本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池,具體是一種雙極板型單元高能鉛酸電池串聯(lián)組成的高壓電池組和電池組的緊湊封裝方法。

背景技術(shù)：

自從1859年法國(guó)科學(xué)家普蘭特發(fā)明鉛酸電池以來(lái)，鉛酸電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)歷了154年的產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史。雖然鉛酸電池價(jià)格低廉，性能穩(wěn)定，運(yùn)行安全。但是它還有很多致命的缺點(diǎn)，例如比能量小、比功率低、壽命短。嚴(yán)重地影響了應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。

現(xiàn)有鉛酸電池技術(shù)中，基本采用的結(jié)構(gòu)是：由正負(fù)極“板柵”分別支撐正負(fù)極活性材料，由“匯流排”通過(guò)固定在板柵上的“極耳”連接多個(gè)“板柵”，再由“匯流排”的“極柱”引出到電池殼外，“極間連接線”完成由單元電池到電池組的級(jí)聯(lián)。單元電池內(nèi)的正負(fù)極之間有“隔板”隔離，以防止正負(fù)極間短路，其間充盈著電解液～稀硫酸溶液。

現(xiàn)有鉛酸電池技術(shù)中，使用了兩種鉛，一種為“非活性鉛”，就是上述的“板柵”、“匯流排”、“極耳”、“極柱”、“級(jí)間連接線”中所包含的鉛及鉛合金?！胺腔钚糟U”不直接參加充、放電所涉及的電化學(xué)反應(yīng)，因此它對(duì)電池的“儲(chǔ)電能力”不作任何貢獻(xiàn)。另一種為“活性鉛”，就是負(fù)極板上的“海綿鉛”和正極板上的“氧化鉛”，它是用來(lái)參加充、放電的電化學(xué)反應(yīng)的。

但并不是所有的“活性鉛”都能對(duì)“儲(chǔ)電能力”做出貢獻(xiàn)，因?yàn)檫€有相當(dāng)比例的“活性鉛”在電化學(xué)反應(yīng)中承擔(dān)“電氣通道”和支撐大比表面積反應(yīng)結(jié)構(gòu)的“后勤”作用。因?yàn)檎?fù)極板上的活性材料在放電反應(yīng)過(guò)程中，生成了不導(dǎo)電的“硫酸鉛”，如果活性材料完全反應(yīng)都生成了不導(dǎo)電的“硫酸鉛”，充電時(shí)沒有了導(dǎo)電通路，電化學(xué)反應(yīng)就不能進(jìn)行了。等于電池完全失效。

現(xiàn)有鉛酸電池的致命缺點(diǎn)之一“比能量小”的原因，在于“非活性鉛”的比例占了全部用鉛量的50％以上，占據(jù)了現(xiàn)有技術(shù)鉛酸電池幾乎一半的重量和較大的體積。另外，由于放電反應(yīng)生成物PbSO₄不溶于稀硫酸，結(jié)晶于活性材料的表面，也不導(dǎo)電，而電化學(xué)反應(yīng)所必需的電氣通路要由活性材料自身來(lái)承擔(dān)，即真正用于電能存儲(chǔ)的“活性鉛”的利用率也不到50％。這樣現(xiàn)有鉛酸電池中的鉛僅有不到25％的比例參與了充放電的電化學(xué)反應(yīng)。這樣現(xiàn)有的鉛酸電池的比能量也就不能達(dá)到其理論比能量(174wh/kg)的1/4；僅在35wh/kg左右。

現(xiàn)有鉛酸電池致命缺點(diǎn)之二“壽命短”。最常見的電池?fù)p壞的現(xiàn)象是正極活性材料脫落，負(fù)極出現(xiàn)不可逆硫酸鹽化而失去活性。

正極活性材料～“二氧化鉛”有兩種晶形,α氧化鉛和β氧化鉛，關(guān)于為何要設(shè)計(jì)兩種晶形的氧化鉛用于正極活性材料的原因時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中解釋道：α氧化鉛機(jī)械強(qiáng)度好，化學(xué)反應(yīng)活性低，而β氧化鉛化學(xué)反應(yīng)活性高是α氧化鉛的3倍，但機(jī)械強(qiáng)度差，當(dāng)兩種成分的配比位1：1.25時(shí)，反應(yīng)效率最高。而沒有進(jìn)一步解釋各個(gè)晶形組份在電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的作用。

其實(shí)α氧化鉛負(fù)責(zé)維持支撐高比表面積的活性材料反應(yīng)結(jié)構(gòu)和擔(dān)當(dāng)電氣通路的作用，因?yàn)樗姆磻?yīng)活性低，因此，它基本上不參加反應(yīng)，而β氧化鉛才是真正在正極進(jìn)行儲(chǔ)能充放電的有效物質(zhì)。二氧化鉛中僅有一半能真正的參與充放電儲(chǔ)能反應(yīng)。放電反應(yīng)中若β氧化鉛完全耗盡時(shí)，因?yàn)棣裂趸U和β氧化鉛相比 活性太低，反應(yīng)幾乎停止，又因?yàn)棣裂趸U是在堿性環(huán)境下生成的，酸性電解液環(huán)境不能生成α氧化鉛，所以α、β兩種晶形的比例產(chǎn)生變化的可能性比較小，所以，正極物質(zhì)二氧化鉛的大比表面積的反應(yīng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相對(duì)較高，也不容易生成體積較大的“硫酸鉛”塊兒，因此正極板柵上很少出現(xiàn)不可逆硫酸鹽化。

然而，盡管α氧化鉛的活性比較差，但不等于它完全不參加反應(yīng)，一旦α氧化鉛參加反應(yīng)生成硫酸鉛之后，在充電過(guò)程中，在酸性環(huán)境下硫酸鉛就不能還原成α氧化鉛而只能還原成β氧化鉛。雖然使電池的容量有所增加，由于活性提高，放電時(shí)轉(zhuǎn)換成的硫酸鉛的量就會(huì)增加，硫酸鉛的體積比二氧化鉛的體積大了很多，活性材料結(jié)構(gòu)就會(huì)因體積膨脹而破壞。所以正極板壽命短的現(xiàn)象主要是因膨脹應(yīng)力引起的板柵上活性材料脫落。

相比之下，負(fù)極材料“海綿鉛”只有一種晶形，充當(dāng)導(dǎo)電通路和儲(chǔ)能電化學(xué)反應(yīng)的是同一種材料，二者之間沒有必然的界線，很容易因電流密度不均勻，產(chǎn)生局部過(guò)放電，生成了體積較大的硫酸鉛，塊徑較大的“硫酸鉛”因難溶于稀硫酸，且不導(dǎo)電，因而在充電時(shí)就不能被還原成“海綿鉛”，失去了電化學(xué)活性而產(chǎn)生“不可逆硫酸鹽化”。雖然負(fù)極海綿鉛中摻入了硫酸鋇雜質(zhì)，由于其晶型與硫酸鉛相同，使新產(chǎn)生的硫酸鉛結(jié)晶于硫酸鋇上，利用結(jié)晶力自動(dòng)消除了“鈍化”，但并不能保持反應(yīng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。這也是為什么鉛酸電池負(fù)極板柵的損壞總是由“不可逆硫酸鹽化”引起的根本原因。

為什么傳統(tǒng)的鉛酸電池一定要犧牲一定量的活性材料來(lái)做導(dǎo)電通路和支撐實(shí)際上直接參加充放電反應(yīng)的那部分活性材料？早期鉛酸電池的設(shè)計(jì)者都想在有限的極板面積上制造出盡量大"安時(shí)容量"的電池。因此板柵上涂敷了較厚的活性材料。但實(shí)際上由于放電反應(yīng)生成物"硫酸鉛"不溶解于電解液,依附在活性材料的表面而產(chǎn)生鈍化,為防止不可逆硫酸鹽化的頻繁發(fā)生。只有構(gòu)想出在正極使用α氧化鉛和β氧化鉛兩種晶形結(jié)構(gòu),犧牲α氧化鉛的儲(chǔ)能作用,來(lái)支撐立體化的大比表面積反應(yīng)結(jié)構(gòu)。而在負(fù)極是用無(wú)機(jī)膨脹劑硫酸鋇,有機(jī)膨脹劑木質(zhì)磺酸素來(lái)保證形成立體的大比表面積反應(yīng)結(jié)構(gòu)，才能解決在有限容積下實(shí)現(xiàn)大“安時(shí)容量”的設(shè)計(jì)初衷。實(shí)際上控制放電反應(yīng)終了的是利用正極活性材料α氧化鉛和β氧化鉛化學(xué)反應(yīng)活性相差三倍,一旦β氧化鉛消耗殆盡,反應(yīng)速度大幅度下降,從而防止不能深度過(guò)放電。但是α氧化鉛活性低和沒有活性是兩個(gè)概念,低活性的也要參加反應(yīng)，只不過(guò)速度很慢。并且α氧化鉛是在堿性條件下生成的,少量的α氧化鉛一旦反應(yīng)生成硫酸鉛,在充電時(shí)只能返回到β氧化鉛。也就是說(shuō)實(shí)際上α氧化鉛即使在"非過(guò)放"的反應(yīng)中也是一直在消耗,所以正極活性材料立體化大比表面反應(yīng)結(jié)構(gòu)就在循環(huán)充放電中，不斷地衰退而失去作用。進(jìn)而影響到正極的活性材料立體大比表面反應(yīng)結(jié)構(gòu)在循環(huán)充放電中也不斷地產(chǎn)生衰退的現(xiàn)象。因此，壽命短是鉛酸電池活性材料結(jié)構(gòu)的本質(zhì)問(wèn)題。

