《水平電池》是超威電源有限公司於2011年9月8日申請的專利，該專利的申請號為2011203363530，公布號為CN202268441U，授權公布日為2012年6月6日，發明人是劉孝偉。
《水平電池》包括前蓋、槽體、後蓋、電池極群，所述槽體由平行設定的隔板隔為若干單元槽，每個單元槽對應一個電池極群，相鄰的電池極群透過所述隔板串聯，位於所述槽體一端的電池極群由所述前蓋引出負極端子，位於所述槽體另一端的電池極群由所述前蓋引出正極端子，所述前蓋上對應每個單元槽設有一個注液孔，每個注液孔設有一個安全閥。該實用新型由於採用了上述技術方案，極板採用水平方向疊層結構，避免了酸分層帶來的充放電不均勻的問題。正、負極匯流部件均為兩端對角引出，充電和放電的電流分布一致性好。
2016年12月7日，《水平電池》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《水平電池》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：水平電池
- 公布號：CN202268441U
- 授權日：2012年6月6日
- 申請號：2011203363530
- 申請日：2011年9月8日
- 申請人：超威電源有限公司
- 地址：浙江省湖州市長興縣雉城鎮新興工業園區
- 發明人：劉孝偉
- Int.Cl.：H01M4/68(2006.01)I
- 代理機構：杭州華鼎智慧財產權代理事務所（普通合夥）
- 代理人：魏亮
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
傳統鉛酸蓄電池是極板是垂直於地面裝配的，使用時也是垂直於地面安裝使用，正、負極板的板耳均置於蓄電池的上部，導電部件匯流排、端極柱都是從上連線引出。
水平鉛酸電池極板的板柵採用玻璃纖維、鉛複合材料編織而成，極板為準雙極結構，即在板柵的一半塗敷正極活性物為正極板，另一半塗敷負極活性物為負極板。經過復膜、浸酸、表面乾燥、固化等工序製作成雙極型生極板。組裝：極板間用隔膜隔開，上下用壓力框架固定。極板和隔板按照一定的位置，水平交錯堆放，然後安裝壓力框架固定，形成電池模組裝入蓄電池槽中，經鑄焊後進行密封，然後經後灌酸、化成，在蓄電池空隙中灌入石蠟，最後裝上安全閥，製作成為水平電池。
傳統鉛酸蓄電池極板垂直於地面使用，蓄電池導電部件都從上部連線引出，蓄電池在使用過程中容易出現電解液分層現象，蓄電池在放電過程中由於下部的硫酸濃度高，放出的容量相對較多，蓄電池上部則硫酸濃度低放出容量少，而在充電時，則出現上部優先充上電，活性物質有逐步從上向下反應轉化的趨勢，如果蓄電池放電深度較大，極板導電性減弱，當蓄電池上部已經處於充足電甚至過充電狀態時，下部還沒有充足電，隨著使用次數的積累，這種不均衡會越來越嚴重，最終導致蓄電池容量的快速衰減，壽命提前終止。
發明內容
專利目的
《水平電池》所要解決的技術問題是提供一種水平電池，避免了酸分層帶來的充放電不均勻的問題。
技術方案
《水平電池》包括前蓋、槽體、後蓋、電池極群，所述槽體由平行設定的隔板隔為若干單元槽，每個單元槽對應一個電池極群，相鄰的電池極群透過所述隔板串聯，位於所述槽體一端的電池極群由所述前蓋引出負極端子，位於所述槽體另一端的電池極群由所述前蓋引出正極端子，所述前蓋上對應每個單元槽設有一個注液孔，每個注液孔設有一個安全閥。
作為優選，所述電池極群由若干負極板和若干正極板交替層疊而成，所述負極板與所述正極板之間由絕緣板隔開，若干負極板上的負極板耳共同連線一個負極匯流排，若干正極板上的正極板耳共同連線一個正極匯流排，每個電池極群上的負極匯流排和正極匯流排為兩端對角設定，相鄰的電池極群通過各自的負極匯流排或正極匯流排串聯。
作為優選，所述負極板包括負極板柵、負極板耳，所述負極板柵為鉛合金板柵。
