[发明专利]电池、电池盒以及用于生产电池的方法

说明书

本发明涉及一种特别是用于机动车的电池，该电池包括分成电池单元的电池盒、设置在电池单元内的电极板、围绕电极板的电解质液体以及用于使电池单元内的电解质液体混合的装置，其中，该装置包括分隔壁，该分隔壁构成流动路径，该流动路径与电极板分开并且将电池单元的上部区域与下部区域流体连接。此外，本发明还涉及一种用于根据本发明的电池的电池盒以及用于生产这种电池的方法。 

对于具有液态电解质的电池，在运行过程中会产生酸密度的梯度。在电池放电时会消耗酸。因此，在从电极的铅以及电解质的硫酸输出电能的铅酸电池中会产生硫酸铅和水。由此，酸密度在紧邻电极处下降。在充电过程中，该过程倒过来，即，在使用电能的情况下“产生”酸。由此，酸密度在紧邻电极处上升。在这两种情况下，扩散过程在一定限值内均衡不同的酸密度。然而，仍会存在梯度。 

问题还在于，除了电极横向方向上的梯度外还构造出沿着电极的梯度。比水重的硫酸在重力作用下沿电池底部方向下降。由此，在电池的下部区域内浓度升高，这造成所谓的酸层化。酸层化的重要特点在于会造成对电极的不可逆的破坏。 

由实践已知各种不同的方法，借助这些方法能避免酸层化或者能消除产生的酸层化。已知利用热循环的方法。在此，提供一种用于电池内的对流运动的热源。例如由WO2008/019674A2或者DE102007021841A1已知这种方法。其它方法利用充电电压的短时过高，通过这种短时过高来产生起泡。由此产生的气泡使电解质产生涡流，这有助于消除酸层化。其它方法利用泵，借助泵使电解质循环。在此，与电解质循环结合来使用各种泵机构。因此，例如DE2912527A1利用了所谓的气压泵（Mammutpumpe）。此外，例如由DE3526939A1已知其它的泵机构。 

对于已知的方法和装置来说，问题是用于使电解质循环的措施大多效 率低下。此外，必会产生相对较高的能量耗费，以能够良好和顺利地消除酸层化。这大多涉及到电解质消耗量的成本（在借助起泡来进行混合时）、引入附加热的成本（在对流混合时）或者用于搬动电池（在通过使电池倾翻来泵送时）的较昂贵措施的成本。 

由DE102009024271A1已知一种构成此种类型的电池，其中，已设有用于限定电解质液体的流动路径的分隔壁，以通过循环来防止不期望的酸层化。设在此处的分隔壁虽然由于在外壳内出现的电解质液体的晃荡运动而限定在机动车的加速/制动或转弯行驶时有效的流动路径，但由此实现的电解质的混合是不充足的。最后，在此出现的泵效应在结构上产生的流体静力学泵方面不足以能够令人满意地消除酸层化。 

因此，本发明的任务在于设计和改进此类电池，以使得在使用流体静力学泵效应的情况下有效地但以尽可能低的构造性耗费来防止不期望的酸层化。给出一种用于生产根据本发明的电池的相应的电池盒。还应给出一种特别适于生产根据本发明构造的电池的方法。 

前述任务参照根据本发明的电池由专利权利要求1的特征来解决。由此，前面分析的电池的特征在于，分隔壁在上部区域内具有较佳地在分隔壁的整个宽度上延伸的活门，该活门与电池盒的邻接的内壁一起限定流动路径的一部分。 

根据本发明认识到，仅通过构造性措施就能消除不期望的酸层化，即，通过从构造上改进电池盒内部，以形成足够好的流体静力学泵效应。如现有技术中那样利用在加速/制动或在转弯行驶中出现的电解质液体的晃荡运动，以使电池酸从上运送到各个电池单元的下部内，由此有效地防止酸层化具体来说为此通过如下方式来修改位于上部区域内的分隔壁，即，分隔壁在上部区域内、也就是电解质液体的液面高度以上设有活门，该活门与电池盒的邻接的内壁一起限定流动路径的一部分。 

最后，活门是分隔壁的延长部或者分隔壁的一体组成部分，该活门例如经由膜铰链与分隔壁相连。在运行状态下，活门向电极板倾斜，以使得 在出现晃荡运动时电解质液体首先抵靠于由活门构成的挡板晃荡，并从挡板超出活门到达由活门构成的漏斗内。漏斗为后续的流动路径构成一种具有扩大体积的捕获区域。电解质液体从漏斗分布到分隔壁与电池盒的内壁之间的区域内，并从该区域经由如此构成的流动路径到达下部区域内、更精确地说到达电极板下方，由此使电解质液体有效地混合。 

在该位置应注意到，由向电极板倾斜的活门构成的漏斗可接纳大量的电解质液体，因而，从漏斗起（主要由重量决定地）发生大量向下流动，这又使得电解质液体在各个电池单元的下部区域内有效地混合。由此有效地防止不利的酸层化。 

与现有技术不同，在此提供一种对于泵效应有利的几何形状，即，通过在上部区域内具有活门的分隔壁，该活门在电解质液体出现晃荡运动时能接纳足够多液体并能向下运送这些液体。