正、負(fù)極板壽命之所以短，還有一個(gè)共同的原因來(lái)自于古老的，至今尚未改變過(guò)的“陰極板柵—極耳—匯流排—極柱—級(jí)聯(lián)體—極柱—匯流排—極耳—陽(yáng)極板柵”的級(jí)聯(lián)方式，這種級(jí)聯(lián)方式存在如下幾種問(wèn)題：

1.級(jí)聯(lián)平均路徑長(zhǎng)，級(jí)聯(lián)路徑的截面積小而導(dǎo)致的級(jí)聯(lián)電阻大，造成整個(gè)電池組無(wú)論在充電還是放電過(guò)程中，使電池組因級(jí)聯(lián)電阻的附加發(fā)熱、附加損耗加大而影響了電池組的性能。

2.對(duì)于板柵而言，電化學(xué)產(chǎn)生電流的匯流出口在板柵一端很小區(qū)域的極耳上。這就造成了整個(gè)板柵電流密度分布的不均勻，電流密度的差別就造成溫度梯度，以極耳處最高，逐漸向柵板遠(yuǎn)端降低。電化學(xué)反應(yīng)速度是溫度的函數(shù)，距極耳近 的區(qū)域電子流通路徑短可及時(shí)中和極板連接的活性物質(zhì)上聚集的正離子，離子濃差極化弱，有利于電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行，距離極耳遠(yuǎn)的區(qū)域，電子流通路徑長(zhǎng)，不能及時(shí)中和極板連接的活性物質(zhì)上聚集的正離子，離子濃差極化強(qiáng)，減弱了電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行，溫度和濃差極化兩個(gè)因素都導(dǎo)致了板柵上活性材料電化學(xué)反應(yīng)速度不一致，前述的“陽(yáng)極板柵活性材料的膨脹脫落”與“陰極板柵活性材料的不可逆硫酸鹽化”很大的一部分原因是因?yàn)檫@種級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的。在反復(fù)充放電的過(guò)程中，這種級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)造成微弱電流密度不均衡所致電化學(xué)反應(yīng)深度差別，不斷被重復(fù)，不斷積累造成的局部首先損壞導(dǎo)致鉛酸電池短命的結(jié)果。

3.現(xiàn)有技術(shù)中一般都將極板脫落的原因歸咎于熱過(guò)載使板柵彎曲，這個(gè)熱過(guò)載的一部分原因也是級(jí)聯(lián)內(nèi)阻過(guò)大引起的。由于放電反應(yīng)中鉛或二氧化鉛結(jié)合了電解液中的硫酸根而生成硫酸鉛時(shí),體積膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力，致使其他活性材料脫落才是根本的原因。

因?qū)鹘y(tǒng)鉛酸電池在充電時(shí)容易析氣(正極析出氧氣，負(fù)極析出氫氣)，不僅造成電池失水，需要經(jīng)常進(jìn)行補(bǔ)水維護(hù)。還容易使極板受到氧氣和濃度升高的硫酸的腐蝕，降低電池的壽命。同時(shí)析出的氫氣、氧氣匯合在空氣中容易爆炸而構(gòu)成了不安全因素。所以出現(xiàn)了閥控密封鉛酸電池技術(shù)，它利用負(fù)極氫的析出電位高于在正極氧的析出電位，將在電解液和隔膜中建立氣體通道，將正極先析出的氧導(dǎo)引到負(fù)極，與負(fù)極沉積的鉛反應(yīng)，生成氧化亞鉛，由于電極表面氧化亞鉛的存在就阻止了氫的析出，同時(shí)氧化亞鉛與硫酸作用生成了硫酸鉛和水，這樣就防止了失水現(xiàn)象的產(chǎn)生。所以，處于“浮充電”工況的密封鉛酸電池幾乎無(wú)須進(jìn)行補(bǔ)水的維護(hù)工作，方便了電池的使用。鉛酸電池膠體電解液技術(shù)利用分子級(jí)的硅膠網(wǎng)絡(luò)，相對(duì)固定了活性材料的微結(jié)構(gòu)，使其對(duì)穩(wěn)定活性材料反應(yīng)結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)了鉛酸電池的壽命發(fā)揮了一定的作用。但是在電解液和隔板中制造兩極板間的氣體通道需要經(jīng)過(guò)一定的使用周期之后，硅膠干裂形成氣道。

至于那些防止板柵腐蝕，來(lái)增長(zhǎng)電池壽命的努力，并無(wú)實(shí)際的進(jìn)步意義。因?yàn)樗麄儧]有看出這種結(jié)構(gòu)上的致命弱點(diǎn)。

鉛布板柵水平電池開始對(duì)板柵為基礎(chǔ)的古老結(jié)構(gòu)發(fā)出挑戰(zhàn)，但他挑戰(zhàn)的僅僅是諸多不合理結(jié)構(gòu)之一。將極耳由傳統(tǒng)板柵的集中匯流點(diǎn)，改變?yōu)檎麄€(gè)鉛布板柵的斷面作匯流。與傳統(tǒng)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)相比，雖然增大了級(jí)聯(lián)路徑的截面積，但是沒有從根本上改變平均級(jí)聯(lián)路徑的長(zhǎng)度，因此整個(gè)板柵上電流密度的實(shí)際分布還是不均勻的。

借鑒氫氧燃料電池，固體電解質(zhì)燃料電池中的簡(jiǎn)潔內(nèi)部級(jí)聯(lián)的雙極板概念，也有人提出了雙極板鉛酸電池。開始有了對(duì)鉛酸電池古老結(jié)構(gòu)進(jìn)行根本改變的初次嘗試。這些技術(shù)措施中由于雙極板材料選擇的限制，正負(fù)極活性材料結(jié)構(gòu)仍然與古老的結(jié)構(gòu)相同，電池使用壽命短的狀況并未得到有效的改善，所以這個(gè)革新沒有獲得廣泛的應(yīng)用。

從美國(guó)發(fā)明的“卷繞式鉛酸電池”是對(duì)傳統(tǒng)鉛酸電池結(jié)構(gòu)的一次重大改進(jìn)。使用了薄板柵和薄活性材料的結(jié)構(gòu)，減少了非活性鉛的比例。雖有些進(jìn)步，但沒有根本脫離基于板柵結(jié)構(gòu)的鉛酸電池的古老技術(shù)，由于卷繞板柵的引線是從各極板上分布式引出的緩解了極耳式板柵電流密度不均勻的狀況。其中使用的薄板柵上依然要像傳統(tǒng)板柵一樣具有開口柵格以增加活性材料的接觸強(qiáng)度，同時(shí)活性材料依然使用了傳統(tǒng)的“海綿鉛”—“氧化鉛”的配對(duì)活性材料。這樣大比表面積活性材料結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)問(wèn)題依然存在，并沒有得到根本的解決。

同時(shí)，在鉛酸電池154年的產(chǎn)業(yè)歷史里，一直沿用煉鉛、鑄鉛、高溫球磨鉛 粉的工藝。不僅能耗巨大，而鉛污染嚴(yán)重，不利于環(huán)境保護(hù)。正、負(fù)極板柵形式不同，正負(fù)極活性材料不同，無(wú)論技術(shù)革新進(jìn)行了多少次，動(dòng)力電池中使用非活性鉛制作匯流排、極柱、極耳、級(jí)間連線的結(jié)構(gòu)和正極使用二氧化鉛、負(fù)極使用海綿鉛作活性材料結(jié)構(gòu)的總格局始終沒有改變。工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低下。

然而，對(duì)于鉛酸電池之所以能經(jīng)歷154年的產(chǎn)業(yè)生存經(jīng)久不衰的理由何在，本發(fā)明認(rèn)為在所有的化學(xué)電池中，鉛酸電池是最優(yōu)秀的化學(xué)設(shè)計(jì)之一。最優(yōu)秀的特點(diǎn)如下：

1.正負(fù)極反應(yīng)生成物都是相同的化學(xué)物質(zhì)～“硫酸鉛”，正所謂“雙硫酸鹽化”。這在迄今為止的所有化學(xué)電池中所沒有的，不知為何這一優(yōu)秀的特點(diǎn)一直沒有得到重視，也就沒有被利用。

2.放電生成物“硫酸鉛”微溶于電解液～稀硫酸，并且不導(dǎo)電，不污染電解液。

3.自動(dòng)“去鈍化”機(jī)制的設(shè)計(jì)，這種自動(dòng)“去鈍化”巧妙地選擇硫酸鋇作為去鈍化工質(zhì)，它既與硫酸鉛有相同的晶體結(jié)構(gòu)，又根本不參加鉛酸電池的充放電反應(yīng)，具有相當(dāng)高的化學(xué)穩(wěn)定性。相同的晶體結(jié)構(gòu)使得放電反應(yīng)中生成的硫酸鉛分子被相同晶體結(jié)構(gòu)的結(jié)晶力拉到硫酸鋇周圍與硫酸鋇形成共晶,不僅防止其在活性材料上形成多晶鈍化層，而且還試圖在每一次放電反應(yīng)中都重整活性材料的三維大比表面積結(jié)構(gòu)。

