一种氧复合可控型铅酸蓄电池极群的制作方法

专利名称:一种氧复合可控型铅酸蓄电池极群的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种氧复合可控型铅酸蓄电池极群，包括正极板、负极板和设置于正、负极板之间的隔板，所述隔板为由里层AGM隔板、外层AGM隔板和中间的PE隔板组成复合结构。本实用新型铅酸蓄电池极群，通过将正、负极板间的隔板设计为里层AGM隔板、外层AGM隔板和中间的PE隔板三层复合结构，保证了电池循环使用过程期间极群的装配压力和均匀的氧复合效率，从而提高了AGM电池的使用寿命。
【专利说明】
一种氧复合可控型铅酸蓄电池极群
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种铅酸蓄电池极群，特别是涉及一种氧复合可控型铅酸蓄电池极群。
【背景技术】
[0002]密封阀控式铅酸蓄电池，在70% SoC(荷电状态)下继续充电，正极板会产生水分解的副反应，O2会析出，同时产生H+，02和H+通过气体通道和液体通道扩散至负极板，到达负极板后，O2发生还原反应，与H+反应生成水，生成的水通过隔板扩散至正极板，这样正极板电解的水得以恢复，整个过程即为封闭的氧循环(COC)，封闭的COC明显降低了电池在充电和过充电期间的水损耗，使其无需维护。采用吸附式玻璃纤维(AGM)隔板可以满足这种设计的需求。
[0003]AGM隔板电池，电解液是吸附在隔板中，不能够流动，此外隔板还能为氧气扩散提供相对大的气体传输孔，促进COC的运行。但AGM材料存储电解液后，其湿态的压力约为干态压力的40%?60%，加上电池循环过程中活性物质不断的收缩与膨胀，AGM材料不断的压缩回弹，造成极群装配压力急剧下降，当极群压力低时，极板/AGM隔板界面聚积的气体体积增加，在重力作用下O2会离开极群，电池失水，同时正极活性材料更易膨胀，最终导致经过孔隙结构的导电率衰减，越来越少的物质能够进行放电，进而容量下降。
[0004]电池充电后期，正极板析出的O2气泡进入隔板，气泡水平移动，尝试增加隔板中的气体通道，但AGM隔板是一个非均匀的结构，表面纤维密度不均匀，气泡会在密度较低(松散结构)的部位聚积，移向气体压力最小的负极板，连续的通道形成之后，通道内氧气的移动速度得以加快，负板的海绵状铅极容易吸收氧气，同时放出大量的热，因此不均匀的氧气传输通道，造成负极板局部失效，进而容量下降。
[0005]综上所述，如何保证好电池循环使用过程期间极群的装配压力及均匀的氧复合效率，才能保证AGM电池的使用寿命，满足市场的需求。
【实用新型内容】
[0006]针对现有技术电池在循环使用过程中极群装配压力不断降低及氧复合不均匀问题，本实用新型提供一种氧复合可控型铅酸蓄电池极群。
[0007]—种铅酸蓄电池极群，包括正极板、负极板和设置于正、负极板之间的隔板，所述隔板为复合结构，包括里层AGM隔板、外层AGM隔板和中间的PE隔板三层结构。
[0008]位于极群两侧的极板为负极板，在两负极板之间正、负极板交替排列。总的负极板数量比正极板数量多I片。
[0009]所述正、负极板带有极耳，正、负极板的极耳上分别连接有正、负汇流排，正、负汇流排上分别设有正、负极柱。
[0010]所述PE隔板为PE材质，厚度为0.12?0.20mm，孔率为60%?80 %，孔径为I?1ym，孔均匀分布。PE隔板要求在10kPa条件下来回压缩500次，回弹率为90%?95%。隔板中增加PE层，能够减缓极群在充放电过程中装配压力急剧下降，避免气体在极板/AGM隔板界面的聚积，进而减少电池的失水，延长电池的使用寿命。
[0011 ]所述里层AGM隔板和外层AGM隔板材料均为玻璃纤维。
[0012]所述里层AGM隔板靠近正极板，外层AGM隔板靠近负极板。
[0013]所述外层AGM隔板厚度至少比里层AGM隔板厚度薄0.10?0.15mm。外层AGM隔板厚度为0.40?0.50mm，里层AGM隔板厚度为0.50?0.65mm。
[0014]每两片隔板的底部相连形成U形结构，正极板包覆在U形结构内。除极群两侧负极板外，其余负极板设于两U形结构间。
