，但只要加速度不变，所述通道内的所述电解液是不能继续流动的；当加速度变化时所述电解液才会有正向或反向流动，此时所述电池之间的所述电解液可实现交流沟通。所述车辆水平减速时，情况同理，这两种情形是很常见的，其沟通量较大。
[0040]有一个情形值得提前注意，依据各国交规的不同，所述车辆往往是在道路的一侧行驶最多的。而路面在施工时，出于排水等的需要，路边的一侧往往较低，所以车辆大部分时候是向路边一侧稍倾斜的，也正因为如此，所述车辆上的所述电池的所述通道同样最好不要沿所述车辆的左右方向设置，否则会造成所述电解液在各所述电池间一定程度的右侧较多。避免此问题有三个方法，一是不要再在所述电池包间进行所述管路的连接，这样仅仅一个所述电池包内所述电解液的分配不均并不严重，避免了多个所述电池包之间所述电解液分配严重不均的情况；二是所述电池包内的通道尽量前后布置，所述电池包之间不要左右连接，只保证大多数的所述电池前后连通就可以了，这一方法还是很有用的，因为有的较大型的车辆装载所述电池包可能要横竖排布多行多列，在行或列的转弯处可以不连接，只让所述电池包内部的所述通道前后布置即可；三是如果所述电池包内和之间需要全部连接，包括在所述电池包行或列的转弯处也连接，就需要提前在所述车辆的设计生产阶段，预先将所述车辆的路边侧的所述电池调高一些，在符合公路一侧低沉标准角度的斜面上检测，左右布置的所述电池应该全部水平。在这种全连接的情况下，在所述电池包行或列的转弯处虽然所述电池包内的所述通道前后布置，但其在所述车辆左右摇摆时也起强烈作用，因为所述通道在此处也转弯，既有前后布置段也有左右布置段，其中左右布置段起到了在行列间平衡所述电解液的很大作用，这时所述车辆的左右水平比较重要，但是由于所述电解液的通道有严重倾斜时“自断开”的功能，也是能起到一定的限定作用的。的确这三种方案是现有技术的电池基本不需要的，而在使用本发明时却可能需要，但其几乎是不增加成本的，只是设计时稍加注意即可，相对于本发明的那些巨大有益效果来说也是很值得的。而这一路面倾斜的情形和解决方法对于城市路况较必要，对于乡村土路并不完全适用，可视路况定设计，也可不予考虑。
[0041]另外，所述车辆长期在同一地点的斜地面上充电的情况对电池不是很好，但是只要地面不要太平整即可，轮胎气压的不同变化、地面的凹坑以及停靠方位的多次改变会多次自动平均地调整这一情况，多次平均的结果还是使各所述电池的一致性趋同的。在这一情况下，其实本发明还是优于现有技术的，因为现有技术中所述电池的所述电解液高度、浓度等是长期孤立地不平衡的，而本发明是用多次各种情况的不均衡来反复自动平衡的，这就好比“集体中每个人轮流吃饱总比固定的几人长期吃得过饱而另外几人长期挨饿”要更均衡一些，本发明从长期效果上还是很好地避免了 “饱汉不知饿汉饥”的情况，过程和结果统计起来也是很均衡的。
[0042]深层次地讲，即使本发明应用时两个所述电池的所述电解液高度稍有差异，但密度差却很小，这样形成的所谓“不均衡幅度”肯定也比现有技术“既有高度差，又肯定有密度差”的“不均衡程度”大大降低，高度差相比密度差来说，密度差对所述电池工作的影响更大。所述正、负极板之间才是核心反应区，相邻的所述正、负极板间的距离是几毫米，而其上部的1-2厘米处的所述电解液对电化反应贡献很小，远的地方边缘效应可忽略不计。
[0043]所述通道设置在所述电池的左右居中部位，是为了避免在所述车辆既前后又左右倾斜时，所述电解液的所述通道部分工作部分不工作的情况，避免所述电解液在个别所述电池内聚集过量。对于单个所述电池来说，两极穿壁焊的位置一般成对角布置，其内的所述电解液的所述通道如果也对角布置，多个所述电池包内的多个所述通道就有的在单个所述电池的这一侧，有的在那一侧。这样在所述车辆左右倾斜严重和所述电池缺液时，所述电解液的通道有的连通，有的会不连通而置于所述电解气体中，如果所述车辆仅仅是前后或左右中的一种倾斜还好，但是如果前后和左右同时严重倾斜，这样在所述车辆的前后方向上每隔一个所述电池就形成一次所述电解液聚集，人为造成了不平衡，所以还是将所述通道都统一设置在所述电池的左右居中部位为好。当然这种左右和前后同时都严重倾斜的概率实际是很小的，即使出现了，一旦所述车辆恢复到接近水平，这种情况也会瞬间消失；考虑到单个所述电池内正、负所述汇流排最好不要过近，在一些情况下，不把所述通道设置在所述电池的左右居中部位也是可以的。
