本发明专利技术涉及电动道路车辆用高比能量、长寿命、速充电、无腐蚀的排气式防爆铅酸蓄电池的设计制造方法，通过对电池槽盖结构的设计改进，实现对2-48V整体蓄电池的每个2V单体电池充放电状态及温度的变化进行适时监控，其单体电池之间的连接采用预注入电池盖的整体金属铅套嵌件，电池槽底部不设置鞍子，排气塞设置防酸隔爆装置，正负极板均设计为涂膏式薄型极板，取代厚型管式正极板，隔板可单独采用超细玻纤隔板或PE隔板、也可将PE隔板和超细玻纤隔板联合并用，电解液采用胶体电解液，这种设计制造方法能确保本发明专利技术蓄电池在使用中既不会因明火引爆，又消除了酸雾腐蚀设备和造成环境污染，1小时快速充电可达到额定容量C3值，在3小时内可完全充好电，同时还具有高比能量和深循环长寿命特征。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电动道路车辆(电动汽车、电动三轮车、叉车、旅游观光车、警务巡逻车等)用高比能量、深循环长寿命、能快速充电的排气式防酸隔爆铅酸蓄电池的设计制造方法，特别是对2-24V的整体蓄电池组的每个2V单体电池的充放电状态及温度的变化能进行适时监控，使用中无酸雾腐蚀，不污染环境，遇外部明火不会引起电池爆炸。
技术介绍
铅酸蓄电池是一类安全性高，电性能稳定，制造成本低，应用领域广泛，可低成本再生利用的“资源循环型”能源产品。近十多年来，随着世界能源经济的发展和人民生活水平的日益提高，铅酸蓄电池的应用领域在不断地扩展，市场需求量也大幅度的升长。在二次电源中，铅酸蓄电池已占有85%以上的市场份额，随着人类对太阳能、风能、地热能、潮汐能等自然能源的开发利用和电动道路车辆产业的发展，铅酸蓄电池作为不消耗地球资源的 “绿色”产业，将面临着广阔的发展空间。新能源电动道路车辆的快速发展，大大促进了蓄电池的研究开发，新能源电动道路车辆要求蓄电池具有大容量——满足行驶里程多、高功率——满足启动加速快和爬坡能力强、充电时间短决速补充能量、监测维护方便、绿色环保无污染和深循环长寿命，铅酸蓄电池的性能要完全达到这些要求，目前成了新能源电动车辆研究开发广泛应用的最大难题。目前所使用的电动道路车辆用排气式铅酸蓄电池，需求量最大的为电动三轮车用蓄电池。到目前为止，我国电动三轮车的保有量早已超过1000万辆，每辆车配4-6只 12VIOOAh蓄电池，相当于年消耗铅酸蓄电池5000万只左右。其中，除少部分电动三轮车使用阀控式密封铅酸蓄电池外，绝大部分都使用排气式管式铅酸蓄电池，这种电池的结构如图2所示。负极板25使用以铅为主的活性物质铅膏填涂于铅合金板栅上，再经过固化和干燥处理，制成负生极板。管式正极板24的制造方法如图5所示，首先使用铅合金铸造正板栅 51，然后将涤纶排管52套在正板栅51上，再采用震动“灌粉法”将铅粉 装填到套在正板栅 51上的涤纶排管52中，最后用塑料堵头53封堵下端，必须再经过浸酸、固化和干燥处理，才能制成正生极板58。这种正负生极板必须再经过化成后才能制成正极板24和负极板25。 正负极板与隔板26 (PE隔板、PVC隔板、PP隔板或橡胶隔板)交互重叠在一起形成极群，同一极群的管式正极板耳通过正汇流排27与正极柱31或正偏极柱30相连接，负极板耳通过负汇流排28与负偏极柱29或负极柱相连接，组成一个单体电池极群组，再将6个这种极群组按要求分别插入同一电池槽21的6个单格内，再将相邻两格的正偏极柱和负偏极柱用气焊法或穿壁焊法焊接在一起，就形成一个未封盖的12V半成品电池，然后再将电池盖22用热封法与电池槽21熔接在一起，正极柱穿过图3A和图3B所示的电池盖上的正铅套35的中心孔，负极柱穿过负铅套36的中心孔，使用气体焊接法将负端柱32、负铅套36和负极柱焊接在一起，再将正极柱31、正铅套35和正端柱焊接在一起，通过排气塞孔37加入硫酸电解液，安装好排气塞23，就制成了一只目前大量使用的12V电动三轮车用排气式管式铅酸蓄电池。这种蓄电池在过充电时，正极板上产生氧气，负极板上产生氢气，氢氧气体穿过排气塞中与大气相通的小孔携带着硫酸酸雾直接排入空气中，既污染了环境，又严重腐蚀车辆设备，在使用过程中同时还造成电解液中的水大量损失，就需要适时打开排气塞给蓄电池补加水。这种排气式铅酸蓄电池所使用的电池盖设计简单，其结构如图3A和3B所示。图 3B显示电池盖下部结构，图3A显示电池盖上部表面的结构。