申請(qǐng)?zhí)枮?00910171743.4的中國(guó)專利背景技術(shù)中，綜述了近期很多關(guān)于雙極板鉛酸電池的公開技術(shù)，該專利中說(shuō)明了雙極板鉛酸電池技術(shù)背景中出現(xiàn)的問(wèn)題大多都是有機(jī)基板和金屬嵌入物之間存在縫隙引發(fā)的離子絕緣問(wèn)題，以及公開號(hào)為CN101202356A的專利也是因?yàn)閱卧姵氐拿芊鈫?wèn)題，致使循環(huán)壽命不穩(wěn)定。為改進(jìn)有機(jī)基板和金屬嵌入物之間的離子密封問(wèn)題和雙極板鉛酸電池存在的板柵腐蝕、硫酸鹽化問(wèn)題、活性物質(zhì)與塑料板柵的結(jié)合力問(wèn)題及所謂現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)活性物質(zhì)單面做功問(wèn)題，提出改進(jìn)的措施是：①將有機(jī)板和金屬嵌入物的表面作疏水處理；②基板上貼吸收電解液的毛氈然后在毛氈表面設(shè)置活性物質(zhì)層，使活性物質(zhì)兩面都能參加反應(yīng)，這就是該發(fā)明者所謂的雙面做功；③在各個(gè)電池單元向上開通氣孔，必要時(shí)設(shè)置聯(lián)通各個(gè)通氣孔的共用氣室，在共用氣室上設(shè)置減壓閥。

對(duì)于措施①是借助材料的斥水性，阻止水性電解液在金屬嵌入物和有機(jī)基板之間的狹縫中流通從而提高離子電阻。這一辦法是可行的。但原來(lái)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)使用的雙極板太厚，由于雙極板的用量很大，其重量和體積都有礙于電池組整體重量比能量和體積比能量的提高。措施②是增添吸收電解液的毛氈布設(shè)置在活性物質(zhì)層與有機(jī)基板之間，使活性材料內(nèi)外兩面都接觸到電解液，即所謂的雙面做功，這樣就會(huì)拉長(zhǎng)電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)電通路的長(zhǎng)度，這不僅要消耗自行擔(dān)當(dāng)導(dǎo)電通路活性物質(zhì)的比重，使活性材料利用率進(jìn)一步降低，更重的是活性材料中不能沿活性材料鋪設(shè)方向形成很長(zhǎng)的導(dǎo)電通路，這是因?yàn)殂U酸電池的活性材料是氧化鉛和海綿鉛，它們放電反應(yīng)中都生成硫酸鉛，而硫酸鉛是不導(dǎo)電的，承擔(dān)導(dǎo)電通道的活性物質(zhì)一旦發(fā)生了放電反應(yīng)，就會(huì)將遠(yuǎn)端電化學(xué)反應(yīng)所必需的導(dǎo)電通路掐斷，并且更容易形成不可逆的硫酸鹽化。即使不在背面設(shè)吸收電解液的毛氈，電解液能通過(guò)毛細(xì)現(xiàn)象浸入活性材料，這一措施不僅是畫蛇添足，而且更不利雙極板面與活性材料的結(jié)合。措施③是增加單元電池向上的出氣孔和建立共用氣室安裝減壓閥，這個(gè)措施在該發(fā)明的單元電池厚度較大的條件下并無(wú)新意，因?yàn)樗械?V以上的傳統(tǒng)鉛酸電池內(nèi)都是由多個(gè)單元鉛酸電池串聯(lián)而成，其中每個(gè)鉛酸電池都有向 上的出氣通道，也有公共的氣室和減壓閥。如果雙極板鉛酸電池的單元電池薄到接近毫米或更低，這個(gè)問(wèn)題才是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。即便是這樣，該發(fā)明者根本未談到，從透氣孔出去的可能是氣體也可能是受熱膨脹的電解液，如果是電解液，即使不多也會(huì)在公共通道中形成離子短路通道，影響電池正常的充放電反應(yīng)。所以公共氣室中還要設(shè)置各個(gè)單元電池間相互隔離的電解液存儲(chǔ)空間才可行。

申請(qǐng)?zhí)枮?01210115319.X，發(fā)明名稱為薄膜復(fù)合材料雙極電池及雙極板基體，該技術(shù)背景中闡述當(dāng)前雙極板鉛酸電池問(wèn)題時(shí)，列舉了美國(guó)和中國(guó)已經(jīng)公開的專利，并總結(jié)出現(xiàn)有雙極板電池存在的4個(gè)問(wèn)題，①相鄰單體電池間的密封問(wèn)題；②接觸電阻造成的功率損失問(wèn)題；③電解液引起雙極板發(fā)生腐蝕的問(wèn)題；④制作工藝的復(fù)雜程度是否有利于大規(guī)模生產(chǎn)的問(wèn)題。該申請(qǐng)中對(duì)上述問(wèn)題的解決方案為采用耐酸的熱固或熱塑型高分子材料加入一些點(diǎn)陣式的導(dǎo)電顆粒組成基板，要求導(dǎo)電顆粒的粒徑要是基板厚度的1.1～1.4倍，基板的兩面再覆以鉛箔熱壓，最終形成薄膜復(fù)合材料極板，然后將這種極板的兩面分別涂敷正極鉛膏和負(fù)極鉛膏，就成了雙極板。雙極板之間放置灌注硫酸電解液的超細(xì)玻璃纖維隔膜，將這些單元堆疊后兩端各加上一個(gè)正單極板和負(fù)單極板，分別通過(guò)自己的極柱引出，成為一個(gè)雙極板電池，其雙極板基體為薄膜復(fù)合材料。而該專利的技術(shù)背景中列舉的第①問(wèn)題似乎并未涉及，其是否解決了②、③、④問(wèn)題，也沒有正面回應(yīng)，僅在說(shuō)明書中描述“本發(fā)明所制備的雙極薄膜復(fù)合材料鉛酸電池具有耐腐蝕性能好、重量輕、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，并滿足大規(guī)模制造條件”給予交代。該專利所述的解決方案，實(shí)際上就是雙極板鉛酸電池公知技術(shù)中所說(shuō)的塑料板矩陣形的穿金屬針的翻版，要求針的長(zhǎng)度一定要比板厚，以便在電氣上連接兩面活性材料層。該專利的解決方案的前部分與上述技術(shù)并無(wú)區(qū)別。后一部分試圖通過(guò)熱壓解決兩面鉛箔與導(dǎo)電顆粒的結(jié)合，鉛箔與塑料基板的結(jié)合。并說(shuō)預(yù)壓溫度150度，熱壓溫度250度。而鉛的熔點(diǎn)是328攝氏度，現(xiàn)有的技術(shù)中沒有理論支持在遠(yuǎn)離熔點(diǎn)可以通過(guò)壓力，15分鐘內(nèi)可以將兩個(gè)金屬結(jié)合在一起，如果這是事實(shí)的話，焊接技術(shù)就要退出歷史舞臺(tái)了。再有，沒有理論支持50微米厚的鉛箔。經(jīng)過(guò)250°的高溫就可與塑料結(jié)合在一起。從250度的溫度熱壓后出模，回到室溫，將近200°的溫差，發(fā)明者沒有說(shuō)明塑料與鉛箔是否具有同樣的熱膨脹系數(shù)，按常理理解，塑料的線脹溫度系數(shù)大于鉛。回到室溫后，熱應(yīng)力會(huì)使鉛箔和塑料分離。

再有，現(xiàn)有的雙極板鉛酸電池的所有背景技術(shù)文獻(xiàn)中，解決的都是“非活性鉛的”問(wèn)題，具體表現(xiàn)他們都是使用現(xiàn)有鉛酸電池技術(shù)的兩極不同的活性材料和涂膏工藝。沒有顧及現(xiàn)有技術(shù)中，在活性材料里面還有接近一半，根本沒有參加充放電的電化學(xué)反應(yīng)，而僅是做了“后勤工作”——充當(dāng)電化學(xué)反應(yīng)所必須的電流通道和結(jié)構(gòu)支撐的事實(shí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種雙極板型單元高能鉛酸電池構(gòu)成的高壓電池組和電池組的緊湊封裝方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種雙極板型單元高能鉛酸電池，單元高能鉛酸電池包括電子導(dǎo)體雙極板15，其兩面分別涂布同一種以硫酸鉛為正負(fù)極主要活性材料的活性材料層20，其中，一面的活性材料層上再鋪設(shè)電池隔板19。

