电池电解液混合装置

摘要

本发明涉及电池电解液混合装置，尤其涉及为防止电池电解液因比重的程度而分离成低比重与高比重并分层的成层现象，使低比重的电解液与高比重的电解液借助于车辆出发及停止时发生的惯性而混合的电池电解液混合装置。

权利要求

1.一种电池电解液混合装置，使电池的低比重电解液与下侧的高比重电解液混合，其特征在于，所述混合装置包括：支柱，其作为向上方凸出的壁面，安装得具有与所述电池的外壳内侧壁面隔开的空间；

底面部，其从所述支柱的上侧向一个方向延长，形成底面；

一侧部，其从所述底面部的上面一侧向上方凸出，沿所述底面部的一侧边延长；以及另一侧部，其从所述底面部的另一侧上面向上方凸出，延长至所述底面部的前方侧边；

而且，

所述一侧部与另一侧部在末端形成相互隔开的间隔，形成供所述电解液流入所述底面部的内侧的入口；

所述支柱与所述电池外壳内侧壁面间隔地安装，在其之间形成竖直流路，借助施加于所述电解液的动能，使得流入所述另一侧部与一侧部之间的电解液沿上下方向移动。

2.根据权利要求1所述的电池电解液混合装置，其特征在于，所述电池电解液混合装置还包括：一侧倾斜部，其由从所述一侧部向所述底面部的内侧方向倾斜地延长的壁面构成；以及另一侧倾斜部，其由从所述另一侧部向所述底面部的内侧方向倾斜地延长的壁面构成；而且，所述一侧倾斜部与另一侧倾斜部间隔有相互分隔的空间，向相互相反方向延长。

3.根据权利要求2所述的电池电解液混合装置，其特征在于，所述另一侧倾斜部包括：第1另一侧倾斜壁，其由从所述另一侧部的末端向所述底面部的内侧方向水平延长的壁面构成；以及第2另一侧倾斜壁，其由从所述第1另一侧倾斜壁向所述一侧部所在方向倾斜地延长。

4.根据权利要求3所述的电池电解液混合装置，其特征在于：所述第2另一侧倾斜壁的末端与所述一侧部隔开，在其之间形成供所述电解液流入及流出的第1入口。

5.根据权利要求2所述的电池电解液混合装置，其特征在于，所述一侧倾斜部包括：第1一侧倾斜壁，其由从所述一侧部向所述底面部的内侧方向倾斜地延长的壁面构成；

第2一侧倾斜壁，其从所述第1一侧倾斜壁的末端水平地延长；

第3一侧倾斜壁，其从所述第2一侧倾斜壁向所述底面部的另一侧边方向倾斜地延长。

6.根据权利要求5所述的电池电解液混合装置，其特征在于：所述第3一侧倾斜壁的末端与所述另一侧部隔开，在其之间形成供电解液流入的第2入口。

7.根据权利要求1所述的电池电解液混合装置，其特征在于：所述混合装置借助于极板组件的外侧面而固定于所述外壳内侧。

8.根据权利要求2所述的电池电解液混合装置，其特征在于：所述一侧倾斜部与另一侧倾斜部形成相互隔开的间隔，向所述底面部的内侧方向延长，把所述底面部的上面划分成一个以上的空间；

所述另一侧倾斜部在一侧划分作为供所述电解液流入的空间的第1空间部，在另一侧，在所述一侧倾斜部之间，划分供电解液容纳的第2空间部；

所述一侧倾斜部在所述第2空间部的相反侧，在与所述另一侧部之间，划分与所述竖直流路连通的第3空间部。

说明书

电池电解液混合装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电池电解液混合装置，尤其涉及为防止电池电解液因比重的程度而分离成低比重与高比重并分层的成层现象，使低比重的电解液与高比重的电解液借助于车辆出发及停止时发生的惯性而混合的电池电解液混合装置。

背景技术

[0002] 电池作为借助于化学作用而产生电力的装置，可反复充电与放电，通常称为2次电池。

[0003] 众所周知，在所述电池中，使用过氧化铅(PbO2)作为阳极，使用海绵状的铅(Pb)作为阴极，使用稀硫酸(H2SO4)作为电解液。

[0004] 所述电池利用分别由过氧化铅和铅构成的阳极与阴极间的电位差，形成电流，发生使负载驱动的力。其中，所述电解液填充得高于在电池的箱体内部固定的极板的高度。

