本申請涉及蓄電池技術領域，尤其涉及一種單體水平電池。

背景技術：

傳統(tǒng)的密閉式鉛蓄電池，其缺點之一是：由于其內(nèi)的電池極板采用的垂直放置方式而導致的電解液層化現(xiàn)象；電解液層化現(xiàn)象，即電解液濃度差的極化現(xiàn)象，這是電池容量下降及壽命縮短的主要原因之一。

通過電池制作工藝以及電池本身結構的改進，現(xiàn)在出現(xiàn)了一種水平電池，水平電池是由于其內(nèi)的電池極板采用水平放置的方式而得名。水平電池由于其電池極板水平放置，因而克服了傳統(tǒng)電池電解液分層的問題。水平電池的極板為水平準雙極性結構，其在鉛網(wǎng)板柵的一半涂正極活性物質(zhì)作為正極板，在此鉛網(wǎng)板柵的另一半涂負極活性物質(zhì)為負極板，雙極性極板的正負活性物質(zhì)間留有約10mm的空隙，用噴涂瀝青隔離，防止短路。水平雙極性鉛酸電池內(nèi)的雙極性極板按照從左到右，從下到上，雙極性極板上的正負極板交錯放置的順序放置，并且每片極板的上下均被隔膜包覆，最后通過一些板材和電池盒組裝起來。組裝完成后，還需要經(jīng)過灌酸、化成，以及通過灌蠟把雙極板單元隔間空隙填充，以增加電池的抗震動性能，同時減少單元隔間酸液和酸氣的串動，以減少電池的自放電量。

現(xiàn)有技術中的水平雙極性鉛酸電池，存在以下問題：

1、由于正活性物質(zhì)和負活性物質(zhì)如鉛膏分別涂在同一塊板上，這導致只能稱量雙極板總重而無法分別精確控制單極板重量，無法保持電池的一致性，當涂板上的正負活性物質(zhì)比例偏差比較大時，會嚴重影響電池的深度放電使用壽命；

2、在電池生產(chǎn)過程中，灌酸之后再進行化成，化成之后需要排出富余酸，采用傾斜放置自然流出的方式，電池內(nèi)部特別是連接兩個極組間的鉛線上會有殘留酸液。而當排酸完成后需要注入高溫液態(tài)石蠟，石蠟在電池內(nèi)冷卻凝固后，因熱脹冷縮在單元隔間形成縮孔，使單元格間產(chǎn)生酸液及酸氣的連接通道，造成單元格之間連通形成微電池導致自放電，影響電池的一致性；

3、內(nèi)部單元格串酸問題：比如，12V水平電池有6個內(nèi)部單格，充放電時內(nèi)部產(chǎn)生的酸氣、酸液都會在幾個單元格內(nèi)連通串格，造成6個單元格內(nèi)反應效率不一致和自放電不一致，影響電池的一致性；

4、現(xiàn)有水平電池單元格間通過灌蠟密封，內(nèi)部無法達到較好的密封效果，電池存放過程中，電池內(nèi)6個單元隔的自放電因灌蠟密封效果差異，單元隔間自放電相差較大，會對電池一致性產(chǎn)生較大的影響；

5、水平雙極性電池因結構設計原因，無法生產(chǎn)出較大容量電池。在大容量應用領域，需采用多組電池并聯(lián)，但因水平雙極性電池自放電的不一致原因，導致其無法達到大成組容量壽命要求。

技術實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┮环N單體水平電池，其能夠節(jié)約用料，解決水平雙極性電池極板正負鉛膏比例不一致而影響電池深度放電使用壽命，保證實現(xiàn)單元格間極群的良好密封，減少水平電池自放電，提高水平電池一致性和電池壽命，同時保證保持水平電池的其它優(yōu)異性能如大電流充放電不受影響。

