[发明专利]双极性蓄电池

说明书

技术领域

本发明总体上涉及铅酸蓄电池，更具体地涉及双极性铅酸蓄电池 (bipolar lead acid battery)以及在双极性铅酸蓄电池中使用的双极板。

背景技术

铅酸蓄电池是一种二次电化学装置，它存储能量并能够以电的形式 提供该能量。铅酸蓄电池是使用最广泛的二次电池，其大量地应用在诸 如汽车等的应用场合中。铅酸蓄电池可包括多个并联或串联的单元电池。

单元电池的基本结构包括正极、负极、以及作为电解液的稀硫酸。 正极和负极也被分别称为正极板和负极板。在网栅上施加电池膏(paste) 以形成板，所述电池膏通常包括固定比例的氧化铅、硫酸铅、水以及某 些其它添加物。在充当正极板和负极板的网栅之间设置了电连接。

在常规的蓄电池设计中，在相邻单元电池之间使用的单元电池之间 的单个电连接限制了单元电池到单元电池的电流。单元电池之间的单个 电连接致使蓄电池内部电阻较高，并且消极影响蓄电池的高功率放电性 能以及快速充电能力。另外，单元电池之间的单个电连接易于出现机械 故障，影响了蓄电池的耐用性以及操作安全性。

单元电池之间的单个常规连接的另一根本限制在于，电流密度在板 几何形状上是不均匀的。由于电流分布的不均匀，与网栅的远离连接器 的部分相比，网栅的最靠近连接器的部分被腐蚀得更为严重。

双极板结构有助于克服常规蓄电池在相邻单元电池之间具有单元电 池之间的单个电连接的缺陷。双极板(也称biplate)由薄的导电片组成， 在该导电片平坦表面的一侧施加负极活性材料，而在另一侧施加正极材 料。双极性蓄电池结构一般具有采用了一系列元件的“层叠体”，这些元 件包括负单极端板、间隔件、一系列重复的双极板和间隔件、以及正单 极端板。经由单极端板实现了电气端接。

由于双极板厚度较小使得相邻单元电池的正极活性材料与负极活性 材料之间的电通路非常短，因此通常情况下电阻非常小。

常规的双极板使用铅衬底，在该铅衬底的一个表面上涂覆有正极电 池膏而在反面上涂覆有负极电池膏。这种双极板结构的一个主要问题是 过早失效，这是由导致了单元电池之间短路的穿透铅衬底的腐蚀所造成 的。另一个常见的、限制使用寿命的问题是电池膏材料在铅衬底平坦表 面上的糟糕的粘着力，这导致最终在活性材料与网栅之间失去接触。因 此，存在着对具有耐腐蚀衬底且结构耐用的双极板的需求。

发明内容

本发明内容部分旨在以简化的形式来介绍将在下面进一步详细说明 的概念中的一些。本发明内容部分既不旨在确认所请求保护的主题的主 要特征，也不旨在用于确定所请求保护的主题的范围。

在所述主题的一个实施方式中描述了一种铅酸蓄电池的双极板。该 双极板包括：具有第一预定尺寸的网栅、具有第二预定尺寸的分隔件、 正极电池膏、负极电池膏、正导电表面、以及负导电表面。所述网栅以 使得网栅大致覆盖分隔件两面的方式折叠在分隔件上。所述正导电表面 是通过在所述网栅的一面涂覆所述正极电池膏形成的，而所述负表面是 通过在所述网栅的另一面涂覆所述负极电池膏形成的。

所述主题的另一实施方式描述了一种双极板，该双极板包括：具有 第一预定尺寸的第一网栅、具有所述第一预定尺寸的第二网栅、具有第 二预定尺寸的分隔件、正极电池膏、负极电池膏、正导电表面、以及负 导电表面。所述第一网栅和所述第二网栅分别设置在所述分隔件的两面， 并且所述第一网栅和所述第二网栅是以使得所述分隔件位于所述第一网 栅和所述第二网栅的边缘之内的方式沿着所述第一网栅和所述第二网栅 的所述边缘连接的。所述正导电表面是通过在所述第一网栅上涂覆所述 正极电池膏形成的，而所述负表面是通过在所述第二网栅上涂覆负极电 池膏形成的。

在另一实施方式中描述了一种双极板层叠组件。该双极板层叠组件 包括正单极端板、负单极端板以及多个前述实施方式的双极板。这些双 极板以在相邻双极板之间设置间隔件的方式层叠。所述正单极端板和所 述负单极端板以在所述单极端板与下一双极板之间设置间隔件的方式设 置在所述多个双极板两端。

在另一实施方式中描述了一种铅酸蓄电池。该铅酸蓄电池包括：具 有正极端子和负极端子的蓄电池容器、以及前述实施方式的一个或更多 个双极板组件。各个双极板组件的所述正单极端板电连接到所述正极端 子，而各个双极板组件的所述负单极端板电连接到所述负极端子。

附图说明

图1提供了网栅100的图；