[0005] 所述电解液注入所述箱体内侧后，经过既定时间后，在电池反复充电与放电的使用期间，根据比重，形成具有较低比重的电解液位于上层、具有较高比重的电解液沉入下层的成层化。

[0006] 这种以往的成层化意味着按比重逐层分离状态，这是在没有上下间对流作用的情况下，因比重差异而发生的普遍现象。

[0007] 但是，电解液由于极板组起到抑制电解液流动的作用，上下间电解液的混合不畅，发生成层化。即，以往的电池因电解液成层化，导致极板组件下部的高比重化，高比重的硫酸溶液具有更高的浓度，因此存在促进极板下部腐蚀的问题。

[0008] 另外，就以往的电池而言，在极板组件所在的电池下侧，因高比重电解液而会表现出比实际充电程度更高的电池端子电压，在利用既定电压调节充电电压的汽车或其它机械装置的普通充电方式下，这种过电压将会带来充电不足，充电不足状态下的持续使用也会加速极板的硫酸化，存在使寿命缩短的问题。

发明内容

[0009] 本发明正是为了解决如上以往问题而研发的，本发明的目的在于提供一种电池电解液的混合装置，利用车辆的惯性，使分离为低比重与高比重的电解液混合，能够使电池的寿命延长。

[0010] 本发明为达成如上目的，包括如下实施例。

[0011] 本发明的第1实施例针对使电池的低比重电解液与下侧的高比重电解液混合的电池电解液混合装置，优选所述混合装置包括：支柱，其作为向上方凸出的壁面，安装得具有与所述外壳的内侧壁面隔开的空间；底面部，其从所述支柱的上侧向一个方向延长，形成底面；一侧部，其从所述底面部的上面一侧向上方凸出，沿所述底面部的一侧边延长；以及另一侧部，其从所述底面部的另一侧上面向上方凸出，延长至所述底面部的前方侧边；而且，所述一侧部与另一侧部在末端设置相互隔开的间隔，形成供所述电解液流入所述底面部的内侧的入口；所述支柱与所述电池外壳内侧壁面隔开地安装，在其之间形成竖直流路，借助施加于所述电解液的动能，使得流入所述另一侧部与一侧部之间的电解液沿上下方向移动。

[0012] 在本发明的第2实施例中，优选所述电池电解液混合装置还包括：一侧倾斜部，其由从所述一侧部向所述底面部的内侧方向倾斜地延长的壁面构成；以及另一侧倾斜部，其由从所述另一侧部向所述底面部的内侧方向倾斜地延长的壁面构成；而且，所述一侧倾斜部与另一侧倾斜部在其之间设置相互隔开的空间，向相互相反方向延长。

[0013] 在本发明的第3实施例中，所述另一侧倾斜部包括：第1另一侧倾斜壁，其由从所述另一侧部的末端向所述底面部的内侧方向水平延长的壁面构成；以及第2另一侧倾斜壁，其由从所述第1另一侧倾斜壁向所述一侧部所在方向倾斜地延长。

[0014] 在本发明的第4实施例中，所述第2另一侧倾斜壁的末端与所述一侧部隔开，在其之间形成供所述电解液流入及流出的第1入口。

[0015] 在本发明的第5实施例中，优选所述一侧倾斜部包括：第1一侧倾斜壁，其由从所述一侧部向所述底面部的内侧方向倾斜地延长的壁面构成；第2一侧倾斜壁，其在所述第1一侧倾斜壁的末端水平地延长；第3一侧倾斜壁，其从所述第2一侧倾斜壁向所述底面部的另一侧边方向倾斜地延长。

