电容式铅酸蓄电池.pdf

本发明属于蓄电池。包括若干个单元格；其内部由若干正极板组和负极板组依次交替叠装；正极板组，由一袋式微孔塑料隔板将两片正极活性物质板中间夹有一片带导线的电容极板套装而成；负极板组，由两片负极活性物质板中间夹有一片带导线的电容极板组成。将所有电容极板导线直接穿过顶盖导线安装孔，进行外置连接，其作用是简化结构减少内耗。活性物质板一面设有若干深层导流槽，其作用是扩大活性物质板与电解液的反应面积，提高性物质利用率。带导线的电容极板采用铜或铝材料制成薄平板状，并进行镀铅处理，其作用是减轻材料重量、提高导电性能、同时将电容器的优点融合到蓄电池中。

1.  一种电容式铅酸蓄电池，包括带导线的电容极板、正极活性板、负极活性板、隔板、稀硫酸、壳体、顶盖、导线安装孔、螺栓、螺母，其特征是，所述的带导线的电容极板，是电容极板与导线融为一体的。

2.  根据权利要求1所诉的电容式铅酸蓄电池，其特征是，所述的电容极板为薄平板状。

3.  根据权利要求1所诉的电容式铅酸蓄电池，其特征是，导线末端部位有螺栓安装孔，长度有多种规格。

4.  根据权利要求1所诉的电容式铅酸蓄电池，其特征是，所述的带导线的电容极板，采用铝或铜材料制成并进行表面镀铅处理。

5.  根据权利要求1所诉的电容式铅酸蓄电池，其特征是，所述的正极活性物质板，材料为二氧化铅及添加物，一面平整，另一面，纵向成排设置深层导流槽，整体呈百叶窗状。

6.  根据权利要求1所诉的电容式铅酸蓄电池，其特征是，所述的负极活性物质板，材料为纯铅及添加物，一面平整，另一面，横向成排设置深层导流槽，整体呈百叶窗状。

7.  根据权利要求1所诉的电容式铅酸蓄电池，其特征是，所述的带导线的电容极板与其平行叠装的另一带导线的电容极板之间，夹装有正极活性板、隔板、负极活性板，将电容器的特点和蓄电池的特点融合在一起。

8.  根据权利要求1所诉的电容式铅酸蓄电池，其特征是，在所述的带导线的电容极板及与其平行叠装的另一带导线的电容极板表平面，复合一层活性物质(纯铅及添加物，二氧化铅及添加物)，它们之间夹装有隔板，将电容器的特点和蓄电池的特点融合在一起。

9.  根据权利要求3所诉的电容式铅酸蓄电池，其特征是，将所有导线穿过顶盖导线安装孔，全密封后，正、负极导线交替叠装，对相应的螺栓安装孔采用螺栓、垫片及螺母进行外置连接。