所述的雙極板型單元高能鉛酸電池，所述分別涂布于電子導(dǎo)體雙極板15兩側(cè)的活性材料層厚度為0.15-0.3mm，優(yōu)選厚度為0.2mm。

活性材料層由硫酸鉛、添加劑和鉛酸電池膠體電解液組成，其中添加劑為 公知鉛酸電池負(fù)極材料添加劑(如硫酸鋇、腐殖酸和乙炔黑的混合物與PP短纖維的組成添加劑，混合物的加入量為1wt％～1.3wt％，PP短纖維的加入量為0.5wt％；其中硫酸鋇、腐殖酸和乙炔黑的混合物之間的重量份數(shù)比為5：4：2)。膠體電解液為現(xiàn)有公知膠體鉛酸電池的電解液(稀硫酸加納米二氧化硅)，膠體電解液與硫酸鉛的重量比例為1︰10。

所述電子導(dǎo)體雙極板15為由鍍鉛“不銹鋼纖維布”浸漬熔融液態(tài)純鉛再經(jīng)熱處理輥軋而制成的復(fù)合材料薄板；薄板厚度為0.02-0.04mm，優(yōu)選厚度為0.03mm，薄板中鉛(包括鍍鉛和浸漬鉛)與不銹鋼纖維的優(yōu)選體積比為4：6。

所述活性材料層以均勻厚度涂布于電子導(dǎo)體雙極板15的中心部位，對(duì)電子導(dǎo)體雙極板15未涂布的區(qū)域采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行疏水處理。

所述活性材料層20涂布的矩形面積小于雙極板15的矩形面積，活性層邊緣與雙極板邊緣平行，其邊緣與電子導(dǎo)體雙極板15邊緣的垂直距離為0.4-3mm；優(yōu)選，活性材料層20涂布的矩形的三個(gè)邊緣與電子導(dǎo)體雙極板15邊緣的垂直距離為0.5mm，另一個(gè)垂直距離為2mm,垂直距離為2mm的邊對(duì)應(yīng)電池堆的“上端面”，并將氣體泄放腔安裝于此處。

所述電池隔板19為經(jīng)鉛酸電池膠體電解液浸泡后的AGM隔膜，并且它的矩形尺寸與電子導(dǎo)體雙極板15的尺寸相同，其中隔膜厚度為0.2-0.4mm，優(yōu)選厚度為0.2mm。

一種串聯(lián)雙極板鉛酸電池組25，對(duì)于輸出電壓是2NV的電池組，所述電池組包括N-1個(gè)所述雙極板型單元高能鉛酸電池18串聯(lián)堆砌，電池組堆砌順序是任意兩個(gè)相鄰雙極板型單元高能鉛酸電池18帶有隔膜19的一面與另一個(gè)雙極板單元電池18不帶隔膜的活性材料層面20貼緊實(shí)現(xiàn)串聯(lián)，所有單元電池18四邊對(duì)齊，在“上端面”安裝氣體泄放腔26，然后再和2個(gè)分別稱為“+號(hào)”、“-號(hào)”24的輸出極板組成電池組。兩個(gè)輸出極板都單面涂布活性材料層20，涂布尺寸與邊緣尺寸同單元電池一樣。只是“-號(hào)”輸出極板24在活性層上還要加貼一張隔板19。輸出極板的極耳與“上端面”同方向。

一種串聯(lián)雙極板鉛酸電池組的封裝方法，其特征在于：

1)使用齒形夾具27將所述的串聯(lián)形成的電池組25夾緊,夾具接觸的是“+號(hào)”22、“-號(hào)”24的輸出極板，夾具優(yōu)化夾緊力1kg/cm²，夾緊后,使用耐酸絕緣漆噴涂電池組的兩側(cè)面和底面(即與設(shè)氣體泄放腔的端面相對(duì)的面)，絕緣漆充盈了每個(gè)單元電池中活性材料層20邊緣到電子導(dǎo)體雙極板15邊緣的空間。絕緣漆在極板邊緣外的厚度應(yīng)達(dá)到0.5mm，以使各個(gè)單元電池密封連成一體，形成單元電池的預(yù)密封；

2)預(yù)密封固化后，用高強(qiáng)纖維布貼附在噴涂有絕緣漆的面，然后使用打包帶將氣體泄放保護(hù)殼(26.c)固定在“上端面”上；

3)通過(guò)齒形夾具的齒口(29)，使用市售高強(qiáng)度纖維扁帶(32)將包括輸出電極板在內(nèi)的電池堆，進(jìn)行多道捆扎、每一道纏繞都要拉緊、熱熔接打封，在撤去夾具后依然能維持電池組內(nèi)極板間的壓力；

4)使用沾有未固化樹脂的高強(qiáng)纖維,沿打包帶的方向在沒有打包帶的區(qū)域均勻繞緊電池組，在樹脂固化后形成平整、光滑的高強(qiáng)度薄殼和加固高強(qiáng)度纖維布一起用來(lái)保護(hù)預(yù)密封的絕緣漆層；

5)對(duì)上述步驟4)處理后電池組的輸出引出極耳與氣體泄放腔保護(hù)罩出口進(jìn)行工裝保護(hù)后，將電池組整體浸漬樹脂并固化。固化后拆掉上述的工裝保護(hù)，在氣體泄放腔保護(hù)罩出口安裝限壓安全閥，即實(shí)現(xiàn)電池組的封裝。所述的樹脂為公 知的環(huán)氧樹脂、碳短纖維和氫氧化鎂阻燃劑；其中，碳短纖維與氫氧化鎂阻燃劑的加入量分別為環(huán)氧樹脂的5wt％。

所述氣體泄放腔表面經(jīng)疏水處理，氣體泄放腔內(nèi)設(shè)有電池組的單元電池?cái)?shù)(n-1)個(gè)的隔離板，每個(gè)隔離板上設(shè)有止位板，止位板以下的部分插入電池的雙極板之間，止位板用于限位，抵緊雙極板邊緣。氣體泄放腔外部安置保護(hù)殼，保護(hù)殼通過(guò)打包帶固定在氣體泄放腔外面，并通過(guò)整體浸入樹脂進(jìn)行密封。

本發(fā)明還要做進(jìn)一步的說(shuō)明：

1.鉛酸電池活性材料的選擇：

本發(fā)明電池的負(fù)極和正極，都采用同一種“硫酸鉛”作為主要活性材料。使用膠體電解液將硫酸鉛拌合成糊膏后，涂布在雙極板(15)的兩面，事先沒有正、負(fù)極之分。只有在充電后，才能分出正負(fù)極。因?yàn)槌潆姾?，在充電電源的正極所對(duì)應(yīng)的極板板面上，生成了正極活性材料“氧化鉛”；而在電源負(fù)極對(duì)應(yīng)的極板板面上生成了負(fù)極活性材料“海綿鉛”。如果正負(fù)極板上涂覆的“硫酸鉛”是絕對(duì)一致和等量的話，這種活性材料的轉(zhuǎn)換率將達(dá)到100％。

本發(fā)明高能鉛酸電池在充電后的活性材料結(jié)構(gòu)為：

1)充電后的正極活性材料“氧化鉛”中不再有對(duì)活性材料起支撐作用的“α晶型的氧化鉛”，因?yàn)椤唉辆脱趸U”只能在堿性溶液環(huán)境下生成。在酸性電解液的情況下生成的只能是“β晶型氧化鉛”，它具有很高的電化學(xué)活性，是能實(shí)現(xiàn)有效的正極充放電的活性材料。在本發(fā)明中，雙極板(15)取代了支撐“β晶型氧化鉛”和承擔(dān)電化學(xué)導(dǎo)電通路的“α晶型氧化鉛”。說(shuō)明本發(fā)明的鉛酸電池中的正極的活性材料是可以100％利用的。

2)充電后的負(fù)極活性材料“海綿鉛”形式上與傳統(tǒng)電池相同，而不同的是0.2mm厚的活性材料中，實(shí)際上已經(jīng)沒有作為前述現(xiàn)有鉛酸技術(shù)中“作為承擔(dān)電化學(xué)反應(yīng)的導(dǎo)電通路”而不參加儲(chǔ)能反應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)。在放電反應(yīng)中可以做到使極板上的“海綿鉛”100％轉(zhuǎn)化成“硫酸鉛”，而不用擔(dān)心出現(xiàn)不可逆的“硫酸鹽化”。

3)所謂的“硫酸鉛”微溶于稀硫酸是指在無(wú)電場(chǎng)力的條件下，當(dāng)“硫酸鉛”置于強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度下時(shí)，它在稀硫酸中的溶解度就會(huì)增加，而順利進(jìn)行充電反應(yīng)?！安豢赡媪蛩猁}化”是指放電反應(yīng)生成硫酸鹽塊徑太大，每個(gè)單元電池充電電壓2.4V左右，電場(chǎng)強(qiáng)度等于電壓除距離，如果塊徑太大，它就是上述的距離，這樣施加在硫酸鹽快上的電場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)低于溶解的閾值，而不發(fā)生溶解，但放電時(shí)生成的硫酸鉛還會(huì)優(yōu)先在其上沉積，使塊徑增長(zhǎng)，便形成不可逆的硫酸鹽化。鑒于極板上涂敷的活性材料的厚度僅有0.2mm，雙極板結(jié)構(gòu)保證了均勻的電流密度分布。鉛酸電池膠體電解液的使用，固定了活性材料微結(jié)構(gòu)，放電反應(yīng)中，不會(huì)出現(xiàn)“硫酸鉛”的聚集。因此，在極板面積內(nèi)的任何地方的“硫酸鉛”的厚度不會(huì)超過(guò)0.2mm。而這個(gè)厚度的“硫酸鉛”在充電電壓轉(zhuǎn)化的電場(chǎng)強(qiáng)度的作用下可充分地溶解。本發(fā)明從極板結(jié)構(gòu)的機(jī)制上，制止了不可逆“硫酸鹽化”的出現(xiàn)，有效地延長(zhǎng)了電池的壽命。

