专利名称：一种水平电池及其制造方法
一种水平电池及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种蓄电池，尤其是一种水平电池，属于电池产品领域。
背景技术：
传统铅酸蓄电池的极板是垂直于地面装配的，使用时也是垂直于地面安装使用，正、负极板的板耳均置于蓄电池的上部，导电部件汇流排、端极柱都是从上连接引出。蓄电池在使用过程中容易出现电解液分层现象，蓄电池在放电过程中由于下部的硫酸浓度高，放出的容量相对较多，蓄电池上部则硫酸浓度低，放出容量少，而在充电时，则出现上部优先充上电，活性物质有逐步从上向下反应转化的趋势，如果蓄电池放电深度较大，极板导电性减弱，当蓄电池上部已经处于充足电甚至过充电状态时，下部还没有充足电，随着循环使用次数的积累，这种不均衡会形成恶性循环，导致蓄电池容量的快速衰减，寿命提前终止。因此开发了一种水平铅酸电池，极板的板栅采用玻璃纤维、铅复合材料编织而成，极板为准双极结构，即在板栅的一半涂敷正极活性物为正极板，另一半涂敷负极活性物为负极板。经过复膜、浸酸、表面干燥、固化等工序制作成双极型生极板。组装:双极板间用隔膜隔开，上下用压力框架固定。双极板和隔板按照一定的位置，水平交错堆放，然后安装压力框架固定，形成电池模块装入蓄电池槽中，经铸焊后进行密封，然后经后灌酸、化成，最后在蓄电池空隙中灌入石蜡，装上安全阀，制作成为水平电池。但是，由于该水平电池的极板板栅采用玻璃纤维、铅复合材料编织而成，虽然节约了铅材料，但是，这种板栅在使用过程中，特别是在深循环使用过程或者存放过程中，板栅表面的铅层会很快腐蚀，腐蚀后导电能力大大减弱，蓄电池容量就会大幅度降低，最终导致蓄电池失效。
同时，现有水平电池，单体之间隔离是在灌酸化成结束后灌入石蜡进行隔离密封的，由于灌蜡前，蓄电池内部有残留酸液，对密封不利，很难达到良好密封隔离的效果，只要密封隔离不良，出现串格现象，蓄电池自放电大，容易造成蓄电池一致性不良的质量问题。
发明内容本发明提供一种水平电池及其制造方法，能够节约用料，同时保证使用寿命和电池极群间良好的密封隔离。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种水平电池，包括电池壳体和上盖，所述电池壳体中设有若干电池极群以及阻隔电池极群间电解液流通的分隔件，所述电池壳体的两端设有连接电池极群的引出端子，所述电池极群包括交替层叠的正极板和负极板，所述正极板和负极板之间设有多孔隔板，所述正极板和负极板包括塑料板栅边框和板栅骨架。进一步的，所述分隔件包括连接塑料框，所述连接塑料框设在层叠的负极板、正极板之间，所述连接塑料框与负极板、正极板的塑料板栅边框相连接，所述多孔隔板设于连接塑料框内。
进一步的，所述连接塑料框包括多个首尾相连的方框，所述方框与塑料板栅边框相对应，通过所述连接塑料框与塑料板栅边框的连接将若干电池极群连成一体并阻隔电池极群间的电解液。进一步的，采用超声波焊接方式连接所述塑料板栅边框与所述连接塑料框。进一步的，所述板栅骨架由铅合金构成，正极板的板栅骨架上涂覆有正极活性物，负极板的板栅骨架上涂覆有负极活性物。进一步的，所述电池极群中的正极板与相邻电池极群中的负极板相连形成一体结构的双极性极板，所述双极性极板的正极板和负极板相导，通实所述双极性极板实现电池极群之间的串连。进一步的，所述电池壳体与电池极群之间通过密封胶密封。进一步的，所述密封胶为环氧树脂密封胶。进一步的，所述上盖上设有阀孔和阀盖。