作為優選，所述負極板耳的寬度為所述負極板柵寬度的1/3～2/3。
作為優選，所述正極板包括正極板柵、正極板耳，所述正極板柵為鉛合金板柵。
作為優選，所述正極板耳的寬度為所述正極板柵寬度的1/3～2/3。
改善效果
《水平電池》由於採用了上述技術方案，極板採用水平方向疊層結構，避免了酸分層帶來的充放電不均勻的問題。正、負極匯流部件均為兩端對角引出，充電和放電的電流分布一致性好。
《水平電池》與傳統鉛酸蓄電池相比，各方面性能都具有明顯的優勢，主要表現在：
比能量高。採用複合材料板柵極大地降低了電池極板的重量，使電池重量比能量高於傳統鉛酸電池35％左右，達到50瓦時/千克。
峰值比功率高。《水平電池》由於新型材料的使用和結構的創新，峰值比功率達到800瓦/千克左右，是2011年9月前其他蓄電池所不可比擬的。
快速充電能力強。《水平電池》充電接受電流可以達到其容量的10倍以上，採用快速充電技術，全部充滿電量所需時間為45分鐘，8分鐘內可充入電容量的50％，15分鐘可達80％電容量。
大電流放電性能強。12伏85安培小時電池用300安大電流放電，可持續12分鐘，最大短路電流達6000安以上。
電池抗振動能力強。由於內部組裝採用壓力框架固定，同時後蓋、前蓋與電池極群的匯流部件採用環氧樹脂密封，所有匯流部件都被埋入密封膠裡面，避免了因振動衝擊導致活性物脫落而引起的電池失效。
附圖說明
圖1為《水平電池》的結構示意圖；
圖2為電池極群的結構示意圖；
圖3為圖2中電池極群的俯視圖；
圖4為負極板的結構示意圖；
圖5為正極板的結構示意圖。
權利要求
1.《水平電池》特徵在於：包括前蓋（1）、槽體（2）、後蓋（3）、電池極群（4），所述槽體（2）由平行設定的隔板（21）隔為若干單元槽，每個單元槽對應一個電池極群（4），相鄰的電池極群（4）透過所述隔板（21）串聯，位於所述槽體（2）一端的電池極群（4）由所述前蓋（1）引出負極端子（53），位於所述槽體（2）另一端的電池極群（4）由所述前蓋（1）引出正極端子（63）。
2.根據權利要求1所述水平電池，其特徵在於：所述電池極群（4）由若干負極板（5）和若干正極板（6）交替層疊而成，所述負極板（5）與所述正極板（6）之間由絕緣板（7）隔開，若干負極板（5）上的負極板耳（51）共同連線一個負極匯流排（52），若干正極板（6）上的正極板耳（61）共同連線一個正極匯流排（62），每個電池極群（4）上的負極匯流排（52）和正極匯流排（62）為兩端對角設定，相鄰的電池極群（4）通過各自的負極匯流排（52）或正極匯流排（62）串聯。
3.根據權利要求2所述水平電池，其特徵在於：所述負極板（5）包括負極板柵（54）、負極板耳（51），所述負極板柵（54）為鉛合金板柵。
4.根據權利要求3所述水平電池，其特徵在於：所述負極板耳（51）的寬度為所述負極板柵（54）寬度的1/3～2/3。
5.根據權利要求2所述水平電池，其特徵在於：所述正極板（6）包括正極板柵（64）、正極板耳（61），所述正極板柵（64）為鉛合金板柵。
6.根據權利要求5所述水平電池，其特徵在於：所述正極板耳（61）的寬度為所述正極板柵（64）寬度的1/3～2/3。
7.根據權利要求1所述水平電池，其特徵在於：所述前蓋（1）上對應每個單元槽設有一個注液孔（8），每個注液孔（8）設有一個安全閥（81）。
8.根據權利要求7所述水平電池，其特徵在於：所述注液孔（8）的外側設有用以密封所述安全閥（81）的蓋片（9）。
實施方式
