一种蓄电池用超声波隔离机构的制作方法

1.本发明涉及蓄电池产品领域，特别是一种应用于蓄电池的正极板与负板板之间的隔板或隔片机构。


背景技术：

2.铅酸电池，主要由正极板、负极板、隔板、容器壳和电解液等构成，隔板插置于正极板与负极板之间，以防止正、负极板相互接触而发生短路，隔板上密布有无数的细小孔，这样既可以保证电解液的通过，又可以阻隔正、负极板之间的接触，起到控制电解液的反应速度，保护电池的作用。现有的铅酸电池，在电池使用一段时间后，在隔板的表面上都会附着有硫酸铅晶体，随着硫酸铅晶体的增多，会阻碍到电解液的通过，进而就会影响到铅酸电池的蓄电性能、充放电性能；久而久之，就会导致铅酸蓄电池无法蓄电和充放电。
3.锂离子电池主要由正极（limn2o4材料）、负极（石墨材料）、电解质与隔膜片材构成。在电源给电池充电时，正极上的电子从通过外部电路跑到负极上，锂离子从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜片材上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。在电池放电时，负极上的电子从通过外部电路跑到正极上，锂离子从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜片材上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。锂离子首先会从正极出发，经过电解质后抵达负极，而在电池首次充放电池，电极与液态电解质之间会形成固态电解质特性的钝化层，其名为固态电解质界面（sei）。sei 拥有双重身分，为电子绝缘体同时也是锂离子的优良导体，而该薄膜可保护电池、避免发生有害反应，并让锂离子在电极跟电解质之间来回穿梭，对锂离子电池性能来说，sei可说是关键要点，若sei性能不佳，电池会存有许多问题。一旦sei开始衰退，成堆问题便接踵而来，像是在多次充放电之后，锂电极就容易沉积不均匀并长出结晶，这些锂金属结晶会对锂离子移动构造遮挡，影响锂离子的移动，进而造成电池容量损失、充放电效率降低，或者是，随着锂金属结晶的不断增长，会刺穿隔膜片材，使正、负极短路，最终导致电池起火。此外，锂离子电池的工作环境温度为0
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40℃，当环境温度低于0℃后，隔膜片材上的毛细孔，也俗称“小洞”，因热胀冷缩的原理而收缩变小，令锂离子较难或无法穿过隔膜片材，锂离子在电解液中也容易发生凝结，移动起较慢，造成锂离子电池无法正常充、放电，整体性能就会下降。因而，如何在寒冷气候环境保证锂离子电池正常充、放电，也是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决上述问题和不足，提供一种蓄电池用超声波隔离机构，该超声波隔离机构采用在隔离工件设置有密封型的内腔室，并将超声波振动元件安装于密封型内腔室中，当这个超声波隔离机构应用于蓄电池正极与负极之间，利用超声波振动元件工作产生超声波高频振动直接作用于隔离工件上，形成的超声波“空化”效应，使物质内部分子加速运动，能有效地防止电池液在隔离工件上形成结晶物而影响到隔离工件的正常工作，有效地确保了蓄电池的蓄电性能和充放电性能，防止蓄电池鼓胞、起火现象的发生。
5.本发明的技术方案是这样实现的：一种蓄电池用超声波隔离机构，其特点在于包括隔离工件、超声波振动元件；所述隔离工件上设有供超声波振动元件密封安装的内腔室，所述超声波振动元件安装于内腔室中并从内腔室伸出至隔离工件外的超声波振动元件上设有的电线。
6.优选地，所述隔离工件为片状的隔板，该隔板由左隔板片与右隔板片层叠贴合封装一起构成，在左隔板片与右隔板片之间的相对侧面上还分别设有相对合起围成所述内腔室的凹槽。
7.优选地，所述隔离工件为片状的隔片，所述隔片上沿其四周边上还设有一圈环体，所述圈环体中设有内腔室，所述超声波振动元件沿着圈环体分布安装于其内腔室中。
8.优选地，所述超声波振动元件为1mhz或以上的超声波换能器、或者1万转速或以上的超声波振动马达。
9.本发明的有益效果：本发明采用在隔离工件设置有密封型的内腔室，并将超声波振动元件安装于密封型内腔室中，当这个超声波隔离机构应用于蓄电池正极与负极之间，利用超声波振动元件工作产生超声波高频振动直接作用于隔离工件上，形成的超声波“空化”效应，使物质内部分子加速运动，能有效地防止电池液在隔离工件上形成结晶物而影响到隔离工件的正常工作，有效地确保了蓄电池的蓄电性能和充放电性能，防止蓄电池鼓胞、起火现象的发生。并且，利用超声波产生高频振动，使物质内部分子加速运动，使其还能起到辅助电池升温，加速电池充放电效率，在极寒环境下，还可以解决电池在冬天充放电效率低、无法正常工作的问题，并且还能大幅度降低超声波电池构造的复杂程度，使其可以往轻量化、模块化方向发展。本发明的构造简单、容易生产，符合产业化发展，可以广泛地应用于铅酸电池、锂电池等类型的蓄电池上，组装出超声波铅酸电池、超声波锂电池等产品。
附图说明
10.图1为本发明的方案应用于铅酸电池上的剖视结构示意图。
11.图2为本发明的第一种实施方案应用于正负电极板之间的拆解状态下的剖面结构示意图。