一种水平电池的制造方法，包括以下步骤:a、采用铅合金制作正极板、负极板和双极性极板的板栅骨架，采用注塑工艺在正极板、负极板以及双极性极板的板栅骨架上制作塑料板栅边框；b、在正极板的板栅骨架上填涂正极活性物，负极板的板栅骨架上填涂负极活性物，双极性极板一端的板栅骨架上填涂正极活性物，双极性极板另一端的板栅骨架上填涂负极活性物，然后再进行压实、淋酸、表面干燥、固化、烘干以及表面清理；C、用正极板、多孔隔板、负极板以及双极性极板完成电池极群的叠片，而且上下层的塑料板栅边框之间设有 连接塑料框，并通过超声波焊将连接塑料框和塑料板栅边框连成一体；d、将电池极群装入电池壳体中，电池极群的底层通过连接塑料框连接电池壳体的底板，并将电池极群与电池壳体通过超声波焊接；e、在电池极群的两端焊接引出端子；f、在电池壳体和电池极群之间的间隙中填充密封胶；g、在电池壳体上焊接上盖，并通过阀孔注入电解液。本发明的有益效果:本发明中水平电池的正极板和负极板包括板栅骨架和塑料板栅边框，板栅骨架采用铅合金，相比采用玻璃纤维、铅复合材料编织而成具有较高的强度、耐腐蚀性能和导电能力。相比原有板栅骨架和板栅边框采用同种材质，塑料板栅边框能够减少铅合金的用量，并降低板栅质量，提高水平电池的质量比能量。同时层叠的正极板和负极板之间设有连接塑料框，连接塑料框与塑料板栅边框通过超声波焊接熔化在一起，能够连接相连的电池极群，并将相邻的电池极群良好的隔离密封。本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式
、附图中详细的揭露。
下面结合附图对本发明做进一步的说明:
图1为本发明的结构示意图；图2a为本发明中正极板的主视图；图2b为本发明中正极板的俯视图；图3a为本发明中负极板的俯视图；图3b为本发明中负极板的主视图；图4a为本发明中双极性极板的主视图；图4b为本发明中双极性极板的俯视图。
具体实施方式本发明提供一种水平电池,包括电池壳体和上盖，所述电池壳体中设有若干电池极群以及阻隔电池极群间电解液流通的分隔件，所述电池壳体的两端设有连接电池极群的引出端子，所述电池极群包括交替层叠的正极板和负极板，所述正极板和负极板之间设有多孔隔板，所述正极板和负极板包括塑料板栅边框和板栅骨架。下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。参考图1、图2a、图2b、图3a和图3b，所示水平电池，在电池壳体I中有多个电池极群，电池壳体I的两端均设有引出端子11，引出端子11与电池极群相连接，电池极群由正极板3和负极板4交替层叠而成，在正极板3和负极板4之间设有多孔隔板8，如图1所述电池极群左端的负极板4和右端的正极板5通过汇流排12与引出端子11连接。本发明中所采用的正极板3包括板栅骨架31和塑料板栅边框32，负极板4也包括板栅骨架41和塑料板栅边框42 ;在正极板的板栅骨架31上涂覆正极活性物，在负极板的板栅骨架41上涂覆负极活性物。其中正极板3和负极板4的板栅骨架均采用铅合金，相比采用玻璃纤维、铅复合材料编织具较高的强度、耐腐蚀性能和导电能力，以满足水平电池高功率、长寿命要求。同时采用塑料板栅边框，可以降低铅合金用量，并降低板栅质量，提高水平电池的质量比能量，并且在板栅骨架上涂覆活性物质能更加精确；板栅骨架也可以采用其它金属或者导电非金属优选的，塑料板栅边框采用注塑加工而成，可提高每个正极板和负极板一致性。以往常规水平电池，在槽中放入电池极群后进行石蜡密封以隔离相邻电池机极群间的电解液，但是效果较差，作为进一步的改进，本发明中所述电池极群还包括连接塑料框6，所述连接塑料框6设在层叠的负极板4、正极板3之间，所述多孔隔板8设在连接塑料框6内，并通过连接塑料框连接相邻的电池极群。