这种12V电池盖上只有一个正铅套35的中心孔和一个负铅套36的中心孔，它的6个2V单体电池之间的连接靠左右偏极柱用气体焊接法或穿壁焊熔接在一起。再将上述未封盖的12V半成品蓄电池的电池槽和电池盖送入热封机，使用热熔接法将电池槽盖熔接在一起。各个2V单体电池间的连接极柱完全被封闭在电池内部，不能伸出到电池盖上部表面。只有正端极柱能穿过正铅套35的中心孔、负端极柱能穿过负铅套36的中心孔伸出电池盖上表面。因此，这种排气式铅酸蓄电池的电压和温度只能以一个12V整体蓄电池进行监测和控制。对于6个2V单体电池的充放电状态及温度变化情况实施单独监测和控制完全是不可能的！因此，这种蓄电池要用于电动道路车辆，它的故障发生就难于预测和克服，其可靠性极差，故障率很高。这种老式结构的12V排气式铅酸蓄电池，在电池盖上的6个排气塞孔37上，可安装6个排气塞23，这种排气塞如图7所示，71是排气塞23的正视图，72是M-M剖面图。这种排气塞由塞体75和中心开有小孔的塞盖76两部分组成，用聚丙烯材料注射加工制造，排气塞的通气孔直接与大气相通，如图7中78线路箭头所示通道。排气塞和电池盖之间靠橡胶密封圈密封，可防止硫酸电解液溢出。在常规充电状态下，电池内部不断产生氢氧气体， 这种气体通常都携带硫酸酸雾，它直接由排气塞的小孔排除到大气中，造成环境污染、车辆设备腐蚀。如果排气塞正处于排气状态，外部明火就易于引爆蓄电池，造成设备或人员损伤。这种排气式蓄电池，一般都是采用管式正极板，以10小时率计算容量，活性物质的利用率很低，大于O. 2C10A的电流放电时，其放电性能就极差，要达到GB/T 18332. 1-2009 电动道路车辆用铅酸蓄电池标准要求就很困难。其活性物质利用率低的一个主要原因是管式正极板的厚度大，它的厚度取决于管子的直径，目前大量使用的涤纶排管，其最小管径也大于6mm。在放电时，正极板内部的小孔被生成的难溶硫酸铅晶体堵 塞，在正极板内部要补充放电所需要的硫酸受到了阻碍，正负极板间的放电就难于继续进行。特别是在高率放电时，正极板内部需要快速补充硫酸，这样就很难达到目的。这种管式正极板蓄电池，其电池槽使用的牵引车用铅酸蓄电池槽结构，在槽底部都设置有10_20mm高的鞍子，以满足使用寿命期间从正负极板脱落的活性物质不会造成正负极板底部连接短路，损坏电池。因此，这种鞍子的设置就减小了蓄电池的有效利用空间， 降低了体积比能量值。这种管式正极板蓄电池，它的制造工艺复杂，特别是正极板的“灌粉”工序，工作场地的铅粉尘和噪音污染特别严重，容易造成工人铅中毒。这种蓄电池的体积比能量和重量比能量都较低，容量小，高率放电性能差，使用过程中有酸雾排除，既腐蚀车辆设备又污染环境。以12V100Ah蓄电池为例，GB/T 18332. 1-2009电动道路车辆用铅酸蓄电池标准规定， 它的最大外形尺寸为372X 172X276mm，其相应3小时率体积比能量约为68VAh/dm3。
技术实现思路
本专利技术提供一种新颖的大容量、高功率、深循环寿命长、能快速充电的排气式防酸隔爆铅酸蓄电池的设计制造方法和用这种方法所制造的2-24V蓄电池组，特别是对2-24V 的整体蓄电池组的每个2V单体电池的充放电状态及温度的变化能进行适时监控，无酸雾排除腐蚀车辆设备和环境污染，遇明火也不会引爆电池。本专利技术主要通过以下设计和制造措施来实现。本专利技术电动道路车辆用排气式防酸隔爆铅酸蓄电池，以12V蓄电池为例，但不限于12V蓄电池，其结构如附图说明图1所示。这种排气式防酸隔爆铅酸蓄电池主要由电池槽1、电池盖2、防酸隔爆塞3、金属连接铅套4、电压监测螺丝柱14、感温器插孔13，正极板5、负极板 6、正隔板7、本文档来自技高网...
【技术保护点】
本专利技术为一种高比能量、长寿命、速充电、无腐蚀污染的电动道路车辆用排气式防爆铅酸蓄电池，它由电池槽、电池盖、防酸隔爆塞、涂膏式正极板、负极板、隔板、汇流排、正端极柱、负端极柱、连接金属铅套嵌件、感温器插孔、极柱盖片和硫酸胶体电解液组成为1?12只2V单体蓄电池构成的一个2?24V电压整体蓄电池组。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：崔荣龙，
申请(专利权)人：崔荣龙，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。