一种电池密封结构论文和设计

全文摘要

本实用新型揭示了一种电池密封结构，电池槽内设有由隔板间隔的正极板和负极板，所述正极板上方的正极耳以及负极板上方的负极耳分别连接汇流排，所述汇流排连接极柱，所述汇流排上方设有密封汇流排的汇流排胶槽，所述极柱上方设有密封极柱的极柱胶槽，极柱胶槽一端与汇流排胶槽相连，另一端与封闭式的极柱封合凸槽相连，所述汇流排胶槽与汇流排之间以及极柱胶槽和极柱之间填充有环氧树脂胶。本实用新型利用环氧树脂胶与铅结合能力强，电池注酸化成后，环氧树脂胶能隔离或较大程度延缓硫酸和氧气对极柱、汇流排和极耳焊接处造成化学或电化学反应，有效避免铅炭电池在寿命期间内发生端子爬酸、汇流排和极耳焊接处腐蚀的早期失效问题。

主设计要求

1.一种电池密封结构，电池槽内设有由隔板间隔的正极板和负极板，所述正极板上方的正极耳以及负极板上方的负极耳分别连接汇流排，所述汇流排连接极柱，其特征在于：所述汇流排上方设有密封汇流排的汇流排胶槽，所述极柱上方设有密封极柱的极柱胶槽，极柱胶槽一端与汇流排胶槽相连，另一端与封闭式的极柱封合凸槽相连，所述汇流排胶槽与汇流排之间以及极柱胶槽和极柱之间填充有环氧树脂胶。

设计方案

2.根据权利要求1所述的电池密封结构，其特征在于：所述电池槽上方由电池盖密封，所述极柱胶槽和汇流排胶槽外壁延伸出电池盖封合胶槽，所述电池盖封合胶槽与电池槽封合凸台相匹配，使得电池槽与电池盖能被环氧树脂牢固密封。

3.根据权利要求2所述的电池密封结构，其特征在于：所述汇流排胶槽深度、以及汇流排胶槽与汇流排之间的环氧树脂胶胶量将汇流排和极耳焊接处浸润。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及铅酸蓄电池领域，具体涉及一种铅炭电池及其槽盖结构和密封方式。

背景技术

铅炭电池是一种新型的铅酸蓄电池，它在部分核电状态下高倍率放电寿命是传统铅酸蓄电池的3～5倍。铅炭电池的设计寿命一般在15年以上，但实际使用过程中多半会提前失效，负极端子爬酸、负极汇流排或负极耳焊接处的腐蚀脱落，均是造成铅炭电池早期提前失效的主要原因。

负极汇流排腐蚀：铅炭电池采用贫液式设计，电池在充电状态下正极析出氧化性强的氧气，负极汇流排为还原性强的铅，由于负极汇流排没有足够的酸液浸润保护，处于贫液富氧环境和缺乏足够的阴极保护，构成了氧气持续腐蚀的环境，造成汇流排腐蚀断裂。

负极耳焊接处腐蚀：铅炭电池采用铅锡合金烧焊或采用高锡合金蘸铸焊，焊接时各部位的冷却速度不均匀引起温度差异，造成锡严重偏析富集在晶带处，导致汇流排合金晶界与晶粒内的化学成分差异，在硫酸电解液中形成了腐蚀原电池，最终大面积的晶间腐蚀导致极耳与汇流排焊接处的晶粒失去结合力，金属强度下降使得极耳断裂失效。

负极端子爬酸：负极柱是活性很高的Pb，容易被O2氧化并与酸雾反应成PbSO4，同时在充放电过程中Pb与PbSO4相互转化，负极柱表面组织的体积大幅度膨胀和收缩不可避免的造成硫酸一步一步沿着铅极柱往上腐蚀，最终酸液爬到电池外部腐蚀连接线、设备的安全隐患。

发明内容

本实用新型主要针对上述“铅炭电池负极端子爬酸、负极汇流排或负极耳焊接处的腐蚀脱落造成电池早期失效”问题，提出一种铅炭电池及其槽盖结构与密封方式，结构合理，操作性强，本实用新型结构的主要目的在于：

大幅度增加环氧树脂胶密封极柱的高度，成倍增加端子爬酸的理论时间，有效防止铅炭电池端子爬酸，延长电池使用寿命和降低电池早期失效风险；

采用环氧树脂胶将电池汇流排和极耳焊接处进行密封，完全隔离氧气和硫酸电解液对汇流排和极耳焊接处的腐蚀，有效的延长电池使用寿命和降低电池早期失效风险。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种电池密封结构，电池槽内设有由隔板间隔的正极板和负极板，所述正极板上方的正极耳以及负极板上方的负极耳分别连接汇流排，所述汇流排连接极柱，所述汇流排上方设有密封汇流排的汇流排胶槽，所述极柱上方设有密封极柱的极柱胶槽，极柱胶槽一端与汇流排胶槽相连，另一端与封闭式的极柱封合凸槽相连，所述汇流排胶槽与汇流排之间以及极柱胶槽和极柱之间填充有环氧树脂胶。

所述电池槽上方由电池盖密封，所述极柱胶槽和汇流排胶槽外壁延伸出电池盖封合胶槽，所述电池盖封合胶槽与电池槽封合凸台相匹配，使得电池槽与电池盖能被环氧树脂牢固密封。

所述汇流排胶槽深度、以及汇流排胶槽与汇流排之间的环氧树脂胶胶量将汇流排和极耳焊接处浸润。

本实用新型当铅炭电池封合时，环氧树脂胶能将电池槽与电池盖密封，并将极柱、汇流排和极耳焊接处浸润在环氧树脂胶中，待环氧树脂胶固化后，极柱、汇流排和极耳焊接处被完全密封在环氧树脂胶水中。