本發(fā)明選擇“硫酸鉛”作為兩極共同的活性材料的理由：原來(lái)鉛酸電池最優(yōu)秀的電化學(xué)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)之一就是正負(fù)極板放電反應(yīng)中生成了相同的反應(yīng)生成物-“硫酸鉛”。而“硫酸鉛”的密度既小于正極物質(zhì)“氧化鉛”的密度，也小于負(fù)極活性材料“海綿鉛”的密度，這就等于說(shuō)傳統(tǒng)鉛酸電池在放電反應(yīng)中極板的體積會(huì)發(fā)生膨脹，會(huì)使活性材料結(jié)構(gòu)因膨脹受力而脫落。這會(huì)歸結(jié)于原來(lái)化學(xué)設(shè)計(jì)的致命錯(cuò)誤。任何電池的放電反應(yīng)的生成物也都會(huì)因分子結(jié)構(gòu)的變化發(fā)生膨脹。 但是我們反其道而行的策略，是將體積膨脹后的“硫酸鉛”作為活性材料。對(duì)其進(jìn)行充電后，在正負(fù)極板面分別轉(zhuǎn)換成“氧化鉛”和“海綿鉛”時(shí)，活性材料的體積縮小了，正好為放電反生成物應(yīng)預(yù)留了“恰如其分”的空間，本發(fā)明又從活性材料的選擇上，建立了從根本上防止極板膨脹脫落的結(jié)構(gòu)機(jī)制，為延長(zhǎng)電池的壽命做出了有益的貢獻(xiàn)。

本發(fā)明在硫酸鉛中還加入了傳統(tǒng)鉛酸電池在活性材料中使用的添加劑。如增加導(dǎo)電性的炭黑，乙炔黑，作為膨脹劑的微量的硫酸鋇和木質(zhì)磺酸素，防止活性材料板結(jié)并保持蓬松?，F(xiàn)有鉛酸電池技術(shù)僅在負(fù)極活性材料中使用無(wú)機(jī)膨脹劑硫酸鋇，而本發(fā)明在兩極活性材料中均使用硫酸鋇做膨脹劑，放電反應(yīng)生成硫酸鉛時(shí)，因有硫酸鋇的存在就能制止均勻多晶鈍化層的形成。

本發(fā)明之所以“硫酸鉛”為正負(fù)極共同活性材料的另一個(gè)原因是，與現(xiàn)有技術(shù)相比省去了高污染的“制鉛粉”工藝。完全濕法工藝在溶液中制取硫酸鉛。提高了資源利用率，簡(jiǎn)化工藝，降低污染，降低制造成本。

2.極板材料的選擇

在傳統(tǒng)鉛酸電池中，板柵的腐蝕也是影響壽命的重要因素之一。原始技術(shù)中使用的純鉛板柵耐腐蝕，但機(jī)械強(qiáng)度不夠。合金板柵滿足強(qiáng)度需求但不耐腐蝕。本發(fā)明中，雙極板材料為“純鉛基不銹鋼纖維布復(fù)合材料”。它的制備方法：先使用公知技術(shù)將厚度為15微米的不銹鋼纖維布(其纖維絲徑為6微米)經(jīng)表面處理后鍍鉛，干燥后在惰性氣體保護(hù)下，浸入熔融態(tài)液體純鉛中拉出冷卻后，經(jīng)滾軋壓平，厚度僅為0.03mm。對(duì)雙極板表面，還使用具有高導(dǎo)電率的“聚苯胺”涂料進(jìn)行了防腐處理，使其在電解液中的的抗腐蝕性能超過(guò)十年。

超薄雙極板(15)不但充當(dāng)了現(xiàn)有鉛酸電池的“非活性鉛”對(duì)活性材料的支撐作用，也擔(dān)當(dāng)了現(xiàn)有鉛酸電池的“活性鉛”中擔(dān)當(dāng)“后勤”導(dǎo)電通路的作用,并因此取消了在現(xiàn)有鉛酸技術(shù)中，那些不直接參加充放電化學(xué)反應(yīng)的非活性和活性鉛，以期最大可能地提高鉛的利用率。雙極板還充當(dāng)了電池組中單元電池的內(nèi)部級(jí)聯(lián)。使得“級(jí)聯(lián)路徑長(zhǎng)度”為0.03mm，“級(jí)聯(lián)路徑截面積”為極板的面積。與現(xiàn)有鉛酸電池相比，將因級(jí)聯(lián)引起的電子內(nèi)阻降低了數(shù)百萬(wàn)倍。由于兩極的活性材料與隔膜的厚度都只有0.2mm，超短的級(jí)聯(lián)路徑共同防止了離子濃差極化的產(chǎn)生。所以本發(fā)明所構(gòu)造的鉛酸電池的內(nèi)阻遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)鉛酸電池。

本發(fā)明使用化學(xué)穩(wěn)定的不銹鋼纖維提高極板的機(jī)械強(qiáng)度，又沒有改變純鉛的化學(xué)性質(zhì)，純鉛極板的析氫電位得以提高，加上我們?nèi)P繼承的密封膠體電解液電池技術(shù)，就能很好地防止有害的“析氣”現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.單元電池和電池組結(jié)構(gòu)：

本發(fā)明的“單元鉛酸電池”是在雙極板兩面涂有等量活性材料，再疊加一層浸滿膠體電解液的0.2mm厚的AGM隔膜。它等于一個(gè)四層結(jié)構(gòu)，雙極板和隔膜面積有相同的幾何尺寸，活性材料層與雙極板4邊中的3個(gè)邊緣預(yù)留了0.3～0.8mm寬的距離，優(yōu)選尺寸為0.5mm，沿雙極板端面預(yù)留了單元電池密封隔離空間；余下的一個(gè)邊緣預(yù)留了3mm～5mm的距離，此處粘接了氣體溢出隔離艙。構(gòu)成一個(gè)總厚度為0.63mm的單元鉛酸電池。沒有級(jí)聯(lián)引出線，僅有一個(gè)電極板。

在構(gòu)成電池組時(shí)，只需將上述的單元電池依次同向串聯(lián)相疊，并使用鍍鉛銅板作為電池組兩端的引出極，就構(gòu)成了電池組。

4.電池組的封裝結(jié)構(gòu)：

①.單元電池隔離密封

與現(xiàn)有電池技術(shù)中的每一個(gè)單元電池都必須具有良好地密封一樣，本發(fā)明必 須在高密度組裝的單元電池之間實(shí)現(xiàn)單元電池的緊湊密封。

依次串聯(lián)疊放的若干個(gè)單元電池構(gòu)成一個(gè)電池組，除兩個(gè)輸出極板面之外，還有4個(gè)堆砌面，高等級(jí)防酸絕緣漆充填到每一個(gè)單元電池雙極板邊緣和活性材料層邊緣預(yù)留的密封空隙中和氣體溢出隔離艙的側(cè)面，做好單元電池預(yù)密封。

②.電池組緊固方法

使用高強(qiáng)度熱熔接纖維打包扁帶，通過(guò)預(yù)應(yīng)力加強(qiáng)板對(duì)電池堆做多道捆扎打封，以便保持適合的極板間壓力。使用絕緣漆為粘合劑將加固增強(qiáng)的高強(qiáng)纖維布粘接在后端和兩個(gè)側(cè)面。

③.設(shè)置氣體泄放腔保護(hù)罩和安全閥

將氣體泄放腔保護(hù)罩置放在單元電池氣體溢出隔離艙組的外面并固定在電池組前端。

④.制備纖維增強(qiáng)預(yù)密封保護(hù)層。

浸漬環(huán)氧樹脂漿的高強(qiáng)纖維均勻繞在電池組外固化后保護(hù)單元電池密封層。

⑤電池組整體整體浸漬復(fù)合材料樹脂。樹脂中包含氧化鋁短纖維和氫氧化鎂阻燃劑，固化后形成堅(jiān)固的電池組薄殼。

氣體泄放腔中配置有單元電池之間電解液的隔離墻，防止離子短路。留下隔離墻之間的空隙用于釋放可能出現(xiàn)的析氣和可能溢出的少量的電解液。

這樣，電池組側(cè)面、底面，雙極板兩面活性材料外邊緣0.5mm寬的絕緣漆就構(gòu)成了每個(gè)單元電池中，正負(fù)極活性材料的可靠隔離，也防止電解液中的離子在邊緣上，繞過(guò)雙極板短路。