[0016] 在本发明的第6实施例中，优选所述第3一侧倾斜壁的末端与所述另一侧部隔开，在其之间形成供电解液流入的第2入口。

[0017] 在本发明的第7实施例中，其特征在于，所述混合装置借助于所述极板组件的外侧面而固定于所述外壳内侧。

[0018] 在本发明的第8实施例中，所述一侧倾斜部与另一侧倾斜部设置相互隔开的间隔，向所述底面部的内侧方向延长，把所述底面部的上面划分成一个以上的空间；所述另一侧倾斜部在一侧划分作为供所述电解液流入的空间的第1空间部，在另一侧，在所述一侧倾斜部之间，划分供电解液容纳的第2空间部；所述一侧倾斜部在所述第2空间部的相反侧，在与所述另一侧部之间，划分与所述竖直流路连通的第3空间部。

[0019] 本发明的电池电解液混合装置形成管路，使低比重的电解液借助于惯性流入混合装置内，使流入混合装置内的低比重的电解液借助于相反侧动能而向下侧移动，因此，低比重与高比重的电解液能够混合，具有能够防止极板组件腐蚀，防止因成层化造成的过电压，延长电池寿命的效果。

附图说明

[0020] 图1是显示具备本发明的电池电解液混合装置的电池的剖面图，[0021] 图2是显示本发明的电池电解液混合装置的立体图，

[0022] 图3是本发明的电池电解液混合装置的俯视图，

[0023] 图4是本发明的电池电解液混合装置的后视图，

[0024] 图5是图4的A-A’剖面图，

[0025] 图6a和图6b是显示本发明的电池电解液混合装置实施例中的电解液在动能作用下的移动方向的俯视图和侧剖面图，

[0026] 图7a和图7b是用于说明本发明的电池电解液混合装置实施例中电解液混合过程的的俯视图和侧剖面图。

[0027] <标号说明>

[0028] 10:电池 11:电解液

[0029] 11a:低比重电解液 11b:高比重电解液

[0030] 12:极板组件 13:上部盖

[0031] 14:极柱 15:外壳

[0032] 20:混合装置 21:另一侧部

[0033] 22:一侧倾斜部 23:一侧部

[0034] 24:底面部 25:另一侧倾斜部

[0035] 26:支柱 27:竖直流路

[0036] 211:第1另一侧壁 212:第2另一侧壁

[0037] 221:第1一侧倾斜壁 222:第2一侧倾斜壁

[0038] 223:第3一侧倾斜壁 241:第1空间部

[0039] 242:第2空间部 243:第3空间部

[0040] 251:第1另一侧倾斜壁 252:第2另一侧倾斜壁

[0041] a:第1入口 b:第2入口

具体实施方式

[0042] 下面参照附图，详细说明本发明的电池电解液混合装置的优选实施例。

[0043] 图1是显示具备本发明的电池电解液混合装置的电池的剖面图。

[0044] 如图1所示，本发明的电池电解液混合装置在电池的外壳(15)的一侧壁面直立地安装。此时，所述电池具备使上部密闭的盖(13)、在所述盖(13)的上面凸出并供电源输入输出的极柱(14)、供所述电解液混合装置(20)和极板组件(12)及电解液(11)容纳的外壳(15)。

[0045] 其中，所述极板组件(12)在所述外壳(15)的内侧中心部并排固定有多个，呈浸于电解液中的形态。所述极板组件由阳极板(图中未示出)和阴极板(图中未示出)及分离所述阳极板与阴极板的隔离板构成。其中，所述隔离板使阳极板与阴极板分离，并构成所述极板组件(12)的外面。因此，所述极板组件(12)的隔离板加压使所述混合装置固定。所述阴极板和阳极板及隔离板属于一般性结构，因此，在附图中未具体示出。

[0046] 所述电解液(11)容纳于所述外壳(15)的内侧，注入所述极板组件(12)能够浸入的高度的量。其中，所述电解液(12)分层，上层为比重较低的低比重电解液(11a)，下侧为比重较高的高比重电解液(11b)。

