[发明专利]一种铅酸模块电池、电池组及其制造方法

说明书

本发明公开了一种铅酸模块电池、电池组及其制造方法，利用柔性膜封装电池极群，取代了传统电池外壳的隔室结构，使电池极群更薄、极片面积更大，提高了活性物质的利用率，减低正负板栅的重量，也有利于化成冷却。利用封装条进行组装，可提供更好的刚性结构和整体性，通过正负电极串联，将多个柔性膜电池单元集成在一个铅酸模块电池内，可进一步将多个模块电池通过串联和/或并联的方式连接至负载。本发明可适用任意形状的电池极群，可采用外化成或内化成的方法加工制造，电解液的注液速度更快，也可单独进行重量控制，化成下线后再进行配组，更加有利于质量管理，提升电池组均一性。

技术领域

本发明涉及铅酸电池领域，具体地说涉及一种铅酸模块电池、电池组及其制造方法。

背景技术

传统铅酸电池极群采用重力浇铸工艺，导致集流体厚度大、筋条粗、比表面积小，制备成电池极群后呈块状，额定电压为2V。将多个电池极群装配至外壳内，串联制备成一个1×6或2×3的电池单元。外壳采用防腐蚀的工程塑料注塑成型，设有与电池极群数量对应的隔室，用于收容电池极群并盛装电解液。

现有技术对铅酸电池的改进并不涉及减小电池极群的厚度，因为这样会影响到电池性能。铅酸电池极群经过预压缩后插入外壳的各个隔室中，由外壳侧壁和隔室侧壁、以及压缩的AGM隔板共同为电池极群提供压缩力。铅酸蓄电池的寿命和电化学性能与压缩力大小呈正相关，因此增加AGM的压缩比例有利于提升性能，这就需要电池极群具有一定的厚度和强度。

从生产工艺来看，将正负极板栅用AGM分隔、包片后插入到外壳的隔室内。为提高铅酸电池的能量密度、倍率性能，就需要减小集流体厚度从而导致电池极群容易变形，在插入外壳时往往会遇到较大的阻力，降低生产效率。插入的电池极群提供的压缩力越大，固然可以提高电池寿命和性能，但也导致空隙减少，注酸速度缓慢。现有注酸工艺安装漏斗、接管路、抽真空多次注液，周期需要60-120S以上。

另一方面，现有壳体的隔室壁厚为2-4mm，增加了壳体重量，也导致化成过程中隔室内的热量难以和外界交换，为此需要延长化成时间来冷却电池。现有工艺是将电池放入水槽中，在水槽中加入冷却水，使用导线串联电池后，经过较长时间的准备工作后才能开始化成充电，充电时间为80-100小时。

从诊断与维护来看，现有的铅酸电池中某一腔体内的集流体出现故障将导致整个电池单元或电池组不合格，因为电池单体统一密封在一个电池外壳中，需要破坏全部的单体，因此没有维修价值。

发明内容

发明目的：本发明的目的是基于厚度更薄、比表面积更大的电池极群，提供一种利用柔性膜材封包电池极群和电解液的铅酸模块电池，并提高电池能量密度和倍率性能；本发明还有一个目的是提供包含前述铅酸模块电池的用于安装至负载的电池组；本发明还有一个目的是提供一种基于柔性膜铅酸电池单元，通过组合、化成、封装等工艺制造铅酸电池的方法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明的一种铅酸模块电池，包括壳体、设于壳体内的若干柔性膜铅酸电池单元、以及电极连接组件；所述柔性膜铅酸电池单元包括第一开口、电池极群、以及用于封包所述电池极群的柔性膜，所述电池极群的电极引出端延伸至所述柔性膜外，并与电极连接组件相连。

本发明所述电池极群由正负板栅间隔AGM隔板分包加工而成，正极板栅和负极板栅分别形成一个正极引出端和一个负极引出端。整个集流体设计成宽扁形立体结构，厚度不超过其宽度或长度的20％-50％。

所述的柔性膜至少具有一层耐腐蚀性的高分子膜层，例如PP材料或PP同系物材料的单层膜或复合膜。所述柔性膜的厚度不超过1mm，可根据需要进行设计。柔性膜在充盈时厚度略大于集流体厚度，长度和宽度大于集流体的长度和宽度，用于容纳足够的电解液。