作为一种优选，所述连接塑料框6包括多个相连的方框，所述方框与正极板3和负极板4的塑料板栅边框相对应。采用超声波焊接方式焊接塑料板栅边框与连接塑料框，将若干电池极群连接成整体，同时采用超声波焊接方式电池极群焊接在电池壳体中，塑料板栅边框与连接塑料框熔化在一起可实现单体电池极群之间电解液的良好隔离；连接塑料框也可以为多个单独的方框，然后再将单独的方框通过超声波焊接。参考图1， 图4a和图4b，以往常规电池中电池的串联需要将一个单元电池极群的所有同极性的极板通过板栅汇聚到板耳上，再通过汇流排汇聚起来，相邻单体电池极群中极性相反的极板通过板栅汇聚到板耳上，再通过汇流排汇聚起来，通过跨桥连接两汇流排来实现串联，本实施例中，所述电池极群中相隔的正极板3与相邻电池极群上的负极板4连成一体结构的双极性极板5，双极性极板5中的正极板和负极板相互导通，通过双极性极板5实现相邻电池极群之间的串连，如图1所示一侧的电池极群由双极性极板5和负极板4叠加而成，另一侧的电池极群由正极板3和双极性极板5叠加，中间的电池极群均采用双极性极板5;使用双极性极板省去了汇流和连接，减小了导电电阻，降低了铅耗用量，并提高了质量比能量。为提高水平电池的密封性能，在电池壳体I与电池极群之间的间隙处设有密封胶
7。密封胶7可以采用环氧树脂密封胶，也可以通过石蜡或者橡胶型密封胶进行密封。上盖2上设有用于向电池壳体I中注入电解液的阀孔21，阀孔21上设有阀盖22，上盖2和电池极群之间设有多孔塑料板9。另外，在上盖2中设有多个阻挡块23，阻挡块23位于相邻的单体电池极群之间，通过阻挡块23在上端阻隔相连电池极群之间的电解液。参考图1，图2b，图3a，图4b，该发明的水平电池的制造时，包含以下步骤:第一步，采用铅合金、其它金属或者导电非金属作为正极板3、负极板4以及双极性极板5的板栅骨架，采用注塑工艺在正极板3、负极板4以及双极性极板5的板栅骨架上制作塑料板栅边框；第二步，在正极板的板栅骨架31上填涂正极铅膏，负极板的板栅骨架41上填涂负极铅膏，双极性极板分为正极端511和负极端512，在正极端的板栅骨架上填涂正极铅膏，负极端的板栅骨架上填涂负极铅膏，然后再进行压实、淋酸、表面干燥、固化、烘干以及表面
清理；第三步，参考图1，在底层铺设连接塑料框6，连接塑料框中设置多孔隔板8，在连接塑料框上叠加多排首尾相连的双极性极板5，双极性极板5的左端为正，右端为负；然后在双极性极板5上叠加连接塑料框与多孔隔板，再在连接塑料框上叠加正极板3、负极板4以及双极性极板5，正极板3在右端，负极板4在左端，双极性极板在负极板和正极板之间；通过上述方式重复叠加成规定要求的电池极群，并通过超声波焊将连接塑料框和塑料板栅边框焊连；第四步，将电池极群装入电池壳体I中，并通过超声波焊接将两者将焊接；第五步，负极板4的极耳通过焊接汇流排相连，正极板3的板耳也通过焊接汇流排相连，分别在两汇流排12上焊接端子11 ；第六步，在电池壳体I和电池极群之间的间隙中填充环氧树脂密封胶7 ；第七步，在电池壳体I上焊接上盖2，并通过阀孔21注入电解液。通过上述实施例，本发明的目的已经被完全有效的达到了。熟悉该项技艺的人士应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式
中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。
权利要求