[0047] 所述外壳(15)形成前后左右壁面和底面，形成容纳所述极板组件(12)和注入电解液(11)的内部空间，在上侧安置所述盖(13)并密闭。

[0048] 所述混合装置(20)在所述外壳(15)的内侧，考虑所述电解液(11)借助于惯性的移动方向，分别安装于所述外壳(15)的内侧壁面中的前面和后面，或者，也可以只安装于前面和后面中的任意一侧。在附图和以下的说明中，是以所述混合装置(20)安装于所述外壳(15)的一侧壁面侧为例进行说明的，但也可以如上所述，在相向的两侧壁面全部安装。其中，所述混合装置(20)被所述极板组件(12)的外侧壁面加压，固定于所述外壳(15)的内侧。

[0049] 下面参照图2至图5，说明所述混合装置(20)的构成及作用。

[0050] 图2是显示本发明的电池电解液混合装置的立体图，图3是本发明的电池电解液混合装置的俯视图，图4是本发明的电池电解液混合装置的后视图,图5是图4的A-A’剖面图。

[0051] 如图2至图5，所述混合装置(20)包括：支柱(26)，其构成直立的端面；一侧部(23)，其在所述支柱(26)的上侧构成一侧壁面；另一侧部(21)，其构成与所述一侧部(23)相反侧的壁面；底面部(24)，其在所述支柱(26)的上侧，支撑所述一侧部(23)与另一侧部(21)，构成底面；一侧倾斜部(22)，其构成从所述一侧部(23)向内侧方向倾斜地延长的壁面；另一侧倾斜部(25)，其从所述另一侧部(21)向内侧方向倾斜地延长；竖直流路(27)，其作为向下延长至所述支柱(26)内侧的槽，在所述外壳(15)的内侧壁面之间构成隔开的空间。

[0052] 所述支柱(26)作为沿上下方向竖直的端面，安装得与所述外壳(15)的内侧壁面隔开。所述支柱(26)优选在两末端相向地折弯，使得在所述外壳(15)内侧壁面之间形成所述竖直流路(27)。另外，所述支柱(26)在相反侧壁面，贴紧固定于所述极板组件的外面。

[0053] 所述竖直流路(27)由所述支柱(26)与所述外壳(15)壁面之间的隔开的空间或在所述支柱(26)壁面上向内的槽形成。所述竖直流路(27)使上侧的低比重电解液(11a)和下侧的高比重电解液(11b)借助于动能而移动，能够分别流入下侧和上侧。

[0054] 所述底面部(24)在所述支柱(26)的上侧构成平坦的平面，支撑从上面竖直地向上方凸出并分别向一个方向延长的所述一侧部(23)、另一侧部(21)及一侧倾斜部(22)与另一侧倾斜部(25)。其中，所述底面部(24)分割及划分成借助于所述一侧部(23)与另一侧倾斜部(25)而划分的第1空间部(241)、借助于所述一侧倾斜部(22)与所述另一侧倾斜部(25)而划分的第2空间部(242)、借助于所述另一侧部(21)与所述一侧倾斜部(22)而划分的第3空间部(243)。

[0055] 其中，所述第1空间部(241)是供所述电解液借助于惯性而流入的空间，所述第2空间部(242)保管借助于所述第1空间部(241)而流入的电解液，传递给所述第3空间部(243)，所述第3空间部(243)保管越过所述第2空间部(242)及所述另一侧部(21)的壁面而流入的电解液(11)，向所述竖直流路(27)供应电解液(11)。

[0056] 所述一侧部(23)由沿所述底面部(24)的一侧边延长的直立的壁面构成。其中，所述一侧部(23)的末端面不延长至所述另一侧部(21)的末端面，与所述另一侧部(21)的末端面隔开，形成所述第1空间部(241)。

[0057] 所述一侧倾斜部(22)包括：第1一侧倾斜壁(221)，其从所述一侧部(23)的另一侧末端部向所述底面部(24)的内侧方向倾斜地延长；第2一侧倾斜壁(222)，其从所述第1一侧倾斜壁(221)向所述一侧部(23)延长的方向水平地延长；第3一侧倾斜壁(223)，其从所述第2一侧倾斜壁(222)的末端向另一侧方向倾斜，在所述另一侧部(21)的壁面之间形成隔开的空间。