[0015]本实用新型铅酸蓄电池极群通过将正、负极板间的隔板设计为里层AGM隔板、外层AGM隔板和中间的PE隔板三层复合结构，保证了电池循环使用过程期间极群的装配压力和均匀的氧复合效率，从而提高了 AGM电池的使用寿命。
【附图说明】

[0016]图1为本实用新型铅酸蓄电池极群结构示意图；
[0017]图2为本实用新型铅酸蓄电池极群结构包片方式示意图；
[0018]图3为本实用新型铅酸蓄电池极群结构中PE隔板微孔分布示意图。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，一种铅酸蓄电池极群，包括带有极耳的负极板I和正极板2，极群两侧为负极板1，两负极板之间正、负极板交替排列，负极板共8片，正极板共7片。负极板I的极耳上连接有负汇流排5，负汇流排5上设有负极柱;正极板2的极耳上连接有正汇流排4，正汇流排4上设有正极柱。每片负极板I和正极板2有一片隔板3将两者隔开。每两片隔板3的底部相连形成U形结构，正极板2包覆在U形结构内，除极群两侧负极板外，其余负极板设于两U形结构间。
[0020]如图2所示，隔板3为复合结构，包括里层AGM隔板33、外层AGM隔板31和中间的PE隔板32三层结构。其中里层AGM隔板33靠近正极板2，外层AGM隔板31靠近负极板I。里层AGM隔板33和外层AGM隔板31材料均为玻璃纤维。外层AGM隔板31厚度为0.43mm，里层AGM隔板33厚度为0.55mm ο
[0021]如图3所示，PE隔板32为PE材质，厚度为0.16mm，孔率为70%，孔径为5μπι，孔均匀分布。所用PE隔板经检测在10kPa条件下来回压缩500次，回弹率为90%?95% IE隔板32的使用，减缓了极群在充放电过程中装配压力急剧下降，避免了气体在正极板2与里层AGM隔板33界面、外层AGM隔板33与负极板I界面的聚积，进而减少电池的失水，延长电池的使用寿命O
[0022]在70%SoC荷电状态下，氧气在充满电解液的正极活性物质微孔中形成微小气泡，然后微小气泡合并成离散气泡，析出的氧气气泡穿过里层AGM隔板33到达PE隔板32，PE隔板32均匀分布的孔促使气体缓慢到达外层AGM隔板31，不会出现因为AGM材质的不均匀，使得某条气体通道氧气快速移动，而某条气体通道阻碍。此外PE隔板32孔径比AGM隔板孔径要小(AGM材料最大孔径为20μπι)，这样为先后到达PE隔板32的气泡争取时间，在部分气泡缓慢穿过PE隔板32的过程中，气泡也沿着隔板表面移动，均匀分布在PE隔板32的表面，气泡穿过PE隔板32后遇到外层AGM隔板31，外层AGM隔板31的厚度要比里层AGM隔板33薄，因此均匀穿过PE隔板32的气泡能够迅速穿过外层AGM隔板31并且到达负极板表面进行复合，虽然外层AGM隔板31也会存在表面纤维密度不均匀，但是因为厚度较薄，不会出现气体在PE隔板32和外层AGM隔板31之间聚集的情况，负极板表面均匀的氧复合作用，避免了负极局部的失效，进而延长电池的使用寿命。
【主权项】
1.一种铅酸蓄电池极群，包括正极板、负极板和设置于正、负极板之间的隔板，其特征在于，所述隔板为由里层AGM隔板、外层AGM隔板和中间的PE隔板组成的复合结构。2.如权利要求1所述的铅酸蓄电池极群，其特征在于，相邻两片隔板的底部相连形成U形结构，正极板包覆在U形结构内。3.如权利要求1所述的铅酸蓄电池极群，其特征在于，所述PE隔板厚度为0.12?0.20mm，孔率为60%?80%，孔径为I?ΙΟμπι。4.如权利要求1所述的铅酸蓄电池极群，其特征在于，所述里层AGM隔板靠近正极板，夕卜层AGM隔板靠近负极板，所述外层AGM隔板厚度至少比里层AGM隔板厚度薄0.10?0.15_。5.如权利要求1所述的铅酸蓄电池极群，其特征在于，所述外层AGM隔板厚度为0.40?0.50mm，里层AGM隔板厚度为0.50?0.65mm。6.如权利要求1所述的铅酸蓄电池极群，其特征在于，所述外层AGM隔板和里层AGM隔板的孔径小于等于20μπι。
【文档编号】H01M10/14GK205723833SQ201620335090
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】刘玉, 郭志刚, 李桂发, 邓成智
【申请人】天能电池集团有限公司