[0044]所述电池用于车辆时，所述电池连接设置有水平度显示装置。为了尽量避免所述车辆停车时严重倾斜，避免停车后充电、放电、静置时所述电池反而出现一些差异的情况，所述电池设置连接有所述水平度显示装置，用户只要在停车时稍加留意即可，观察到所述水平度显示装置的显示在允许的倾斜范围内时就可以安然泊车充电，这个装置可采用简单的气泡显示装置，成本很低；其中所说的连接也包括通过所述车辆的本体连接，也就是说在所述车辆的仪表处设置一个所述水平度显示装置就可以，非常直观。
[0045]所述电池用于车辆时，所述电池、电池包或电池包的组合体水平悬挂在所述车辆内。这是保持所述电池水平的另一种巧妙方法，用于两种情况，一是燃油车辆起动用的所述电池水平悬挂，且随车辆来回在一定幅度内摆动，但统计起来看还是在水平位置附近等概率均匀摇摆的，所述车辆静止时所述电池也是水平的；二是在小型电动车辆上，如电动的自行车、小型三轮车内，由于所述电池体量不大，所述电池均可悬吊，同理也是动时摇摆，静时水平。其中悬挂还分两种，一种是单个的所述电池包悬挂，一种是多个所述电池包先成组再共同悬挂。悬挂的机械方式还分单点和单轴悬挂。比如对于电动自行车、三轮车来说，由于其停泊时两轮支撑面积小以及任一胎压变化都易导致倾斜，比不得四轮车辆一般停泊在相对更可能平的宽敞地带，所述电池重量不大，所以采用单点悬挂，况且很多电动自行车还存在一种单侧斜撑的泊车方式，所以单点悬挂在这种情形下设置是很必需的；而道路用四轮车辆一般更可能停泊在较平的宽敞地面上，所述电池体量较大，建议采用单横轴悬挂更坚固牢靠。其中单横轴悬挂比单点悬挂的优势在于，在所述车辆转弯时，所述电池不会左右摆动而影响所述车辆的重心左右偏离，稍有利于高速时的转弯安全，而不像单点悬挂那样，在转弯时所述电池甩向所述车辆转弯的外侧，很轻微程度地使所述车辆的重心偏移到转弯的外侧，相对较容易弓I起所述车辆侧翻及转向效果稍差。
[0046]所述电池、电池包或电池包的组合体在摆动方向的外围设置有阻尼，可阻止所述电池、电池包或电池包的组合体撞击车体或者产生过大幅度摆动继而“车辆点头”及产生噪音，也可避免电气接线的大幅度来回折弯而产生疲劳断裂。设置所述阻尼还有利于限定长期摆动引起的悬挂处磨损后所述电池、电池包或电池包的组合体产生的错误倾斜，并且还有利于所述车辆在碰撞时所述电池的安全，比如对于锂离子电池来说越是固定安装反而在碰撞时越加不安全越容易产生着火、爆炸和对人身的伤害事件，越是软的连接，电池出现事故的概率反而越低。
[0047]补充一点，至于所述电池内所述电解液因比重不同而分层的问题，虽然与本发明相关，但不在本发明解决的问题范围内，解决方案也有所不同。
[0048]本发明中的所述电化学装置还可以是电解银装置。但稍有三点不同是:一，所述电极的局部设置有银块，所述通道的两侧出口设置在所述电解银装置间相互做电气连接的所述银块上。所述电解银装置的所述电极连接体较薄，一般是毫米级厚度的银板，所述电解液的通道设置在其内部显然太困难，为此需在银板上端接线处附近预设置一个所述银块，所述电解液的所述通道在其上开口即可，而中间的所述管路可采用与所述电解液不起反应的塑胶管道。二是所述电解银装置一般是敞口的，即使半封闭也是出于统一通风的需要，考虑这一因素后只需取消所述电解气体的通道即可。三是所述电解银装置固定使用，不会倾斜摆动。而从有益效果上看，大大降低了所述电解银装置长期连续运行时，维护各装置所述电解液浓度、组份、液位、温度统一的大量工作量，产出的电解银产品的纯度、密度、孔隙度更容易一致，甚至因为其电化学反应比所述富液铅酸电池反应更简单，其一致性效果会更加
兀夫ο
[0049]综上所述，以富液铅酸电池为例，本发明明显的优点和有益效果是:
[0050]1.一个电池包或多个电池包整组使用时，电池包内各单体的缺水程度很一致且都不严重，具有了电解液及气体的自平衡功能，整组一致性大大提高，从而破解了单体差异形成的组内恶性循环,整组寿命也大大提高。
[0051]2.富液铅酸电池的充放电本质上是对电解液充放“硫酸物质”，虽然“硫酸物质”是过量设计，但这个过量的比例决定了“固体物质”的反应条件，此条件基本一致或动态地“统计”一致后，就只剩下“固体物质”化成前后的先天和后天不一致因素了，其后天性的不一致因采用本技术而得以大部分消除。所以本发明最终使单体间的一致程度在后天得到了最大幅度提高，几乎确保了电池全寿命周期的均衡性，即使损伤也是很一致的轻微损伤。