[0058] 即，就所述一侧倾斜部(22)而言，所述第1一侧倾斜壁(221)至第3一侧倾斜壁(223)从所述一侧部(23)的另一侧末端依次倾斜地延长，借助于所述一侧部(23)与另一侧部(21)，对在所述底面部(24)的上面形成的内侧空间进行分割。这种特征将在后面与所述另一侧倾斜部(25)一同叙述。

[0059] 所述另一侧部(21)以从与所述一侧部(23)相向的所述底面部(24)的另一侧边向上方凸出并延长至所述底面部(24)前方的壁面形成。更详细地说，包括在所述底面部(24)的前面向上方凸出的第1另一侧壁(211)、在与所述一侧部(23)相向位置向上方凸出的第2另一侧壁(212)。

[0060] 所述第1另一侧壁(211)从第2另一侧壁(212)向竖直折弯的方向延长，且其末端与所述一侧部(23)的末端隔开，延长得连接于所述另一侧倾斜部(25)的末端。

[0061] 所述第2另一侧壁(212)是一侧末端连接于所述支柱(26)上侧、从所述底面部(24)另一侧边竖直地向上方凸出并延长至所述第1另一侧壁(211)末端的壁面。

[0062] 所述另一侧倾斜部(25)由从所述另一侧部(21)末端向倾斜方向延长的壁面形成。其中，所述另一侧倾斜部(25)与所述一侧倾斜部(22)的外侧隔开，即，与所述一侧倾斜部(22)隔开，从所述另一侧部(21)的末端向所述一侧部(23)倾斜地延长，划分所述第2空间部(242)。

[0063] 因此，所述另一侧倾斜部(25)包括从所述另一侧部(21)的末端水平地延长的第1另一侧倾斜壁(251)、从所述第1另一侧倾斜壁(251)向所述一侧部(23)倾斜地延长的第2另一侧倾斜壁(252)。

[0064] 所述第2另一侧倾斜壁(252)的末端与所述一侧部(23)的壁面隔开，形成供电解液流入的第1入口(a)，所述第1另一侧倾斜壁(251)与所述第3一侧倾斜壁(223)隔开，形成供电解液(11)传递至第3空间部(243)的通路。

[0065] 其中，所述第2另一侧倾斜壁(252)由从所述底面部(24)的前方向内侧倾斜地延长的壁面形成，所以，以第2另一侧倾斜壁(252)为基准，划分所述底面部(24)的第1空间部(241)与所述第2空间部(242)。

[0066] 其中，所述第1空间部(241)如前所述，作为所述底面部(24)前方一部分开放的空间，使电解液流入所述另一侧部(21)末端与所述一侧部(23)末端之间隔开的空间之间，相反侧被所述第2另一侧倾斜壁(252)阻挡。当然，在所述第2另一侧倾斜壁(252)与一侧部(23)之间，如上所述地形成第1入口(a)。

[0067] 而且，所述第1另一侧倾斜壁(251)从所述另一侧部(21)的末端水平地延长，向外侧方向划分所述第1空间部(241)。向内侧方向形成与所述第3一侧倾斜壁(223)隔开的空间，形成供流入所述第2空间部(242)的电解液移动的通路。

[0068] 本发明的电池的电解液混合装置(20)包括如上所述结构，下面参照附图，详细说明通过所述结构达成的作用。

[0069] 图6a和图6b是显示本发明的电池电解液混合装置实施例中的电解液在动能作用下的移动方向的俯视图和侧剖面图。

[0070] 如图6a及图6b所示，本发明的电池电解液混合装置(20)利用汽车移动方向产生的惯性，使上侧的低比重电解液(11a)与下侧的高比重电解液(11b)混合。

[0071] 例如，在所述外壳(15)中相互相向的两侧壁面中，把所述混合装置(20)安装于位于车辆后侧方向的一侧壁面。此时，虽然所述支柱(26)贴紧所述外壳(15)的一侧壁面，但形成有由向内的槽构成的竖直流路(27)，使得具有从所述外壳(15)壁面隔开的空间。此时，所述竖直流路(27)上侧开放。

[0072] 而且，所述混合装置(20)固定于与所述电解液水平高度一致的高度。

[0073] 其中，所述混合装置(20)贴紧所述外壳(15)内侧固定的极板组件(12)的一侧壁面，在所述外壳(15)的内侧壁面之间形成流路。即，所述混合装置(20)无需另外的固定装置，借助于所述极板组件(12)的加压而固定。