环氧树脂胶与铅结合能力强，电池注酸化成后，环氧树脂胶能隔离或较大程度延缓硫酸和氧气对极柱、汇流排和极耳焊接处造成化学或电化学反应，有效避免铅炭电池在寿命期间内发生端子爬酸、汇流排和极耳焊接处腐蚀的早期失效问题。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1、2为电池盖结构示意图；

图3、4、7为电池端子结构示意图；

图5电池结构示意图；

图6为图5中局部放大示意图；

图8为端子焊接前电池结构示意图；

上述图中的标记均为：1：安全阀阀座；2：端子槽；3：极柱封合凸槽；4：电池盖封合胶槽；5：极柱胶槽；6：汇流排胶槽；7：正极板；8：负极板；9：隔板；10：正极耳；11：负极耳；12：极柱；13：汇流排；14：环氧树脂极柱胶；15：铜端子；16：铅；17：极柱铅套；18：环氧树脂红黑标识胶；19：电池盖；20：电池槽；21：环氧树脂封合胶。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如附图1、2，一种铅炭电池盖结构所示，包括：

安全阀阀座1，用于与安全阀配合实现单向排气和密封。端子槽2，用于放置端子并实现端子焊接和密封。极柱封合凸槽3，用于封合时极柱深入，待环氧树脂极柱胶固化后再将极柱封合凸槽3铣去，露出极柱12，以便极柱12与端子15焊接。电池盖封合胶槽4，用于注入环氧树脂封合胶21，并与电池壳配合密封。极柱胶槽5，用于注入环氧树脂极柱胶14，并将极柱12密封其中。汇流排胶槽6，用于注入环氧树脂极柱胶14，并将汇流排和部分高度的极耳密封其中。

如附图3、4，电池端子所示，包括：

铜端子15，用于电池与外部链接。铅16，用于包裹铜端子15，并与极柱12焊接。极柱铅套17，将极柱封合凸槽3铣去露出极柱12后，将极柱12套入极柱铅套17中，再将极柱12与极柱铅套17用火枪焊接在一起。

如附图5-7，一种铅炭电池及其密封结构所示，包括：

安全阀阀座1、电池盖封合胶槽4、正极板7、负极板8、隔板9、正极耳10、负极耳11、极柱12、汇流排13、环氧树脂极柱胶14、铜端子15、环氧树脂红黑标识胶18、电池盖19、电池壳20、环氧树脂封合胶21。

本实用新型结构铅炭电池的具体实施步骤：

极群焊接：先用隔板9将正极板7和负极板8进行配组成极群，再将极群中的正极耳10和负极耳11分别与极柱12进行焊接并形成汇流排13。汇流排13分为正汇流排和负汇流排，正汇流排与正极耳和正极柱连接，负汇流排与负极耳和负极柱连接。

极群入槽：极群焊接后装入电池槽20中。

电池盖注胶：在电池盖19的封合胶槽4中注入环氧树脂封合胶，在极柱胶槽5、汇流排胶槽6中注入环氧树脂极柱胶。

电池封合：将装有极群的电池壳20倒扣与电池盖配合，使电池壳封合凸台进入电池盖封合胶槽4中进行环氧树脂胶密封，使极柱12进入极柱胶槽5中进行环氧树脂胶密封，使汇流排13进入汇流排胶槽6中进行环氧树脂胶密封。

焊接端子：待环氧树脂胶水固化后，将电池正立(如附图8所示)，再使用铣刀将极柱封合凸槽3铣去，露出极柱12。将电池端子(如附图3、4所示)放入电池盖端子槽2内，并使极柱12从极柱铅套17中伸出，用火枪将极柱12与极柱铅套17焊接在一起。

色胶标识：端子焊接后，在电池盖端子槽2内滴入适量的环氧树脂胶红黑标识胶18，将端子进行密封，并且起到标识作用。

本实用新型结构的电池盖，与传统电池盖相比，取消了O型圈和压垫螺母结构，增加了极柱封合凸槽3，节省了塞O型圈和压垫螺母的操作，但需要铣切极柱封合凸槽3。

本实用新型结构的铅炭电池盖，汇流排胶槽6与极柱胶槽5连接，电池封合后能将整个极柱12、全部汇流排13和部分高度的极耳(正极耳10或负极耳11)用环氧树脂极柱胶14浸没密封，电解液必须突破极耳(正极耳10或负极耳11)、汇流排13、整个极柱12和电池端子15处环氧树脂极柱胶14的密封界面才能发生端子爬酸，成倍的增加了端子爬酸的路径长度，有效避免电池寿命期间端子爬酸造成早期失效的问题。同时，环氧树脂极柱胶14能将汇流排13和极耳焊接处完全密封，电池注酸化成后，环氧树脂极柱胶14能隔离或较大程度延缓硫酸和氧气对汇流排13、极耳(正极耳10或负极耳11)及极耳焊接处造成化学或电化学反应，有效防止铅炭电池在寿命期间内发生汇流排或极耳焊接处腐蚀的早期失效问题。

本实用新型结构可根据电池失效机理，仅对电池负极采取环氧树脂极柱胶14包裹保护汇流排13的结构设计，正极按照传统结构或仅采用环氧树脂极柱胶14包裹极柱12的铣切结构。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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