[0052]3.各单体具有了更好的液位一致性和互利的安全可靠性，所以可设计出更多个单体连接成的电池包总成，从而可稍微提高整体能量和功率密度，节约成本。比如可设计出48V电池包，从而让一台车辆比如电动自行车、摩托车、小型三轮车等只使用一个电池包，这会从根本上改变目前行业内极少生产48V超级电池总成的局面，从而结束电池包之间大量使用接线柱、跨接线、极帽、螺钉、电池盒等附加机构的状况和成本，附加机构重量和短路、断路、腐蚀等诸多故障及在车辆上的安装工时成本都可大大消减。
[0053]4.一个单体在充电产生过多电解的气体时，多个单体可共同吸收，气体复合率成倍提高，由此可成倍降低失水率。一个单体在充电过程中产生过多的电解气体时内压不易激增，开阀泄放的频次成倍减少，水流失率也成倍降低，如果充电参数配合设置得很好的话，甚至可实现早期一年内的免加水，使其与免维护胶体电池能相媲美，真正做到了易维护。本发明电解物质的交流沟通却是胶体类电池不具备的，所以其运行的一致性甚至损伤的轻微性、损伤的一致性、损伤的延后性肯定能大大超越胶体类电池。
[0054]5.电池失水程度成倍降低，在一定程度上减弱了“硫化-失水-再硫化”的恶性循环，由失水造成的硫化和继续失水会大大推迟出现，电池寿命增加很多，充分解决了行业内的这一巨大难题，在很大程度上消除了消费者认为铅酸电池寿命较短的偏见，购买动力持续增强。
[0055]6.各单体维护时，不必再每格都开阀、艰难地观测液位、测量电解液密度、补水或调整电解液；以常用的48V电池系统来说，多个步骤的细节不需要重复24遍，维护工作量很小，只需打开3、4个阀盖测量操作即可，其中在电池包也做互联的情况下，还可以非常直观地确认电池是否缺液严重，极大避免了一直缺液到极板外露的情形，极度损伤几乎不再发生。
[0056]7.富液式电池维护量变小，维护技术更简单，消费者愿意使用；集团用户使用，无需设专人来完成维护，司机自己都能维护好；所以采用本发明再加上其本来就低于免维护电池价格I / 3的优势，将获得成倍推广效益。
[0057]8.维护操作失误的概率成倍降低，即使多个维护动作失误，各单体被维护后仍是趋于一致的。成倍降低了维护难度，消费者易掌握，由此电池损坏不再严重，电池相对可长期地工作在较好状态，电池寿命损伤较小。
[0058]9.电池的安全阀数量虽成倍减少，但其安全性却更高，且易设计、易脱模、少溢酸、少出味，易清理。一个单体的压力升高后，如果一个阀堵死，其他阀仍可卸压，不再造成电池炸裂，几乎完全避免了这类恶性事故。
[0059]10.一个电池包可只设置一两个安全阀，且无论开阀压力是否一致，均能做到失水程度和电解液均衡，起码做到了包内单体的一致性很高。
[0060]11.电池内腔上空量可以降低，由此电池可缩小体积；电池更便于在车内布置和改变尺寸设计，也有利于电池和车辆减重降本。
[0061]12.单体故障率大大降低，因此也就很少因一个单体损坏而造成整个电池包报废，相邻的单体无谓浪费的情况也就不再严重。
[0062]13.由于各单体具有了更好的液位一致性，所以可以减少稀硫酸电解液的设计富余量，再稍微提高电池的能量密度和功率密度，节约成本。[0063]14.可以成倍地简化自动补水装置的设计难度和成本，可以实现一个单体加水，相邻多个单体也可同时连通获得加水，比如自动加水装置可简化和降本很多，真正获得大规模的推广应用，从而也有利于再延长电池寿命。
[0064]15.采用本发明的技术后富液铅酸电池产生的很多功能是胶体电池不具备的，正是利用其“富液”的特点，发挥特长，形成了电解物质的互通性，使其一致性大大超过胶体电池，稍加维护寿命反而更长。
[0065]16.成本低。只需结构的小改动,无需增本甚至节约了化成等工序的很多成本，可减少所述汇流排内的材料转而用于增加所述汇流排在所述通道上方的高度，即使增加材料和少量机加工的成本也是很小的，不影响汇流排的结构寿命；分属不同所述电池包的所述电池连接时，增加的所述管路可以是塑料制品，所述隔离器、管路、阀门直径不大，成本有限；电池加蒸馏水水成本成倍降低；电池安装也很容易，高性价比。