10.  根据权利要求3所诉的电容式铅酸蓄电池，其特征是，将所有导线穿过顶盖导线安装孔，全密封后，进行外置焊接。

电容式铅酸蓄电池
一、技术领域
本发明涉及一种电学(H)中的基本电气元件(H01)中的电池(H01M)。
二、背景技术
由于人们对能源的需求越来越大，蓄电池作为储能设备，在现代社会各领域中的广泛应用，显得尤为重要。但是，现有技术中的铅酸蓄电池，包括正极板(板栅+活性物质)、负极板(板栅+活性物质)、集流排、联条、极桩、隔板、稀硫酸、壳体等。其中极桩、联条、集流排、板栅等，一般由铅合金制成。由于铅的密度较高，造成蓄电池超重；同时，铅的导电性能较差，其巨大内耗导致能量转换率低；另外，由于极板的结构不合理，导致极板上的活性物质利用率较低、充电速度慢、功率密度低、循环使用寿命短、低温特性差。上述因素，已成为蓄电池发展的主要障碍。
三、发明内容
本发明需要解决技术的问题是，克服背景技术的不足，将电容器的优势特性和蓄电池的优势特性，优化融合在每一个蓄电池单元格中。提供一种与现有蓄电池技术相比，重量轻，结构简单合理，比功率和比能量高，充电速度快，循环使用寿命长，低温特性好的蓄电池。
四、附图说明
图1为蓄电池主体剖面示意图；          图2为蓄电池外形示意图；
图3为蓄电池单元格剖面示意图；        图4为带导线的电容极板主视视示意图；
图5为带导线的电容极板左视视示意图；  图6为负极活性物质板主视视示意图；
图7为负极活性物质板左视视示意图；    图8为正极活性物质板主视视示意图；
图9为正极活性物质板左视视示意图；
五、具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
电容式铅酸蓄电池实施例1。见图1，本例的壳体2内侧被分隔成若干个体积形状相同的单元格；每单元格内有总数量规格相同的正极板组和负极板组依次交替叠装；正极板组，由一袋式微孔塑料隔板8将两片正极活性物质板5中间夹有一片带导线的电容极板3套装而成；负极板组，由两片负极活性物质板7中间夹有一片带导线的电容极板组成。盖上顶盖1前，壳体2内应加满稀硫酸。顶盖1设有相应数量的导线安装孔。其总体结构紧凑。
电容式铅酸蓄电池实施例2。见图2，本例的所有导线4穿过顶盖1导线安装孔9后，将顶盖密封。将正、负极导线4末端交替叠装(以增加导线连接点的接触面积，来改善其导电性。)。对相应的螺栓安装孔12采用螺栓10、垫片及螺母11进行外置连接。本例省略了现有铅酸蓄电池中的极桩、联条、集流排等部件。达到了节省材料改善导电性的目的。
电容式铅酸蓄电池单元格实施例3。见图3，本例的蓄电池单元格内由正极板组和负极板组交替叠装。正极板组，是由两片平背面靠在一起的正极活性板5中间夹装一片电容极板3再套上袋式微孔塑料隔板8组合而成。负极板组，是由两片平背面靠在一起的负极活性板7中间夹装一片电容极板3组合而成。在该电池单元格内首尾两端，是电容极板3和单片负极活性板7的平背面叠装的组合。以上负极活性板7，均为横向导流槽6(见图6、图7)；而正极活性板5，均为纵向导流槽6(见图8、图9)。电容极板3与活性板平背面叠装的作用，是为了保证他们之间有足够的接触面以减少内阻；正、负极活性板导流槽6纵横设置的目的，是为了保证他们之间安装的相对稳定性，降低了蓄电池在运动过程中其电解液的波动性。
带导线的电容极板实施例4。见图4及图5，本例的电容极板3顶端与一件加厚的导线4融合为一体， 导线4末端有螺栓安装孔12，极板导线长度有多种规格。作用是，本例省略了现有铅酸蓄电池中的极桩、联条、集流排等部件，达到了节省材料改善导电性的目的。
本实施例用铜或铝材料制成，并进行镀铅处理(为了防止硫酸腐蚀)。因为，铜的导电性能约为铅的12.5倍、密度不到铅的4/5；铝的导电性能约为铅的7.79倍、密度不到铅的1/4。所以，以上措施能使蓄电池的整体重量和内耗大幅降低。
在传统蓄电池电化反应过程中，因极板中的板栅为网状结构，由其组成的电场强度紊乱，所有位于网眼中心(死角)部位的活性物质，都很难被利用起来；另外，传统极板中的板栅电阻较大，使其两端产生较大的电压降和能量损耗，处在极板最远端的活性物质同样难以被利用。本实施例由一对电容极板3组成的匀强电场中无死角，使处在其中的活性物质利用率大幅提高。
在传统蓄电池充电过程中，因极板中的铅制板栅电阻较大，若充电电流过大，一方面易使电解液温度过高，造成极板变形而使活性物质脱落，另一方面使大量的水被电解，产生的气体在极板孔隙内产生压力，造成活性物质脱落。导致蓄电池容量下降，使用寿命缩短。本实施例中电容极板3表面为等势面，与其中的活性物质板表面接触点电压和电流处处相等，其接触点在整片活性物质板表面均匀分布，即使是对蓄电池进行特大电流充电，其所有接触面处的平均电流依然很小。不会造成电解液温度过高或使大量的水被电解的后果。所以，其充电速度，可以比传统铅酸蓄电池大大加快。
在传统蓄电池放电过程中，由于板栅电阻较大，输出功率大打折扣。本实施例中电容极板3的电阻可以忽略不计，输出功率会成倍提高。
正、负极活性物质板实施例5。见图6、7、8、9，本例的正极活性物质板5和负极活性物质板7所设的深层导流槽6，可减小电解液渗透阻力，增大活性物质板与电解液的反应面积，提高利活性物质的用率。背面平整，是为了增加与电容极板的导电接触面，从而增强导电性能，减少内阻。