1.一种水平电池，包括电池壳体和上盖，所述电池壳体中设有若干电池极群以及阻隔电池极群间电解液流通的分隔件，所述电池壳体的两端设有连接电池极群的引出端子，所述电池极群包括交替层叠的正极板和负极板，所述正极板和负极板之间设有多孔隔板，其特征在于:所述正极板和负极板包括塑料板栅边框和板栅骨架。
2.根据权利要求1所述的一种水平电池，其特征在于:所述分隔件包括连接塑料框，所述连接塑料框设在层叠的负极板、正极板之间，所述连接塑料框与负极板、正极板的塑料板栅边框相连接，所述多孔隔板设于连接塑料框内。
3.根据权利要求2所述的一种水平电池，其特征在于:所述连接塑料框包括多个首尾相连的方框，所述方框与塑料板栅边框相对应，通过所述连接塑料框与塑料板栅边框的连接将若干电池极群连成一体并阻隔电池极群间的电解液。
4.根据权利要求2或3所述的一种水平电池，其特征在于:采用超声波焊接方式连接所述塑料板栅边框与所述连接塑料框。
5.根据权利要求1所述的一种水平电池，其特征在于:所述板栅骨架由铅合金构成，正极板的板栅骨架上涂覆有正极活性物，负极板的板栅骨架上涂覆有负极活性物。
6.根据权利要求5所述的一种水平电池，其特征在于:所述电池极群中的正极板与相邻电池极群中的负极板相连形成一体结构的双极性极板，所述双极性极板的正极板和负极板相导，通实所述双极性极板实现电池极群之间的串连。
7.根据权利要求1所述的一种水平电池，其特征在于:所述电池壳体与电池极群之间通过密封胶密封。
8.根据权利要求7所述的一种水平电池，其特征在于:所述密封胶为环氧树脂密封胶。
9.根据权利要求1所述的一种水平电池，其特征在于:所述上盖上设有阀孔和阀盖。
10.一种水平电池的制造方法，其特征在于包括以下步骤: a、采用铅合金制作正极板、负极板和双极性极板的板栅骨架，采用注塑工艺在正极板、负极板以及双极性极板的板栅骨架上制作塑料板栅边框； b、在正极板的板栅骨架上填涂正极活性物，负极板的板栅骨架上填涂负极活性物，双极性极板一端的板栅骨架上填涂正极活性物，双极性极板另一端的板栅骨架上填涂负极活性物，然后再进行压实、淋酸、表面干燥、固化、烘干以及表面清理； C、用正极板、多孔隔板、负极板以及双极性极板完成电池极群的叠片，而且上下层的塑料板栅边框之间设有连接塑料框，并通过超声波焊将连接塑料框和塑料板栅边框连成一体； d、将电池极群装入电池壳体中，电池极群的底层通过连接塑料框连接电池壳体的底板，并将电池极群与电池壳体通过超声波焊接； e、在电池极群的两端焊接引出端子； f、在电池壳体和电池极群之间的间隙中填充密封胶； g、在电池壳体上焊接上盖，并通过阀孔注入电解液。
全文摘要
本发明公开了一种水平电池及其制造方法，现有的水平电池的板栅采用玻璃纤维、铅复合材料编织而成，板栅表面的铅层会很快腐蚀，腐蚀后导电能量减弱，本发明提供的水平电池包括电池壳体和上盖，电池壳体中设有若干电池极群以及阻隔电池极群间电解液流通的分隔件，电池壳体的两端设有连接电池极群的引出端子，电池极群包括交替层叠的正极板和负极板，正极板和负极板之间设有多孔隔板，所述正极板和负极板包括塑料板栅边框和板栅骨架；板栅骨架采用铅合金，具有较高的强度、耐腐蚀性能和导电能力；设置塑料板栅边框能够减少铅合金用量，并降低板栅质量，提高水平电池的质量比能量。
文档编号H01M10/12GK103208633SQ20131009461
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月22日 优先权日2013年3月22日
发明者周明明, 杨新新, 刘孝伟, 沈浩宇 申请人:超威电源有限公司