根據(jù)本申請的第一方面，本申請?zhí)峁┮环N單體水平電池，包括：

正端子極板，所述正端子極板為一涂有正膏的極板，其中，極板的一邊的一段區(qū)域未涂正膏，以作為正端子極板的端線；

負端子極板，所述負端子極板為一涂有負膏的極板，其中，極板的一邊的一段區(qū)域未涂負膏，以作為負端子極板的端線；

隔膜，用于吸酸，以使正端子極板和負端子極板發(fā)生電化學反應而產(chǎn)生電；

所述正端子極板和負端子極板，從下往上，交替地水平放置，上下相鄰的正端子極板和負端子極板之間都設置有所述隔膜，其中正端子極板具有端線的一邊都位于第一方位，負端子極板具有端線的一邊都位于第二方位，所述第一方位和第二方位相鄰或相對。

一較優(yōu)實施例中，所述單體水平電池還包括固定安裝連接的上壓力蓋板、下壓力蓋板和兩塊側板，其中所述上壓力蓋板和下壓力蓋板分別位于從下往上交替水平放置的極板的上面和下面，所述兩塊側板分別位于從下往上交替水平放置的極板沒有端線的兩側面。

一較優(yōu)實施例中，所述單體水平電池還包括兩塊端子鑄件，分別用于與正端子極板的端線、負端子極板的端線電連接，以分別作為所述單體水平電池的正極與負極。

一較優(yōu)實施例中，所述單體水平電池還包括一用于封裝的電池外殼，所述電池外殼具有一安全閥孔，所述安全閥孔上安裝有一安全閥。

一較優(yōu)實施例中，所述電池外殼包括下端面未封閉的電池盒，以及一用于封閉電池盒下端面的電池蓋，所述電池盒與電池蓋熱封固定；其中所述安全閥孔被設置于所述電池盒的上端面。

本申請的有益效果是：

依上述實施的單體水平電池，由于正端子極板和負端子極板都是單獨的極板，因此兩者可精確稱重配組，使兩者上面的正膏和負膏這一類活性物質(zhì)達到一致，從而能大大提高電池的深度放電一致性；

依上述實施的單體水平電池，由于采取單體電池的設計，每個單體水平電池都配置有單獨的電池盒及安全閥，因此不存在傳統(tǒng)水平雙極性電池單元格間內(nèi)部串液串氣問題，提高了電池的荷電保持能力以及電池的充放電一致性，從而大大提高了電池的實際使用壽命；

依上述實施的單體水平電池，可生產(chǎn)出大容量的電池。

依上述實施的單體水平電池，不必再對電池內(nèi)進行灌蠟處理，因此減少了工序步驟，節(jié)省了原材料石蠟。

附圖說明

圖1為本申請一實施例的單體水平電池的爆炸圖；

圖2為本申請一實施例的單體水平電池的縱截面的結構示意圖；

圖3(a)和(b)為本申請一實施例的正端子極板的主視圖和俯視圖；

圖4(a)和(b)為本申請一實施例的負端子極板的主視圖和俯視圖；

圖5為本申請一實施例的下壓力蓋板的結構示意圖；

圖6為本申請一實施例的上壓力蓋板的結構示意圖；

圖7為本申請一實施例的側板的結構示意圖；

圖8為本申請一實施例的端子鑄件的結構示意圖；

圖9為本申請中若干個單體水平電池組合使用示意圖；

圖10為本申請一實施例的單體水平電池的制造方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結合附圖對本申請作進一步詳細說明。

為解決傳統(tǒng)技術中水平雙極性電池的雙極板正負活性物質(zhì)配比難以精確一致以及單元間酸氣酸液串格問題，發(fā)明人考慮將雙極板更改為單獨的正端子極板和負端子極板，并對其設計單獨的電池外殼。

實施例一：

請參照圖1-4，本實施例公開了一種單體水平電池，其包括正端子極板1、負端子極板2和隔膜9。在一實施例中，單體水平電池為2V的電池。下面具體說明。

正端子極板1為一涂有正膏的極板，其中，極板的一邊的一段區(qū)域未涂正膏，以作為正端子極板的端線，例如，在一實施例中，極極的一邊留出10毫米寬的區(qū)域作為端線。