[0066]本发明突破了现有电化装置只做壳体结构和电气连接的巨大偏见，将电解物质经电气连接件的内部连通起来，简单巧妙，有益效果却是一举多得，使得富液铅酸电池应用于电动车辆上的寿命可充分延长6个月到I年，成本几乎不变，效益却增加I / 3-2 / 3。参照所述富液铅酸电池和电解银装置，在其他很多所述电化学装置上应用时，效果也特别巨大。它本质上给参数不一样的电化学装置做了互帮互助的物理调整，通过物理、化学方法的交叉渗透，突破了现有电化装置结构理论，开创了一个全新的电解物质连接技术小分支领域，对于电池、电解、电铸、电镀、电泳行业的改造升级也具有重大现实意义和相应的技术贡献。
【专利附图】
【附图说明】
[0067]图1是本发明基本实施例原理剖面图。图2是通道斜率设置剖面图。图3是带管路、隔离器、泵、过滤器的通道剖面图。图4是电化学装置分离设置并带管路、隔离器、泵、过滤器、物质补充装置的剖面图。
[0068]图5是富液铅酸电池实施例剖面图。图6是电池分离设置实施例剖面图。图7是通道水平和倾斜工作剖面图。图8是车辆电池及通道设置俯视图。图9是电池在车辆上的悬挂及阻尼设置侧面图。
[0069]图10是电解银装置实施例剖面图。
[0070]图1-10中:电化学装置、电解物质、电解液、电解气体、电极、电极连接体、电极反应物、壳体、通道；管路、隔离器、泵、过滤器、物质补充装置；电池、电池包、汇流排、正极板、负极板、安全阀；车辆、水平显示装置、阻尼；电解银装置、银块。
【具体实施方式】
[0071]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做具体的描述:
[0072]图1是本发明基本实施例原理剖面图。基本实施方案是:对于电池或者电解、电镀、电铸、电泳等电化学装置，单个所述电化学装置内包括电极、电解物质和壳体，所述电极包括电极反应物或者再加上与其连接的电极连接体，所述电解物质全部或部分包括电解液和其生成的电解气体，多个所述电化学装置成组运行；各所述电化学装置之间还设置有所述电解物质连接的通道；所述通道的两侧出口固定设置在各所述电化学装置间相互做电气连接的所述电极上；所述电解物质经由所述通道交流均衡。图1只给出了两个“半电化学装置”之间的一对所述电极的连接截面示意图，另外两个异极性的所述电极连接的具体实施情况也是同样的。
[0073]所述通道连通所述电解物质，是为了让相邻的所述电化学装置形成连通器。所述电解液可实现液面平齐和交流互通，这样其界面、密度、组份等各指标几乎每时每刻都自动消除差异而向趋同方向均衡，最后可实现基本一致；所述电解液生成的所述电解气体同理也可经由自己的所述通道对流沟通，其压力、组份得以充分地扩散均衡。
[0074]所述通道的两侧出口设置在所述电化学装置间相互做电气连接的所述电极上，而不设置在其他部位，是为了让所述电极给所述通道作等电位的保护，从而避免所述电解液或所述电解气体的所述通道处凝结形成的液体在连通时形成较严重的放电。
[0075]各所述电化学装置相互对齐是用连通器原理保证相邻所述电化学装置的所述电解液的液位相等且水平。在各所述电化学装置水平对齐，才就能使结构基本一致的多个所述电化学装置的所述电解液的量基本相等。
[0076]所述电解液的所述通道的出口设置在所述电解液的标准液面以下的设定深度，保证了在大多数的有液情况下所述电解液互通。所述电解气体的所述通道的出口设置在所述电解液的标准液面以上的设定高度而互通。所述电解液或电解气体就实现了密度、组份或液面、压力的自动交流均衡。
[0077]图2是通道斜率设置剖面图。所述通道内部的下半部分向一端上斜、向两端下斜或者平直。这三种情形下，一旦有固体杂物进入所述通道，停留的概率较低，容易经轻微的振动后自行滑出或者被所述电解液、电解气体的震荡沟通冲刷出来，在所述电化学装置完全水平以及一定角度的倾斜时，都不会形成在所述通道的聚集堵塞；除非向两侧下斜并且所述电化学装置倒置的情况，才会有杂物聚集的可能，但所述电化学装置即使是电池，其倒置的情况也并不多见，偶尔有倒置后，也会在使用时回正的；等同替代这三种的其他形状也是可以的。但是请注意在所述电解液的所述通道的下部最高点以下，所述电解液已不能进行完全良好的沟通，所以所述通道的斜度不可太大；如果考虑所述电解液有漂浮物的情况，优选加工成平直形较好。所述电解液体的所述通道内部的下半部分的任何部位至少低于一个端口的上沿，避免了所述通道内的所述电解液被封进的气柱隔离，以保证所述电解液不间断地自由互通和扩散，以实现组份、浓度、密度等的长期自动均衡。至于所述电解液的所述通道的截面积可根据所需流通量来设置。