這樣緊湊的封裝就能降低傳統(tǒng)鉛酸電池結(jié)構(gòu)中，因電池容器對(duì)電池重量比能量和體積比能量的影響。

5.電池組輸出電壓的選擇。

傳統(tǒng)商品鉛酸電池組的電壓較低，同等輸出功率下的電流較大，而外電路的電子元件及輸出回路都會(huì)因大電流而造成過(guò)度損耗，降低了系統(tǒng)的能源利用率。本發(fā)明中的單元電池的厚度僅有0.63mm。63mm厚的電池組的輸出電壓就高達(dá)200V，在同等輸出功率下，因電壓大幅提高，電流就會(huì)降得很低，同時(shí)減小了在放電反應(yīng)中，因離子濃差極化造成的內(nèi)阻損耗。不僅電池的放電反應(yīng)效率提高，而且外電路的電能轉(zhuǎn)換效率也因電壓的提高和電流的降低而得到提高。即高輸出電壓的選擇對(duì)提整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的成本做出了貢獻(xiàn)。

本發(fā)明單元電池在極板上薄薄平鋪一層平面活性材料。以極板作為活性材料的電化學(xué)反應(yīng)的導(dǎo)電通路和活性材料的支撐。每次放電可以全部耗盡極板上的活性材料，所產(chǎn)生的硫酸鉛的厚度也不致形成“不可逆硫酸鹽化”。反應(yīng)面積與視在面積基本相同。使得單位體積內(nèi)的反應(yīng)面積反而遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)鉛酸電池。同時(shí)單位體積內(nèi)的儲(chǔ)電容量，將遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)鉛酸電池技術(shù)。特別是,這個(gè)在單位體積內(nèi)的大的反應(yīng)面積被本發(fā)明的結(jié)構(gòu)體系固定下來(lái),不會(huì)隨充放電循環(huán)的加長(zhǎng)而衰退，也不會(huì)因一時(shí)的過(guò)放電或過(guò)充電而遭到破壞。理論上,雙極板耐腐蝕的壽命就是電池的壽命。如果今后可以直接采用"聚苯胺、石墨烯復(fù)合材料"導(dǎo)電塑料薄膜作雙極板,理論壽命可至數(shù)十年以上。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明繼承了傳統(tǒng)鉛酸電池優(yōu)秀的化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì)，以及在鉛酸電池膠體電解液、活性材料添加劑和防止充電過(guò)程中析氣的免維護(hù)方法等技術(shù)改進(jìn)，但從根本上改變了鉛酸電池的結(jié)構(gòu)，取消了傳統(tǒng)鉛酸電池中的非活性鉛，以及不直接起儲(chǔ)能作用僅承擔(dān)電化學(xué)導(dǎo)電通路的活性鉛材料，采用本發(fā)明電池的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù) 相比，在同等容量下，電池的用鉛量減少3/4以上；重量比能量提高到接近135wh/kg；(現(xiàn)有技術(shù)35wh/kg，現(xiàn)有磷酸鐵鋰電池100wh/kg)重量比功率提高約220w/kg；(現(xiàn)有技術(shù)45w/kg)深度循環(huán)壽命約為2000次；(現(xiàn)有技術(shù)200次)活性材料僅有0.2mm厚，極低的電池內(nèi)阻允許大電流快速充電，而不會(huì)損壞電池。比同等容量傳統(tǒng)鉛酸電池的生產(chǎn)成本降低20％。在機(jī)械結(jié)構(gòu)上固定了單位體積內(nèi)的大表面積的活性結(jié)構(gòu)，使其長(zhǎng)期穩(wěn)定。采用厚度為0.03mm的超薄鉛復(fù)合材料雙極板，使得充放電電化學(xué)反應(yīng)的電流密度均勻，從根本上杜絕的不可逆硫酸鹽化的發(fā)生。同時(shí)采用硫酸鉛作為兩極的活性材料，杜絕了因膨脹而造成活性材料脫落現(xiàn)象的發(fā)生，延長(zhǎng)鉛酸電池的循環(huán)壽命達(dá)到2000次以上。單元電池沒有外殼，電池組整體使用纖維纏繞后浸入樹脂的薄殼封裝工藝提高了體積比能量。

采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且電池封裝后容易實(shí)現(xiàn)單體高壓低內(nèi)阻，長(zhǎng)循環(huán)壽命、高倍率充放電電池，同時(shí)簡(jiǎn)化了電池的生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)鉛酸電池的結(jié)構(gòu)圖簡(jiǎn)圖；

圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)鉛酸電池正極板柵及活性材料結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖3示出了現(xiàn)有技術(shù)鉛酸電池負(fù)極板柵及活性材料結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖4a、圖4b分別為現(xiàn)有技術(shù)鉛酸電池正、負(fù)極活性材料充電后微觀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5a、圖5b分別為現(xiàn)有技術(shù)鉛酸電池正、負(fù)極活性材料放電后微觀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明雙極板鉛酸單元電池的電子導(dǎo)體極板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明雙極板鉛酸單元電池結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為+號(hào)輸出電極結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為-號(hào)輸出電極結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為電池組“中心部分”結(jié)構(gòu)及氣體泄放腔結(jié)構(gòu)和安裝進(jìn)入電池中心部分的狀態(tài)示意圖；

圖11為電池組氣體泄放盒結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為封裝第一道工序?qū)嵤╇姵亟M夾緊過(guò)程說(shuō)明圖；

圖13為封裝第二道工序?qū)嵤﹩卧姵仡A(yù)密封過(guò)程說(shuō)明圖；

圖14 為封裝第三道工序?qū)嵤└邚?qiáng)纖維布側(cè)端面加固和安裝保護(hù)罩過(guò)程說(shuō)明圖，圖14.1為氣體泄放腔保護(hù)殼與泄放腔之間的位置關(guān)系示意圖；

圖15 為封裝第四道工序?qū)嵤┒嗟来虬鼛Юυ^(guò)程說(shuō)明圖；

圖16 為封裝第五道工序?qū)嵤┱礃渲邚?qiáng)纖維纏繞電池形成復(fù)合材料薄殼過(guò)程說(shuō)明圖；

圖17 為封裝第六道工序?qū)嵤╇姵亟M整體浸漬氧化鋁短纖維和氫氧化鎂阻燃劑復(fù)合樹脂包裝過(guò)程說(shuō)明圖；

圖18 為本發(fā)明第二實(shí)施例，并聯(lián)形成低壓大電流電池組結(jié)構(gòu)示意圖；

圖19 為本發(fā)明氣體泄放腔的第二實(shí)施例～氣體泄放腔板示意圖；

圖20 為本發(fā)明氣體泄放腔板安裝狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施過(guò)程做詳細(xì)說(shuō)明：

需要指出的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明申請(qǐng)的實(shí)施例以及實(shí)施例中的各種技術(shù)特征及其衍生方法可以組合構(gòu)成多種未在本發(fā)明說(shuō)明書的實(shí)施例，但這些都是本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的體現(xiàn)，也都構(gòu)成了對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例的具 體說(shuō)明并不形成對(duì)其他可能實(shí)施例的限制，下面將就參考附圖并結(jié)合實(shí)施例做具體解釋。

為了理解本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)鉛酸電池的改進(jìn)意圖，先以圖1-圖5說(shuō)明傳統(tǒng)鉛酸電池的結(jié)構(gòu)。由圖1可見現(xiàn)有技術(shù)的鉛酸電池的結(jié)構(gòu)，(1)為鉛酸電池的外殼，(6)為負(fù)極板柵，(7)為負(fù)極活性材料“海綿鉛”，它依附在(6)之上；(11)為負(fù)極板柵電流的出口極耳，(12)是對(duì)多個(gè)負(fù)極板柵進(jìn)行并聯(lián)的負(fù)極匯流排，(13)是將負(fù)極電流引出密封殼(1)的負(fù)極柱，(14)是與電池組內(nèi)相鄰電池正極串聯(lián)的級(jí)聯(lián)導(dǎo)線，(10)為正極板柵，(9)為正極活性材料“氧化鉛”，它依附在(10)之上；(3)為正極板柵電流的出口極耳；(4)是對(duì)多個(gè)正極板柵進(jìn)行并聯(lián)的正極匯流排，(5)是將正極電流引出密封殼(1)的正極柱；(2)是與電池組內(nèi)相鄰電池負(fù)極串聯(lián)的級(jí)聯(lián)導(dǎo)線。(8)為鉛酸電池中正負(fù)極活性材料之間的隔板。電池內(nèi)充滿了稀硫酸電解液。背景技術(shù)中所說(shuō)的電流密度不均勻是指活性材料依附在正極板柵(10)和負(fù)極板柵(6)上，在板柵最下面的活性材料和板柵最上面的活性材料充放電的行為過(guò)程有所不同，因?yàn)樘峁┭趸€原能力的是外電路的電流，而電流是通過(guò)板柵傳遞到活性材料上的，在板柵下面的電流路徑就要長(zhǎng)；而在上面的電流路徑就會(huì)短，因此造成電流密度稍有差別，反復(fù)地充放電就會(huì)使這種微小的差別不斷積累，就會(huì)在負(fù)極板柵的上部因路徑短、電阻小、電流密度大，造成局部“過(guò)放電”而產(chǎn)生“不可逆硫酸鹽化”，而在正極板柵的上部因局部“過(guò)充電”而產(chǎn)生板柵的氧化腐蝕。