負端子極板2為一涂有負膏的極板，其中，極板的一邊的一段區(qū)域未涂負膏，以作為負端子極板的端線，例如，在一實施例中，極極的一邊留出10毫米寬的區(qū)域作為端線。由于正端子極板1和負端子極板2都是單獨的極板，因此兩者可精確稱重配組，使兩者上面的正膏和負膏這一類活性物質(zhì)達到一致，從而能大大提高電池的深度放電一致性。

隔膜9用于吸酸，以使正端子極板1和負端子極板2發(fā)生電化學反應而產(chǎn)生電。

正端子極板1和負端子極板2，從下往上，交替地水平放置，上下相鄰的正端子極板1和負端子極板2之間都設置有隔膜9，其中正端子極板1具有端線的一邊都位于第一方位，負端子極板2具有端線的一邊都位于第二方位，第一方位和第二方位相鄰或相對。例如，正端子極板1、負端子極板2和隔膜9從下往上水平放置后，有前后左右四個方位，不妨令第一方位為左，則此時第二方位可以為與左方位相位的方位，即前方位或后方位；第二方位也可以為與左方位相對的方位，即右方位。在一較優(yōu)的實施例中，第一方位和第二方位相對，例如，第一方位為左方位，第二方位為右方位。

下面舉個例子，正端子極板1、負端子極板2和隔膜9的位置關系進行說明。例如，在一實施例中，首先水平放置正端子極板1，然后在其上水平放置隔膜9，接著又在隔膜9的上面水平放置負端子極板2，然后又在此負端子極板2放置隔膜9，接著又在此隔膜9的上面水平放置正端子極板1，然后又重復上述過程，在正端子極板1放置隔膜9，隔膜9的上面水平放置負端子極板2，可以這樣一直重復下去，可以根據(jù)需求，放置一定數(shù)目的正端子極板1、負端子極板2和隔膜9，這關系到電池的容量。上述的實施例是從正端子極板1開始放置，在一實施例中，也可以從負端子極板2開始放置。另外，在上述的實施例中，還可以最后在最上面的極板上面再放置一片隔膜9，在最下面的極板下面再放置一片隔膜9。

請參照圖5-7，在一較優(yōu)實施例中，單體水平電池還可以包括由上壓力蓋板4、下壓力蓋板3和兩塊側板5構成的壓力框結構，這可以避免因振動沖擊導致極板上的活性物脫落而引起的電池失效,解決了極板膨脹變形和活性物質(zhì)易脫落的難題，同時大大提高了電池的抗震動和沖擊能力。具體地，上壓力蓋板4和下壓力蓋板3分別位于從下往上交替水平放置的極板的這一整體的上面和下面，兩塊側板5分別位于從下往上交替水平放置的極板沒有端線的兩側面，上壓力蓋板4、下壓力蓋板3和兩塊側板5固定連接，在一實施例中，它們是通過壓裝機卡接，壓裝設計壓力可達100kPa。

請參照圖8，在一較優(yōu)實施例中，單體水平電池還可以包括兩塊端子鑄件6，分別用于與正端子極板1的端線、負端子極板2的端線電連接，以分別作為單體水平電池的正極與負極。由于一端子鑄件6與所有的正端子極板1的端線電連接，另一端子鑄件6與所有的負端子極板2的端線電連接，因此可以使單體水平電池的放電電流很大。

在一較優(yōu)實施例中，單體水平電池還包括一用于封裝的電池外殼，電池外殼具有一安全閥孔，安全閥孔上安裝有一安全閥10。在一具體實施例中，電池外殼包括下端面未封閉的電池盒7，以及一用于封閉電池盒7下端面的電池蓋8，電池盒7與電池蓋8熱封固定；其中安全閥孔被設置于電池盒7的上端面。由于采取單體電池的設計，每個單體水平電池都配置有單獨的電池盒7及安全閥10，因此不存在傳統(tǒng)水平雙極性電池單元格間內(nèi)部串液串氣問題，提高了電池的荷電保持能力以及電池的充放電一致性，從而大大提高了電池的實際使用壽命。

本實施例的單體水平電池容量可以為很大，其電池的一致性也非常好，其還可以串聯(lián)使用，如圖9所示，為24個2V的單體水平電池串聯(lián)后提供48V的電源。