[0078]图3是带管路、隔离器、泵、过滤器的通道剖面图。所述通道上设置有管路、隔离器、泵或过滤器，所述隔离器是阀门或气泡发生器。
[0079]图4是电化学装置分离设置并带管路、隔离器、泵、过滤器、物质补充装置的剖面图。两个分置较远的所述电化学装置可通过所述管路、阀门连接，需要互通时所述阀门打开，而在所述管路偶尔拆下时所述阀门可关闭，以防止所述电解液或电解气体泄露。而设置所述泵或过滤器是为了在用于大体量的所述电池或电解、电镀、电铸、电泳装置时，所述泵可以驱动所述电解液形成大流量循环，所述过滤器用于过滤杂质。所述隔离器是气泡发生器时，可在所述电解液导电性较强的场合，间断所述电解液，增大电阻率，避免一些负面的导电副反应。
[0080]部分所述电化学装置上还外接有物质补充装置，所述物质补充装置是补充所述电化学装置长期运行后所需要额外附加的液体或固体的装置，比如自动补水装置，而不是燃料电池和液流电池的化学能物质的循环加载装置。本发明可使原来的“每个所述电化学装置都有自己的一个物质补充装置”的方式降低很多成本，因为多个所述电化学装置形成了连通器可共用一个所述物质补充装置，单点补充就可扇出2-3个或更多的所述电化学装置。
[0081]图5是富液铅酸电池实施例剖面图。所述电池或者其组成的电池包是富液铅酸电池时，所述电极反应物是正极板、负极板，所述电极连接体是汇流排，这指的是重点用于富液铅酸电池的情况。各所述电化学装置之间还设置有所述电解物质连接的通道；所述通道的两侧出口固定设置在各所述电化学装置间相互做电气连接的所述电极上；所述电解物质经由所述通道交流均衡。从原理上讲所述通道的两侧出口也可设置在所述正极板、负极板上，但是因所述汇流排体积和厚度更大，所以一般设置在所述汇流排上较合理，且不直接影响极板的反应。
[0082]不管所述电池串联还是并联，连接着的所述汇流排内几乎总是等电位的。所述电解液的所述通道设置在所述汇流排的内腔，所述电解液在其内的大部分空间上等电位，不会有过多的电化反应，所述通道内的所述电解液内是几乎没有电流通过的。
[0083]另外即使用户很少维护加水，由于所述电解液在干涸前大部分时间是互通的，所以干涸是在各所述电池内同时慢慢出现的，比现有技术中单个的所述电池独自严重干涸的时间要晚很多，程度也低若干倍；再次加水维护后，其一致性还是很好的。
[0084]在所述电解气体互通后，所述电解气体可以经由其所述通道冲出所在的单个所述电池而去与其他所述电池的所述电解液复合，复合效率大大提升，失水量必然更少；所述电解气体的流动是很快的，即使某一所述电池由于电化学副反应生成了较多的所述电解气体，也能够在第一时间将压力泄放到相互连接的其他所述电池内，由此所述电解气体释放到外部的机会和频率也大大降低,整体的失水会成倍减少。此外,所述电解气体在某些情况下有可能结露成少量液体而浸润所述电解气体的通道内壁，形成轻微腐蚀，不过同时也有一点好处是，这有利于所述电解气体在其上复合。设置所述电解气体的所述通道还有一个巧妙作用在于平衡两个所述电池内的气压后，才能使所述电解液交互流动的阻力更小，只有等气压所述电池间的电解液才能等液面。
[0085]在极端情况下所述电池的连接组合体倒置或者以大至90度的角度倾倒时，所述电解气体的所述通道实际上也会连接所述电解液而造成所述电解液互通，但是所述电解液仍然是在所述电极的保护范围内，所以也不会形成所述电池间的短路，最多也只是可能形成因浓差或金属组份差异造成的所述通道的轻微腐蚀，在设计时只要稍增加一点所述电极相互连接处的材料就能够补偿。这种极为罕见的倒置即使偶尔发生也是没有任何安全隐患的，短时间的“用前倒一倒”反而有利于所述电解液充分地进行“密度的大均衡”;在要求很高的场合，也可通过加长所述电解气体的所述通道来避免这一“大流通”形成的所述电解液严重不均，加长用塑料管路的成本极低。
[0086]此外还需考虑所述电解液的所述通道的长度，因为具体到富液铅酸电池，所述汇流排的长度由所述正、负极板的极群尺寸决定，如果其所述通道的两侧出口设置到所述汇流排的最远边缘，所述通道势必太长。在所述电池缺液等情况下，只要所述电池稍倾斜一个小角度，所述电解液的所述通道会过早地执行“自断开”功能。为避免此情况，可把所述通道缩短，让其出口靠近两个所述电池之间的连接处设置，或者同时设置地再低些，这些措施同时也有利于所述电解液流出所述通道后的扩散和分布。