一旦有一個(gè)微小的“不可逆硫酸鹽化”生成，只要放電進(jìn)行，負(fù)極板柵上，在它周圍新生成的硫酸鉛就要首先選擇在它的上面“著床結(jié)晶”，這是物質(zhì)析出時(shí)的必然規(guī)律。這樣“不可逆硫酸鹽化”的“晶核”就會(huì)迅速地長(zhǎng)大。不但使活性材料失效，而且由于“不可逆硫酸鹽化晶體”的膨脹將其他活性材料擠碎從板柵上脫落。

從圖1中可以看出正、負(fù)陽(yáng)極板柵(6)、(10)，正負(fù)極板柵極耳(3)、(11)，多個(gè)正負(fù)極板柵并聯(lián)的匯流排(4)、(12)，將電流引導(dǎo)單元電池之外的正負(fù)電極極柱(5)、(13)，電池組級(jí)聯(lián)導(dǎo)線(2)、(14)，這些都是鉛及鉛合金制成品。他們不具有儲(chǔ)能所需要的“電化學(xué)活性”，這些是“非活性鉛”，他們與活性材料的重量比幾乎是1︰1。

由圖4a現(xiàn)有技術(shù)鉛酸電池在充電后活性材料局部微觀結(jié)構(gòu)的示意圖可見，充電后正極板柵(6)上所依附“氧化鉛”(7)，其中“α晶型”氧化鉛(7.1)，它的“電化學(xué)活性低，機(jī)械強(qiáng)度好”，它不直接參加充放電的化學(xué)反應(yīng)，僅起到給具有“電化學(xué)活性”的“β晶型”氧化鉛(7.2)作支架和導(dǎo)電通路的作用。圖4b可見充電后負(fù)極板柵(10)上依附了“海綿鉛”(9)，與正極活性材料有兩種晶形相區(qū)別，負(fù)極活性材料只有一種晶型。并且圖5a可見放電后，原“β晶型”氧化鉛(7.2)都變成了“硫酸鉛”(7.3)；因結(jié)合了硫酸根體積有所膨脹。當(dāng)(7.2)全部轉(zhuǎn)化成硫酸鉛后，正極活性材料只有“α晶型”氧化鉛(7.1)，它的化學(xué)活性較“β晶型”氧化鉛(7.2)低很多，所以放電電流迅速銳減，因此它不僅控制了正極的電化學(xué)反應(yīng)也控制了負(fù)極的電化學(xué)反應(yīng)。使整個(gè)電池的電化學(xué)反應(yīng)基本上停下來(lái)。圖5b，由于負(fù)極活性材料只有一種晶型，因此，生成的硫酸鉛與承擔(dān)電氣通路的活性材料沒有明顯的界限，電流密度大的地方生成的硫酸鉛要厚一些，電流密度小的地方就薄一些。

雙極板的實(shí)施例

如圖6所示，雙極板的基材(17)為直徑為6微米的6股316不繡鋼纖維紡成 線，再以該線織成平紋布。將該不銹鋼平紋布經(jīng)過(guò)堿洗、酸洗、水洗、烘干后，電鍍純鉛(16)，到35微米，然后回火處理并熱滾軋壓實(shí)至30微米后切成帶卷備用。涂布活性材料(20)。

活性材料制備實(shí)施例

800目硫酸鉛若干，加入1.0～1.3wt％的鉛酸電池公知添加劑(如以5：4：2比例混合的硫酸鋇、腐殖酸、乙炔黑)和0.5wt％的PP短纖維?；旌暇鶆蚝蠹尤?.5ml/L的膠體硫酸溶液充分?jǐn)嚢枳鳂O板涂布備用。

隔板實(shí)施例

使用現(xiàn)有技術(shù)的AGM電池隔板厚度0.2～0.4mm，優(yōu)選厚度為0.2mm，浸漬膠體電解液充填A(yù)GM隔板所有空隙，并固化。成為預(yù)充電解液的電池隔板(19)。

單元電池實(shí)施例

如圖7所示，雙極板型單元高能鉛酸電池(18)包括電子導(dǎo)體雙極板(15)，電子導(dǎo)體雙極板(15)兩面分別涂布以硫酸鉛為主要成分的活性材料層(20)，其中，一面的活性材料層上再鋪設(shè)電池隔板(19)。

所述分別涂布于電子導(dǎo)體雙極板(15)兩側(cè)的活性材料層厚度為0.2mm；活性材料層由硫酸鉛、添加劑和鉛酸電池膠體電解液組成，其中添加劑成分與現(xiàn)有鉛酸電池負(fù)極材料添加劑相同，膠體電解液組份與現(xiàn)有膠體鉛酸電池的電解液組份相同。所述活性材料層涂布于電子導(dǎo)體雙極板(15)的中心部位，電子導(dǎo)體雙極板(15)未涂布的區(qū)域經(jīng)公知的疏水處理。

所述活性材料層(20)邊緣與電子導(dǎo)體雙極板(15)邊緣的垂直距離為0.5mm，其中黏貼氣體溢出隔離艙隔板(26.1)的一邊的距離為2mm。雙極板(15)的這個(gè)邊稱為單元電池(18)的“上端面”。

輸出極板實(shí)施例

輸出極板如圖8、圖9所示，包括“+號(hào)輸出極板”(22)和“-號(hào)輸出極板”(24)。輸出極板的極板(23)是2mm厚的鍍鉛銅板，端部有一個(gè)極耳，“+號(hào)”極耳(23.1)、“-號(hào)”極耳(23.2)?！?號(hào)”輸出極板(22)在面向極耳的單面，涂布了0.2mm后的活性材料層(20)，涂布形式與單元電池完全相同；“-號(hào)”輸出極板(24)在面向極耳的單面，涂布了0.2mm厚的活性材料層(20)后，又在活性材料層上覆著一層浸滿膠體電解液的AGM隔膜(19)，邊緣距離要求與單元電池完全相同。

電池組實(shí)施例

參見圖8-11，串聯(lián)雙極板鉛酸電池組的構(gòu)成方法：電池組裝配順序是：任意兩個(gè)雙極板型單元高能鉛酸電池(18)串聯(lián)方法是在任何兩個(gè)相鄰的雙極板單元電池中，一個(gè)單元電池帶有隔膜的一面與相鄰的另一個(gè)單元電池不帶隔膜一面接觸，并且相鄰的兩個(gè)單元電池的“上端面”對(duì)齊。對(duì)應(yīng)2nV的輸出電壓，電池組將包括n-1個(gè)所述雙極板型單元高能鉛酸電池(18)串聯(lián)堆砌(25)，再將一個(gè)“+號(hào)”輸出極板(22)和一個(gè)“-號(hào)”輸出極板(24)安裝在單元電池堆(25)兩端組成。其中，電池組(25)的沿串聯(lián)方向一端的雙極板型單元高能鉛酸電池(18)涂布活性材料層(20)的一面與“-號(hào)”輸出極板(24)的隔膜面(19)緊密接觸；電池組(25)的另一端的雙極板型單元高能鉛酸電池(18)隔膜層(19)的一面與“+號(hào)”輸出極板(22)的活性層面(20)緊密接觸；輸出極板的極耳與“上端面”同方向。

所述串聯(lián)堆砌的n-1個(gè)所述雙極板型單元高能鉛酸電池的端面上裝入氣體泄放腔(26)。

如圖9所示，集流板(23)分成兩部分，極耳(23.2)和匯流區(qū)(23.1)，“-號(hào)” 刻印在極耳的兩面。

如圖10所示，所述電池組氣體泄放腔(26)有一個(gè)止位板(26.2)，安裝時(shí)，止位板貼到電池堆的端面，抵緊電子導(dǎo)體雙極板(15)的邊緣，從圖10的局部細(xì)節(jié)放大圖，可以看到隔離板(26.1)在止位板(26.2)下面的長(zhǎng)度為2mm，厚度與單元電池(18)中的硫酸鉛活性材料層(20)厚度相同為0.2，隔離板(26.1)插入電池堆(25)后，正好充填了電池堆(25)端面上所有單元電池(18)內(nèi)硫酸鉛活性材料層(20)邊緣到電子導(dǎo)體雙極板(15)邊緣的空隙。子腔隔離板(26.1)正好夾在隔膜(19)和雙極板(15)之間。電解液或氣體可以通過(guò)透氣透水隔膜(19)，進(jìn)入子腔(參見圖10)。同時(shí)氣體泄放腔(26)兼做電解液脹縮盒，該氣體泄放腔(26)具有n個(gè)子腔(26.5)，每一個(gè)子腔(26.5)對(duì)應(yīng)一個(gè)單元電池(18)，子腔由隔板(26.1)的插腳(26.4)插入電池組內(nèi)部，緊貼單元電池的電子導(dǎo)體雙極板(15)，將每個(gè)單元電池隔離開，由于氣體泄放腔(26)和電子導(dǎo)體雙極板(15)邊緣的表面都作了疏水處理，表面的斥水性使子腔隔離板(26.1)能阻止電解液在相鄰單元電池之間流動(dòng)。因此子腔(26.5)下部可以容納膨脹出的液態(tài)電解液，上部允許氣體從溢出口(26.3)溢出(參見圖11)。