12.图3为本发明图2中a
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a方向的结构示意图。
13.图4为本发明的第二种实施方案应用于正负电极板之间的拆解状态下的剖面结构示意图。
14.图5为本发明图4中b
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b方向的结构示意图。
15.图6为本发明的第三种实施方案应用于正负电极板之间的拆解状态下的剖面结构示意图。
16.图7为本发明图6中c
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c方向的结构示意图。
具体实施方式
17.下面通过将本发明方案应用于铅酸电池上，组成超声波铅酸电池为示例，对本发明具体实施方式作详细说明。
18.如图1所示，所述超声波铅酸电池包括电池底壳5、电盖壳6、设置于电池底壳5中的多个电池间隔腔7，以及安装于每个电池间隔腔7当中的正极板8与负极板9，以及夹装于正
极板8与负极板9之间的超声波隔离机构10。每个电池间隔腔7中布置的正极板8、负极板9和超声波隔离机构10的数量，可以根据电池间隔腔7的空间大小进行按需安排。在电盖壳6上还设有正极接线柱61与负极接线柱62。所述正极接线柱61与电池中的所有正极板8并联连接一起，所述负极接线柱62与电池中的所有负极板9并联连接一起，所述超声波隔离机构10的供电电线4并联连接接后，设置于电池的电盖壳6外，并安装一对接线柱63，供用户接线使用。
19.如图2、或图4、或图6所示，本发明所述的超声波隔离机构，包括隔离工件1、超声波振动元件2；所述隔离工件1上设有供超声波振动元件2密封安装的内腔室3，所述超声波振动元件2安装于内腔室3中并从内腔室3伸出至隔离工件1外的超声波振动元件2上设有的电线4，即如图1所示。所述隔离工件1可以根据所应用电池形状配套需要，设计成与之相对应的造型。
20.本发明将超声波振动元件2安装于密封型的内腔室3中，可以有效地避免了超声波振动元件2受到电池液的腐蚀，保证了超声波振动元件2的使用寿命。当通电启动超声波振动元件2工作后，超声波振动元件2产生产生超声波高频振动直接作用于隔离工件1上，使电池液产生超声波“空化”效应，不断地冲刷隔离工件1和正、负极板的表面，同时也使隔离工件1内部的物质分子加速运动，能有效地防止电池液在隔离工件上形成结晶物而影响到隔离工件的正常工作，有效地确保了电池的蓄电性能和充放电性能。其次，利用超声波产生高频振动，使物质内部分子加速运动、电池液内部分子运动而升温起到辅助电池升温的目的，加速电池充放电效率。尤其在极寒环境下，还可以解决电池在冬天充放电效率低、无法正常工作的问题。
21.在前述超声波隔离机构10方案的基础上，本发明可以拓展出大致两种不同的具体实施方案：第一种是，如图2和图3、或者如图4和图5所示，所述隔离工件1为片状的隔板，该隔板由左隔板片11与右隔板片12层叠贴合封装一起构成，在左隔板片11与右隔板片12之间的相对侧面上还分别设有相对合起围成所述内腔室3的凹槽13。同时，在所述左隔板片11与右隔板片12的相对侧面上还设有供电线4穿过的凹型线槽14，以方便电线4走线与布置。装配时，先将超声波振动元件2固定安装于凹槽13中，电线4沿凹型线槽14布置后，再将左隔板片11与右隔板片12层叠贴合封装一起，来组装成所述的超声波隔离机构10。
22.根据所述左隔板片11、右隔板片12的外在造型的差异，此方案可以分成如图2和图3所示的一种方案，以及如图4和图5所示的另一种方案。又如图2和图3所示，在所述左隔板片11、右隔板片12上相对于其凹槽13位置的外侧面上还一体形成有外凸起部15。图2和图3所示的这种实施方案的意义在于，可以将隔离工件1的厚度做得较薄一些，以起到适应地减少整个电池的体积与尺寸。当采用图2和图3所示的这种实施方案时，所述正极板8、负极板9也要相对应地设计有与外凸起部15相对应嵌套的凹陷部位20，使它们之间能够相互嵌套而层叠一起。而如图4和图5所示的方案是一种厚度较为常规的方案，其没有进行厚度方面的优化设计。
23.第二种是，如图6和图7所示，所述隔离工件1为片状的隔片，所述隔片上沿其四周边上还设有一圈环体16，所述圈环体16中设有内腔室3，所述超声波振动元件2沿着圈环体16分布安装于其内腔室3中。这是一种环抱式的方案，其通过环型布置的多个超声波振动元
件2同步对隔离工件1进行超声波处理，性能与效果都不错。
24.所述超声波振动元件2为1mhz或以上的超声波换能器、或者1万转速或以上的超声波振动马达，以获得较佳的超声波“空化”效果与性能。并且，所述超声波振动元件还可以根据在电池中所应部位的不同，来选择扁平形状的规格，或者条形状的规格。此外，在实际运用时，本发明一般还包括一个用于控制超声波振动元件工作的控制器或者主机，利用控制器或者主机来控制整个电池中的超声波振动元件的工作。在控制器或者主机中设置有主控电路板，在主控电路板上还可以加入可编程的mcu主控芯片，以及wifi模块通信模块或蓝牙模块通信模块，同时编写相应的app应用程序安装于智能手机、平板电脑等上，即可以实现无线的通信与控制，也可以采用线控或遥控方式进行操作本产品运行。