[0087]部分的所述电池的壳体上设置有安全阀，也就是说不必像现有技术那样每个所述电池都必备各自的所述安全阀，少部分所述电池设置有所述安全阀就足够了。由于各所述电池已经做到了所述电解物质的连通，一个所述电池在需要时可以通过相邻的所述电池的安全阀卸压。而现有技术中，每个所述电池的各自独立的所述安全阀是都不能出问题的，任何一个所述安全阀堵塞或漏气势必都可能会出现大故障。本发明中所述通道的连通性是绝对可以保证的，所以即使整组有多个所述安全阀堵塞，只要有一个正常就仍会起作用，堵塞造成事故的可能性就是零。而当一个所述安全阀出现泄漏时，也会失水，但是是多个所述电池共同失水，也就是离出问题的所述安全阀较近的几个所述电池先共担，随着时间的推移最后由所有全部的所述电池来共担，这总比个别所述电池独自严重失水要好得多，绝不会出现离单个所述电池的所述电解液大量减少而出现很大差异的情况。
[0088]图6是电池分离设置实施例图，每个都独立的单体型所述电池或者位于各自的所述电池包的两个所述电池分离设置且需要连接时，所述管路可长可短，这由所述电池之间的相对位置决定。实际多是所述电池包之间需要连接的情况，这时所述通道的两侧出口可以设置在两个不同所述电池包的所述电极的极柱的下半部分或者是各自的所述汇流排上；所述管路的材质可以是塑料，尤其是在使用透明塑料管路时，用户很容易观察到所述通道内是否有液，而不必去打开所述安全阀去观察内部的黑暗空间，所以判断是否需要补液非常加直观迅速，一目了然，用户只要稍加留意就知道是否需要加水维护，更易做到所述电池长期不干涸。
[0089]图7是通道水平和倾斜工作剖面图。而就更具体的运行过程来说，当各所述电池水平对齐后再整体倾斜时，所述电解液先互通，而随着倾斜角度加大到一定程度，所述电解液断开；之后各所述电化学装置再恢复水平时，所述电解液又连通。所以本发明所述电解液的所述通道具有“自连通自断开”功能，非常适用于所述电池用于车辆、船只等设备上倾斜、颠簸以及所述电池运输时需要均衡的情况。
[0090]图8是车辆电池及通道设置俯视图。所述电池用于车辆时，所述电池包内的所述通道沿所述车辆的前后方向布置。在实际的所述车辆上，无疑其前后方向与左右方向相比，行驶里程更长、统计起来平均倾斜摆动角度更大、摆动机会更多、加减速和颠簸更多，这正是让所述电池包内所述通道前后布置的主要原因。
[0091]首先，巧妙的是在假如所述车辆运行或静止于不平的上、下坡处，所述电池包或其组合体会整体地倾斜，所述电解液所述通道的两侧出口处的液面会形成高度差，所述电解液会自动地在两所述电池间流动混合，路况越频繁改变，这种所述电解液交流的机会和量越多，所述电解液足以在很大程度上来回在所述电池间形成频繁对流，对于其密度、组份等的均衡是最有好处的；但是在倾斜更严重液面高度差更大时，所述通道的两侧出口有一侧会高出该侧的液面，所述电解液会自动停止在两个所述电池之间流动，从而避免了所述电解液过多地从倾斜到高处的所述电池串流到低处的所述电池内，肯定不会在个别所述电池内过量聚集造成较大不平衡以及所述极板外露的情况，防止了放电期间的严重不一致。待所述车辆和所述电池恢复水平后，其自然的扩散均衡仍旧起作用。
[0092]其次，所述电池相连接而组成所述电池包，用户使用多个所述电池包时可能会分开一段距离安装。分处于两个所述电池包的两个所述电池距离较近时才方便所述电解液沟通；一旦距离过远所述管路会很长，这时哪怕所述车辆稍倾斜一点角度，所述电解液通道的一侧端口就会升高很多，所述电解液流出一些后，该侧所述通道的端口就会暴露，所述电解液就不再连通，这一点在应用时要注意，比如用于电动轿车时，所述电池分两组在所述车辆前部和后部布置时就是这样。中间所述管路很长时，所述电解液的粘滞阻力更大，沟通效果会变差。即使在所述车辆水平时，其自然扩散均衡的效果也不好，且所述管路内占用的所述电解液也较多，也有更多所述电解液泄露的危险机会，故而可以不做前后两组间所述电解物质的连通，如果必须连通，建议使用所述泵进行间断的循环并保护好所述管路。
[0093]再者，所述车辆水平加速时，就每个所述电池来说，由于惯性所述电解液都会向加速度的反方向涌起同样的高度，涌起过程中所述通道内的所述电解液形成瞬间流动，之后所述电解液的所述通道的两侧出口中，一个会处于一个所述电池的高位端电解液中，另一个处于所述电池的低位端的所述电解液或者所述电解气体中，而形成液面差，但只要加速度不变，所述通道内的所述电解液是不能继续流动的；当加速度变化时所述电解液才会有正向或反向流动，此时所述电池之间的所述电解液可实现交流沟通。