[0074] 此时，就所述混合装置(20)而言，低比重的电解液通过所述第1入口(a)流入所述第2空间部(242)，流入所述第2空间部(242)的电解液通过所述第2入口(b)流入第3空间部(243)。而且，所述竖直流路(27)与所述外壳(15)壁面之间，比重与高度相应的电解液自然地分层存在。

[0075] 之后，如果车辆的发动机启动，向一个方向移动，则在车辆向附图所示箭头方向出发或加速后，由于惯性而产生的动能，上侧的低比重电解液(11a)向与车辆移动方向的相反侧(混合装置(20)的位置)移动。

[0076] 所述电解液借助于向车辆运动方向的相反方向施加的动能，所述低比重电解液(11a)与所述高比重电解液(11b)移动。此时，所述低比重电解液(11a)越过所述第1另一侧部(21)及另一侧倾斜部(25)的壁面，流入上侧的第2空间部(242)和第3空间部(243)，下侧的高比重电解液沿所述竖直流路(27)升降，流入第3空间部(243)。

[0077] 因此，在所述第2空间部(242)与所述第3空间部(243)，低比重的电解液与高比重的电解液混合。此时，低比重的电解液可以通过所述第1入口(a)流入所述第2空间部(242)，第2空间部(242)的低比重的电解液(11a)可以通过所述第2入口(b)流入第3空间部(243)。

[0078] 因此，借助于车辆出发后加速瞬间产生的动能，高比重的电解液流入所述第3空间部(243)，与低比重的电解液混合，使比重差异减小。

[0079] 之后，车辆出发后，在保持既定速度的期间，所述第3空间部(243)的混合电解液在通过所述第2入口(b)流出的同时，与所述第2空间部(242)容纳的低比重电解液(11a)混合，在所述第2空间部(242)混合的电解液通过所述第1入口(a)，与上侧的低比重电解液(11a)混合。

[0080] 另外，如果车辆在行驶中减速或停止，则产生与出发时施加的动能相反方向的动能，这通过图7a和图7b进行说明。

[0081] 图7a与图7b是用于说明在本发明的电池电解液混合装置(20)的实施例中的电解液混合过程的俯视图和侧剖面图。

[0082] 如图7a及图7b所示，如果车辆在行驶中急减速或停止，则产生与出发时施加于所述电池的动能相反方向的动能。因此，所述竖直流路(27)中充满的高比重电解液随着施加相反方向的动能而沿所述外壳(15)内侧壁面下降，向下侧移动。

[0083] 而且，在所述第3空间部(243)中分别容纳的混合电解液，在所述竖直流路(27)中充满的高比重电解液(11b)向下侧移动的同时，通过所述竖直流路(27)下降。同样，随着所述第3空间部(243)的混合电解液通过所述竖直流路(27)向下侧移动，所述第2空间部(242)的混合电解液通过所述第2入口(b)流入第3空间部(243)，通过所述竖直流路(27)向下侧移动。

[0084] 即，就所述混合装置(20)中容纳的电解液而言，首先，在竖直流路(27)中充满的高比重电解液全部流出到下侧的同时，位于上侧的低比重和高比重电解液混合的混合电解液随之沿竖直流路(27)流入下侧。因此，时间越长，流入下侧的电解液则流入比重越低的电解液。因此，所述下侧的高比重电解液(11b)与上侧的低比重混合液能够混合。

[0085] 如此一来，本发明使得能够在上侧与下侧间形成通路，使得能够借助于因车辆行驶而产生的惯性而混合上侧的低比重电解液(11a)与下侧的高比重电解液(11b)。

[0086] 因此，本发明能够随时混合低比重的电解液与高比重的电解液，不发生诸如极板组件(12)的腐蚀或因发生过电压而未充电的以往现象，因而能够延长电池寿命。

[0087] 本发明可以变更为多种形态实施，其权利范围并非限定于上述实施例。即，如果变形的实施例包含了本发明权利要求书的必须构成要素，则应视为属于本发明的权利范围。