氣體泄放腔第二實(shí)施例

上述氣體泄放腔(26)的設(shè)計(jì)也可按照如下方式，如圖19 使用帶有邊緣(26.b)的單片的隔板(26')，它由子腔隔板(26.1')、止位板(26.2')、出氣口(26.3')、插腳(26.4')組成；如圖20所示，在使用單元電池堆砌電池組的過(guò)程中，每個(gè)單元電池一片隔板(26')，單片隔板(26')的插腳(26.4')抵緊單元電池的活性材料層(20)的邊緣，單片隔板(26')的止位板(26.2')緊靠在單元電池隔板(19)的邊緣，用耐酸膠將單片隔板(26')粘在單元電池的電子導(dǎo)體極板(15)上。電池堆(25)堆好之后，在每片隔板的邊緣(26.b)上有4個(gè)槽口(26.a)已經(jīng)對(duì)齊，其中放入直徑為0.5mm塑料絲，對(duì)單片隔板組進(jìn)行輔助固定。然后在電池組封裝第二道工序時(shí)將出氣口(26.3')遮掩好，使用耐酸絕緣漆對(duì)單元電池進(jìn)行預(yù)密封時(shí)也對(duì)單片隔板組進(jìn)行密封。密封漆要蓋住單片隔板組使其成為一個(gè)整體的氣體泄放腔。實(shí)施例2的提出是為了適應(yīng)活性材料層(20)和電池隔板(19)的厚度可能出現(xiàn)的偏差。同時(shí)安裝時(shí)比較方便。

上述電池組可在兩種方式下實(shí)施，即高壓電池組和低壓電池組；具體為：

高壓小電流電池組

所述單元電池的厚度僅為0.63mm，所以250串聯(lián)單元的厚度加上封裝為160mm，即可有500V的工作電壓。這樣的電池組在傳統(tǒng)電池技術(shù)中是不常見的。在同等輸出功率下高壓電池的輸出電流會(huì)因輸出電壓的提高而成比例的降低，低的輸出電流將在兩方面降低電池的損耗，電化學(xué)反應(yīng)中電解液的離子擴(kuò)散濃差和極化在電池內(nèi)電路所造成的壓降，因電流的減小而降低。電池級(jí)聯(lián)電阻所造成的壓降同樣也會(huì)降低。

目前，電動(dòng)汽車中常需要500V以上的電源電壓。以降低電控器件的成本和電氣回路的損耗，所以本發(fā)明的雙極板鉛酸電池非常適合電動(dòng)車的應(yīng)用。

低壓大電流電池組(40)(以電動(dòng)自行車使用的48V為例)

雙極板鉛酸電池的單元電池厚度為0.63mm，實(shí)現(xiàn)48V的輸出電壓僅需要1.44cm的堆厚，而活性物資層0.2mm厚，單位面積的容量?jī)H約有0.02Ah/cm²，為獲得較高的安時(shí)容量，就必須將已經(jīng)串聯(lián)的電池組在進(jìn)一步地并聯(lián)(其實(shí)傳統(tǒng)鉛酸電池技術(shù)都是先并聯(lián)后串聯(lián))。圖18是將3個(gè)48V電池組芯并聯(lián)的示意圖。在這個(gè)實(shí)施例中是以先串聯(lián)后并聯(lián)的方式完成的。將3個(gè)串聯(lián)電池(47)并聯(lián)在一 起。匯流極板(41)是第1個(gè)電池的正極。匯流極板(42)是第一個(gè)串聯(lián)電池和第二個(gè)串聯(lián)電池的負(fù)極。匯流極板(46)是第二個(gè)串聯(lián)電池和第三個(gè)串聯(lián)電池的正極。匯流極板(44)是第三個(gè)串聯(lián)電池的負(fù)極。正輸出極柱(45)將三個(gè)串聯(lián)電池正匯流極板(41)、(46)聯(lián)接在一起，負(fù)輸出極柱(43)，將三個(gè)串聯(lián)電池的負(fù)匯流極板(42)、(44)聯(lián)接在一起。

電池組封裝實(shí)施例

串聯(lián)雙極板鉛酸電池組的封裝：

封裝的第一道工序(參見圖12)，用齒狀?yuàn)A具(27)、(28)從上下兩面貼緊+、-號(hào)輸出極板夾住在電池組實(shí)施例中組裝好的電池組。用0.8kg/cm²～1.2kg/cm²的壓力將電池堆夾緊，優(yōu)選壓力值為1kg/cm²。

封裝的第二道工序(參見圖13)，在夾具夾緊的狀態(tài)下，使用防酸絕緣漆(30)沿電池堆(25)的堆疊側(cè)面噴涂，使絕緣漆充填進(jìn)入每個(gè)雙極板單元鉛酸電池(18)的電子導(dǎo)體雙極板(15)邊緣與活性材料層(20)邊緣相距0.5mm的空間內(nèi)，由于電子導(dǎo)體極板雙面的邊緣都是先做了疏水處理，因此這一部位與有機(jī)材料的親和浸潤(rùn)性就高，絕緣漆通過(guò)浸潤(rùn)表面的毛細(xì)現(xiàn)象，就能充分地進(jìn)入用于單元電池密封的窄縫，同時(shí)在電池堆堆砌面的外面也要形成0.5mm毫米的厚的漆面，以便將個(gè)個(gè)單元電池邊緣窄縫中的密封漆連接成整體，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池堆內(nèi)每個(gè)單元電池可靠的“預(yù)密封”。這個(gè)過(guò)程也包括安裝有氣體泄放腔的前端面，要將泄放腔的止位板埋入到絕緣漆中。

封裝的第三道工序，在夾具夾緊的狀態(tài)下，以絕緣漆為粘合劑，使用高強(qiáng)度加固纖維布(31)貼在兩側(cè)面和沒有氣體泄放腔的后端面上，然后將氣體泄放腔保護(hù)殼(26.c)使用打包帶(32)安裝固定在前部端面上。圖14中還示出了打包帶鎖扣(26.6)詳細(xì)結(jié)構(gòu)。其中鎖緊銷(26.7)利用摩擦阻力將打包帶(32)鎖死在鎖扣(26.6)上(參見圖14)。

其中保護(hù)罩安裝為保護(hù)罩的外殼(26.c)壓在氣體泄放腔(26)的止位板(26.2)上，氣體泄放腔(26)的氣體排放口(26.3)對(duì)準(zhǔn)保護(hù)罩(26.c)的安全閥安裝口(26.8)，電池堆輸出匯流板(23)的極耳(23.1)下面，安裝了兩個(gè)對(duì)保護(hù)罩的限位螺絲(26.e)。

封裝的第四道工序，在夾具夾緊的狀態(tài)下，使用可熱熔接高強(qiáng)度打包用纖維扁帶(33)穿過(guò)齒狀?yuàn)A具(27)、(28)的齒口(29)，沿長(zhǎng)邊側(cè)面將電池堆做多道捆扎，每道捆扎在將纖維扁(33)帶拉緊后熱熔接打封(33.1)。確保夾具(27)、(28)撤除后，依然使電池堆內(nèi)的極板間保持夾具夾緊時(shí)的壓力(參見圖15)。

封裝的第五道工序，打開上下齒形夾具(27)、(28)。使用沾有未固化樹脂的高強(qiáng)纖維，沿捆扎帶方向在沒有捆綁帶的區(qū)域?qū)﹄姵亟M均勻纏繞，因樹脂中含有固化劑，經(jīng)過(guò)數(shù)分鐘樹脂自動(dòng)固化形成平整光順的復(fù)合材料薄殼(34)，以保護(hù)內(nèi)部對(duì)個(gè)單元電池的預(yù)密封(30)(參見圖16)。

圖17為封裝的第六道工序，使用便于拆卸的工藝保護(hù)包覆極耳(23.1)和氣體泄放腔的保護(hù)殼(26.c)的限壓安全閥安裝口(26.8)，將完成第五道工序的電池組整體浸入其中包括氧化鋁短纖維和氫氧化鎂阻燃劑的復(fù)合材料樹脂(35)，樹脂浸漬層(35)厚度約為0.7mm。這些樹脂也添加了固化劑，待固化后，去掉極耳(23.1)和氣體泄放腔的保護(hù)殼的限壓安全閥安裝口(26.8)的保護(hù)工藝套，安裝好限壓安全閥(26.9)(參見圖17)。至此，封裝工序結(jié)束。由于限壓安全閥采用現(xiàn)有技術(shù)的安全閥，這里不再贅述。

接下去，就要在產(chǎn)品測(cè)試架上對(duì)其進(jìn)行極板化成和若干個(gè)循環(huán)的充放電， 使同樣是硫酸鉛的活性材料，在正極還原成高活性β型氧化鉛，在負(fù)極還原成海綿鉛。充電時(shí)要將充電電源正極線接到“+號(hào)”輸出極板(22)上，而充電電源的負(fù)極線接到“-號(hào)”輸出極板(24)上。

在制造完成后未充電之前，沒有電化學(xué)指定的正負(fù)極，只有在充電后，與充電電源正極相連的輸出電極就成了電池組的正極，而與電源負(fù)極相連接的輸出電極，就成了電池組的負(fù)極。為便于使用的安全，充電時(shí)應(yīng)將充電器的正極線接到本發(fā)明電池組的+號(hào)輸出極板的極耳上，而充電電源負(fù)極線接到-號(hào)輸出極板的極耳上。