[0094]有一个情形值得提前注意，依据各国交规的不同，所述车辆往往是在道路的一侧行驶最多的。而路面在施工时，出于排水等的需要，路边的一侧往往较低，所以车辆大部分时候是向路边一侧稍倾斜的，也正因为如此，所述车辆上的所述电池的所述通道同样最好不要沿所述车辆的左右方向设置，否则会造成所述电解液在各所述电池间一定程度的右侧较多。避免此问题有三个方法，一是不要再在所述电池包间进行所述管路的连接，这样仅仅一个所述电池包内所述电解液的分配不均并不严重，避免了多个所述电池包之间所述电解液分配严重不均的情况；二是所述电池包内的通道尽量前后布置，所述电池包之间不要左右连接，只保证大多数的所述电池前后连通就可以了，这一方法还是很有用的，因为有的较大型的车辆装载所述电池包可能要横竖排布多行多列，在行或列的转弯处可以不连接，只让所述电池包内部的所述通道前后布置即可；三是如果所述电池包内和之间需要全部连接，包括在所述电池包行或列的转弯处也连接，就需要提前在所述车辆的设计生产阶段，预先将所述车辆的路边侧的所述电池调高一些，在符合公路一侧低沉标准角度的斜面上检测，左右布置的所述电池应该全部水平。在这种全连接的情况下，在所述电池包行或列的转弯处虽然所述电池包内的所述通道前后布置，但其在所述车辆左右摇摆时也起强烈作用，因为所述通道在此处也转弯，既有前后布置段也有左右布置段，其中左右布置段起到了在行列间平衡所述电解液的很大作用。
[0095]另外，所述车辆长期在同一地点的斜地面上充电的情况对电池不是很好，但是只要地面不要太平整即可，轮胎气压的不同变化、地面的凹坑以及停靠方位的多次改变会多次自动平均地调整这一情况，多次平均的结果还是使各所述电池的一致性趋同的。
[0096]所述通道设置在所述电池的左右居中部位，是为了避免在所述车辆既前后又左右倾斜时，所述电解液的所述通道部分工作部分不工作的情况，避免所述电解液在个别所述电池内聚集过量。对于单个所述电池来说，两极穿壁焊的位置一般成对角布置，其内的所述电解液的所述通道如果也对角布置，多个所述电池包内的多个所述通道就有的在单个所述电池的这一侧，有的在那一侧。这样在所述车辆左右倾斜严重和所述电池缺液时，所述电解液的通道有的连通，有的会不连通而置于所述电解气体中，如果所述车辆仅仅是前后或左右中的一种倾斜还好，但是如果前后和左右同时严重倾斜，这样在所述车辆的前后方向上每隔一个所述电池就形成一次所述电解液聚集，人为造成了不平衡，所以还是将所述通道都统一设置在所述电池的左右居中部位为好。
[0097]所述电池用于车辆时，所述电池连接设置有水平度显示装置。为了避免所述车辆停车时严重倾斜，所述电池设置连接有所述水平度显示装置，用户只要在停车时稍加留意即可，可采用简单的气泡显示装置，成本很低。
[0098]图9是电池在车辆上的悬挂及阻尼设置侧面图。所述电池用于车辆时，所述电池、电池包或电池包的组合体水平悬挂在所述车辆内。这是保持所述电池水平的另一种巧妙方法，用于两种情况，一是燃油车辆起动用的所述电池水平悬挂，且随车辆来回在一定幅度内摆动，但统计起来看还是在水平位置附近等概率均匀摇摆的，所述车辆静止时所述电池也是水平的；二是在小型电动车辆上，如电动的自行车、小型三轮车内，由于所述电池体量不大，所述电池均可悬吊，同理也是动时摇摆，静时水平。其中悬挂还分两种，一种是单个的所述电池包悬挂，一种是多个所述电池包先成组再共同悬挂。悬挂的机械方式还分单点和单轴悬挂。比如对于电动自行车、三轮车来说，由于其停泊时两轮支撑面积小而易倾斜，比不得四轮车辆一般停泊在相对更可能平的宽敞地带，所述电池重量不大，所以采用单点悬挂，况且很多电动自行车还存在一种单侧斜撑的泊车方式，所以单点悬挂在这种情形下设置是很必需的；而道路用四轮车辆一般更可能停泊在较平的宽敞地面上，所述电池体量较大，建议采用单横轴悬挂更坚固牢靠。
[0099]归纳起来讲，用于富液铅酸电池时，其巨大效益远大于小缺陷，改动很少；而与用于所述车辆的情况类似，根据等同替代原则，本发明也可广泛用于各种舰船等，专业技术人员可参照所述车辆的情况进行推广实施。