圖1所示為《水平電池》，包括前蓋1、槽體2、後蓋3、電池極群4，所述槽體2由平行設定的隔板21隔為A、B、C、D、E、F六個單元槽，每個單元槽對應一個電池極群4，如圖2和圖3所示，所述電池極群4由若干負極板5和若干正極板6交替層疊而成，所述負極板5與所述正極板6之間由絕緣板7隔開，若干負極板5上的負極板耳51共同連線一個負極匯流排52，若干正極板6上的正極板耳61共同連線一個正極匯流排62，每個電池極群4上的負極匯流排52和正極匯流排62為兩端對角設定，相鄰的電池極群4通過各自的負極匯流排52或正極匯流排62串聯，位於所述槽體2一端的電池極群4的負極匯流排52由所述前蓋1引出負極端子53，位於所述槽體2另一端的電池極群4的正極匯流排62由所述前蓋1引出正極端子63。正、負端子採用全銅材加工而成，端子是嵌入匯流排中，牢固不會鬆動。
2011年9月前的水平電池結構中氣體是通過框架和石蠟密封間隙導出，用一個安全閥進行控制，可靠性不好。《水平電池》的所述前蓋1上對應每個單元槽設有一個注液孔8，每個注液孔8設有一個安全閥81。所述注液孔8的外側設有用以密封所述安全閥81的蓋片9。這樣，每個電池極群均由一個安全閥進行控制，可靠性好。
電池極群並列排列，分開裝配，焊接方式可以採用鑄焊或者其它焊接方式，可靠性高。
正、負極匯流部件均為兩端對角引出，使每部位對應的正、負極間的內阻相同；正、負極板板耳方向分別在兩端對角對稱，這樣在蓄電池每一個部位相對的正、負極活性物之間的電阻保持一致，因此通過的電流一致性也好，改善了充電和放電的電流分布一致性，無論大電流還是小電流都保持電流分布的一致性。
後蓋、前蓋與電池極群的匯流部件採用環氧樹脂密封，所有匯流部件都被埋入密封膠裡面，避免腐蝕、受振動或大電流斷裂，密封工藝是在加酸前進行，密封可靠性高，耐振動型強，不會出現單格之間串氣的現象，因此自放電小，對一致性有利。同時，由於匯流排等導電部件埋入密封膠中，採用接觸傳熱，傳熱（普通蓄電池採用空氣傳熱）速度快、溫升小，對大電流工作和快速充電極為有利。
如圖4所示，所述負極板5包括負極板柵54、負極板耳51，所述負極板柵54上塗覆負極活性物。所述負極板柵54為鉛合金板柵，導電性強、強度高、耐腐蝕性能強。所述負極板耳51的寬度為所述負極板柵54寬度的1/3～2/3，匯流排截面積大，適合高功率放電和大電流充電，並且蓄電池牢固不會出現斷路現象，安全性能極好。
如圖5所示，所述正極板6包括正極板柵64、正極板耳61，所述正極板柵64上塗覆正極活性物。所述正極板柵64為鉛合金板柵，導電性強、強度高、耐腐蝕性能強。所述正極板耳61的寬度為所述正極板柵64寬度的1/3～2/3，匯流排截面積大，適合高功率放電和大電流充電，並且蓄電池牢固不會出現斷路現象，安全性能極好。
《水平電池》能為電動汽車、混合動力汽車以及36伏/42伏電池系統提供非常實際的解決方案。水平鉛網電池在設計時，充分考慮了電解液濃度與內阻之間的關係，它的最佳工作區域為40-90％SOC，在此區域內，電池的庫倫效率在99％以上，充電接受能力極佳，只要充電電流足夠大，能在極短的時間內達到80％以上核電狀態，而且電池失水率極低，對電池的循環壽命有利。由於上面的特性，對於混合動力車而言，水平電池接受制動反充大電流的能力也就非常好。水平電池的大電流放電性能極強，常溫下，30倍率放電達30s，即使在-18℃，20倍率放電仍可達到30s，因此對於新的36/42伏汽車電池系統，水平電池的總容量僅需20安培小時，重量約18千克，而常規鉛酸電池容量應在60安培小時，重量60千克以上。此外，傳統電池的高電壓是通過單體電池焊接實現，電壓越高實現難度越大，而水平電池的串聯是通過連線雙極板的鉛絲直接實現，無需焊接，水平電池極群之間沒有隔斷，在相同的空間內，水平電池可以設計製造成各種不同電壓和容量的電池，比如12伏85安培小時電池，在電池盒外形基本不變的情況下，很容易組裝出24伏40安培小時、36伏25安培小時、48伏20安培小時等不同電壓系列的水平電池。
榮譽表彰
2016年12月7日，《水平電池》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