實施例二

請參照圖10，本實施例公開了一種單體水平電池的制造方法，包括以下步驟。

步驟S01：制造正端子極板1和負端子極板2，其中正端子極板1為一涂有正膏的極板，極板的一邊的一段區(qū)域未涂正膏，以作為正端子極板的端線；負端子極板2為一涂有負膏的極板，其中，極板的一邊的一段區(qū)域未涂負膏，以作為負端子極板的端線。在一實施例中，具體地，在步驟S01中，采用固態(tài)擠壓工藝把鉛包覆玻璃纖維制成鉛絲后織網(wǎng)制成板柵；在板柵上涂正膏，并在板柵一邊的一段區(qū)域不涂正膏以作為端線，再將涂有正膏的板柵經(jīng)過切斷、浸酸和干燥固化后，得到一塊塊的正端子極板1；在板柵上涂負膏，并在板柵一邊的一段區(qū)域不涂負膏以作為端線，再將涂有負膏的板柵經(jīng)過切斷、浸酸和干燥固化后，得到一塊塊的負端子極板2。

步驟S03：在一組裝設備上固定一下壓力蓋板3，下壓力蓋板3的兩側放置兩塊側板5。

步驟S05：通過一機械手在下壓力蓋板3上放置一片隔膜9，然后再依序以一塊正端子極板1、一片隔膜9、一塊負端子極板2、一片隔膜9地重復放置至一定數(shù)量，或者再依序以一塊負端子極板2、一片隔膜9、一塊正端子極板1、一片隔膜9地重復放置至一定數(shù)量，最后再放置一上壓力蓋板4于其上；其中所有極板中最上面的一塊為正端子極板1或負端子極板2，所有正端子極板1的端線都朝向第一方位，所有負端子極板2的端線都朝向第二方位，第一方位和第二方位相鄰或相對，且都不位于兩塊側板5所在的方位。例如，兩塊側板5位于前后兩個方位，而對應地，第一方位為左方位，第二方位為右方位。

步驟S07：通過一壓裝機將上壓力蓋板4、下壓力蓋板3和兩塊側板5卡接固定以得到電池芯。在一實施例中，通過一壓裝機將上壓力蓋板4、下壓力蓋板3和兩塊側板5卡接固定以得到電池芯時，將壓裝設計壓力設定為100kPa。

步驟S09：將兩塊端子鑄件6分別與正端子極板1的端線、負端子極板2的端線鑄焊連接。

步驟S11：把焊接有端子鑄件6的電池芯裝入一電池外殼內(nèi)，電池外殼上具有一安全閥孔。具體地，先將電池芯裝入一下端面未封閉的電池盒7，再用一電池蓋8對所述電池盒的下端面進行熱封，以完成對電池芯的封裝。

步驟S13：通過電池外殼上的安全閥孔向電池外殼內(nèi)注酸液。

步驟S15：對單體水平電池進行化成。之后，再排出上述多余的酸液。

步驟S17：在電池外殼上的安全閥孔上安裝上一適配的安全閥10。當然，還可以在電池外殼上安裝其他便利部件，例如電池提手11等。

另外，在一較優(yōu)實施例中，單體水平電池的制造方法還包括：通過電池外殼上的安全閥孔向電池外殼內(nèi)注酸液之前先將電池外殼內(nèi)抽成真空；以及對所述單體水平電池進行化成后，還包括一控酸步驟。

依上述制造方法，其可以生產(chǎn)出大容量的電池，并且可以看到，其不必再對電池內(nèi)進行灌蠟處理，因此減少了工序步驟，節(jié)省了原材料石蠟。

本申請?zhí)峁┑膯误w水平電池及其制造方法，夠節(jié)約用料，解決水平雙極性電池極板正負鉛膏比例不一致而影響電池深度放電使用壽命，保證實現(xiàn)單元格間極群的良好密封，減少水平電池自放電，提高水平電池一致性和電池壽命，同時保證保持水平電池的其它優(yōu)異性能(如大電流充放電)不受影響。

以上內(nèi)容是結合具體的實施方式對本申請所作的進一步詳細說明，不能認定本申請的具體實施只局限于這些說明。對于本申請所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本申請發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。