[0100]图10是电解银装置实施例剖面图。本发明中的所述电化学装置还可以是电解银装置，是例证本发明也适用于其他所述电化学装置，原理相同，一般技术人员不经创造性思考都可推广应用。但稍有三点不同是:一，所述电极的局部设置有银块，所述通道的两侧出口设置在所述电解银装置间相互做电气连接的所述银块上。所述电解银装置的所述电极连接体较薄，一般是毫米级厚度的银板，所述电解液的通道设置在其内部显然太困难，为此需在银板上端接线处附近预设置一个所述银块，所述电解液的所述通道在其上开口即可，而中间的所述管路可采用与所述电解液不起反应的塑胶管道。二是所述电解银装置一般是敞口的，即使半封闭也是出于统一通风的需要，考虑这一因素后只需取消所述电解气体的通道即可。三是所述电解银装置固定使用，不会倾斜摆动。
[0101]同理，电解铜、电铸镍、电镀铬、车身电泳等的实施例还可以很多，电化学领域的普通技术人员不经创新性思考都可借鉴实施。本发明简单巧妙，生产实施并不复杂，成本很低，有益效果却是一举多得并且十分巨大。
【权利要求】
1.一种电化学装置连接方法，电化学装置是电池或者电解、电镀、电铸、电泳的单体装置，单个所述电化学装置内包括电极、电解物质和壳体，所述电极包括电极反应物或者再加上与其连接的电极连接体，所述电解物质全部或部分包括电解液和其生成的电解气体，多个所述电化学装置成组运行，其特征在于，各所述电化学装置之间还设置有所述电解物质连接的通道；所述通道的两侧出口固定设置在各所述电化学装置间相互做电气连接的所述电极上；所述电解物质经由所述通道交流均衡。
2.根据权利要求1所述的电化学装置连接方法，其特征在于，各所述电化学装置相互对齐。
3.根据权利要求2所述的电化学装置连接方法，其特征在于，所述电解液的所述通道的出口设置在所述电解液的标准液面以下的设定深度。
4.根据权利要求2所述的电化学装置连接方法，其特征在于，所述电解气体的所述通道的出口设置在所述电解液的标准液面以上的设定高度。
5.根据权利要求2所述的电化学装置的连接方法，其特征在于所述通道内部的下半部分向一端上斜、向两端下斜或者平直。
6.根据权利要求2所述的电化学装置的连接方法，其特征在于，所述电解液体的所述通道内部的下半部分的任何部位至少低于一个端口的上沿。
7.根据权利要求1所述的电化学装置连接方法，其特征在于，所述通道上设置有管路、隔离器、泵或过滤器，所述隔离器是阀门或气泡发生器。
8.根据权利要求1所述的电化学装置连接方法，其特征在于，部分所述电化学装置上外接有物质补充装置，所述物质补充装置是补充所述电化学装置长期运行后所需要额外附加的液体或固体的装置。
9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的电化学装置的连接方法，其特征在于，所述电池或者其组成的电池包是富液铅酸电池时,所述电极反应物是正极板、负极板，所述电极连接体是汇流排。
10.根据权利要求9所述的电化学装置连接方法，其特征在于，部分的所述电池的壳体上设置有安全阀。
11.根据权利要求9所述的电化学装置连接方法，其特征在于，所述电池用于车辆时，所述电池包内的所述通道沿所述车辆的前后方向布置。
12.根据权利要求11所述的电化学装置连接方法，其特征在于，所述通道设置在所述电池的左右居中部位。
13.根据权利要求9所述的电化学装置连接方法，其特征在于，所述电池用于车辆时，所述电池连接设置有水平度显示装置。
14.根据权利要求9所述的电化学装置连接方法，其特征在于，所述电池用于车辆时，所述电池、电池包或电池包的组合体水平悬挂在所述车辆内。
15.根据权利要求14所述的电化学装置连接方法，其特征在于，所述电池、电池包或电池包的组合体在摆动方向的外围设置有阻尼。
16.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的电化学装置连接方法，其特征在于，所述电化学装置是电解银装置。
17.根据权利要求16所述的电化学装置连接方法，其特征在于，所述电极的局部设置有银块；所述通道的两侧出口设置 在所述电解银装置间相互做电气连接的所述银块上。
【文档编号】H01M2/38GK103904289SQ201410001456
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日
【发明者】崔玲 申请人:崔玲