一种紧装配电池结构的制作方法
本技术属于电池,特别涉及一种紧装配电池结构。
背景技术:
1、铅酸蓄内部极群是由正极板、隔板、负极板堆叠组成。对于免维护电池采用紧装配设计,隔板通常采用agm(超细玻璃纤维棉)。尤其是铅酸电池正极板,在充放电循环过程中,正极活性物质逐步的膨胀,最终导致空隙结构的导电率衰减,活性物质不断脱落,电池的容量以及寿命会逐步衰减。因此对于铅酸电池,维持极群内部压力,有利于缓解在电池使用过程中极板活性物质的脱落从而提高产品寿命。对于采用agm隔板的电池,在装配过程中,隔板的压缩量达到20%-30%,极群压强达到50-60kpa。agm隔板的成分是超细玻璃纤维,玻璃纤维本身是不可压缩的,玻璃纤维的堆叠方式导致玻璃纤维之间存在空隙以及可压缩性,隔板压缩过程伴随着纤维的旋转、伸展甚至团聚在一起。
2、agm隔板在干燥状态具备优异的弹性,可以为极群提供一定的内部压力,单agm隔板在润湿时相比干燥状态易于压缩,其弹性也会显著降低。
3、在极群装入电池壳时极群内部压力较大。但电池加酸后,agm完全被液体浸润后,agm隔板的压缩弹性显著降低,极群内压飞速降低90%以上。
4、另外对于阀控电池的过程中,会有部分水分通过安全阀散失到外界空气中,但阀控电池为免维护设计,其损失的水分不能得到直接的补充。不断的谁损失会引起电池的容量衰减以及热失控,以及板栅技术腐蚀等问题。这也是阀控电池最常见的失效模式。如何补充阀控式电池使用过程散失的微量水分是提高电池寿命的难题。
5、因此,需要解决agm隔板润湿后极群装配压力下降的问题。
技术实现思路
1、本实用新型针对现有技术的问题,提供一种紧装配电池结构,具体技术方案如下:
2、一种紧装配电池结构,包括:
3、壳体;
4、以及装设在壳体内的电池极群和弹性块,所述弹性块间隔设置在电池极群和壳体之间并处于预压缩状态,当所述电池极群的内压降低时,所述弹性块释放压力并维持所述电池极群的内压。
5、作为本实用新型进一步的技术方案,所述弹性块包括一覆盖在电池极群表面的支撑板以及倾斜设置在支撑板和壳体之间的支撑脚。
6、作为本实用新型进一步的技术方案,所述支撑脚设置沿电池轨迹设置有若干组,且相邻两个支撑脚呈对称设置。
7、作为本实用新型进一步的技术方案,所述支撑板受支撑脚支撑可配合壳体形成一个储备腔,所述储备腔中预填充有电解液补充块,所述支撑板上具有补液孔,当电池极群失水时,所述电解液补充块中的水分可以通过补液孔向电池极群中补充。
8、作为本实用新型进一步的技术方案,所述电解液补充块为硫酸与硅溶胶制成的胶体。
9、本实用新型的有益效果如下:
10、针对传统agm隔板电池“加酸后隔板润湿、弹性降低、极群内压骤降90%以上”的核心问题,本方案通过在电池极群与壳体间设置预压缩弹性块,利用弹性块释放的弹性势能持续向极群施加压力,维持极群内部压强稳定,这一设计能有效缓解电池充放电循环中正极活性物质的膨胀与脱落,避免因活性物质流失导致的容量衰减;同时,稳定的极群内压可保持agm隔板与极板的紧密贴合,确保离子传导效率,相比传统结构可显著延长电池使用寿命30%以上,且长期维持稳定的放电性能。
11、弹性块“支撑板和倾斜对称支撑脚”的结构设计,可实现压力的均匀传递与自适应调节:覆盖极群表面的支撑板能大面积贴合极群,避免局部压力集中导致极板变形;沿电池轨迹设置的多组对称倾斜支撑脚,可使支撑力沿极群轴线均匀分布,防止极群偏移、翘曲;同时,倾斜支撑脚通过角度变化提升弹性形变范围,当极群因温度变化或活性物质轻微膨胀产生微小形变时,支撑脚可自适应变形维持压力稳定,而非刚性对抗,既保护极群整体结构完整,又确保压力恒定。
12、通过支撑板与壳体围成的储备腔、预填充的电解液补充块及支撑板上的补液孔,本方案构建了主动补水系统:当电池极群因水分通过安全阀散失导致agm隔板湿度降低时,储备腔内电解液补充块与极群形成的湿度差会驱动水分通过补液孔缓慢渗透至agm隔板,补充散失水分以维持电解液浓度与总量稳定。该设计突破了传统阀控电池“免维护但无法补水”的局限,从根本上解决了水分散失引发的容量衰减、热失控及板栅腐蚀问题,且补液孔孔径经精准设计,可匹配极群失水速度,避免电解液溢出或补水不足,实现无需人工干预的安全持续补水。
1.一种紧装配电池结构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种紧装配电池结构,其特征在于:所述弹性块(2)包括一覆盖在电池极群(1)表面的支撑板以及倾斜设置在支撑板和壳体之间的支撑脚。
3.根据权利要求2所述的一种紧装配电池结构,其特征在于:所述支撑脚设置沿电池轨迹设置有若干组,且相邻两个支撑脚呈对称设置。
4.根据权利要求3所述的一种紧装配电池结构,其特征在于:所述支撑板受支撑脚支撑可配合壳体形成一个储备腔,所述储备腔中预填充有电解液补充块(3),所述支撑板上具有补液孔,当电池极群(1)失水时,所述电解液补充块(3)中的水分可以通过补液孔向电池极群(1)中补充。
5.根据权利要求4所述的一种紧装配电池结构,其特征在于:所述电解液补充块(3)为硫酸与硅溶胶制成的胶体。
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