[发明专利]用于改进水损耗性能的铅酸蓄电池的蒸汽压力屏障、隔板、系统、及其制造和使用方法

说明书

本发明公开了具有蒸汽压力屏障和/或改进的电池隔板的新的或改进的铅酸电池，以及系统、车辆和/或其制造和/或使用方法。在至少选定的实施方式中，本公开提供了具有一种蒸汽压力屏障的铅酸电池。在至少选定的实施方式中，本公开提供了具有新的或改进的电池隔板的新的或改进的铅酸电池，和/或其制造和/或使用方法。在至少选定的实施方式中，本公开提供了一种具有一种蒸汽压力屏障的新的或改进的铅酸电池，其降低电池的水损耗。在至少选定的实施方式中，一种降低铅酸电池水损耗的方法包括在具有改进的电池隔板的铅酸电池内提供一种蒸汽压力屏障，例如一种油层。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年2月26日提交的同系列待审的序列号为No.62/121,112的美国临时专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本公开。

技术领域

本公开或本发明涉及新的或改进的铅酸蓄电池及其组件、蒸汽压力屏障、隔板、系统、车辆和/或相关的生产和/或使用方法，以及用于铅酸蓄电池的各种蒸汽压力屏障和/或蒸汽压力屏障和隔板的组合系统以及包括这种蒸汽压力屏障、系统或组合的电池和/或车辆。在至少选定的实施例中，本公开或本发明涉及新的或改进的蒸汽压力屏障或障碍物，有时结合改进的电池隔板，用于铅酸蓄电池和包括这种电池的相关产品、装置或车辆；和/或用于产生这种蒸汽压力屏障和/或电池隔板的方法。在至少选定的实施方案中，本公开或本发明涉及新的或改进的铅酸蓄电池和车辆，及其制造和/或使用方法以改善铅酸蓄电池的水损耗性能，该电池可以在特定系统、设备或车辆中。

背景技术

随着人们对移动电源需求的增长，铅酸蓄电池不断发展。铅酸蓄电池主要有两种：富液式铅酸蓄电池和VRLA(阀控式铅酸蓄电池)电池。本公开对于全世界通用的富液式蓄电池特别有效。更新型的富液式铅酸蓄电池是EFB电池或增强型富液式蓄电池。例如，对启停汽车技术(或惰性起停ISS)的新的不断增长的需求也要求更好的电池，可能是“增强型”富液电池，或EFB。深循环电池用于各种工业应用、采矿设备、高尔夫球车和其他应用，特别是需要定期过充电的应用以及需要恒定过充电的固定应用，其也可以从减少水损耗技术中获益。即使在不定期的维护情况下，这样的系统和其他系统也将减少所需的维护，更低频率的补水需要和/或更长的使用寿命。

铅酸蓄电池中的水损耗是已知的问题(由于电解产生氢气和氧气从电池逸出而导致的电解液中的水的损耗)，并且可能由于许多不同的原因而发生。例如，由于在电极处超过氢过电压，铅酸蓄电池中可能会发生水损耗。在电化学机制所决定的情况下，这是典型的，可能在一定程度上发生。在持续高温的气候下，水损耗的影响可能会大大放大。水损耗已被确定为铅酸蓄电池在以下关键故障模式中的主要原因：板材脱水，可能导致电池故障；在密封的VRLA电池中发生干燥，这可能导致潜在的热失控；负极板硫酸化，这可能导致充电接受能力降低和/或循环寿命缩短；和/或电解质的比重增加，这可能导致负极板硫酸化和/或正栅极腐蚀。

铅酸蓄电池中的水损耗可以通过以下所述观察：电解液的水平降低导致干燥，使焊缝，板材和连接件暴露腐蚀并导致早期故障；增加电解质酸浓度，容量降低，负极板硫酸化，正栅极腐蚀导致早期失效；和/或排出H₂和O₂气体，可能造成暴露和处理危险并需要通风。因此，降低铅酸蓄电池的水损耗可能有助于消除：板材脱水导致早期容量损耗和寿命缩短；负极板硫酸化，降低寿命；和/或正栅极腐蚀，由于抢夺CCA(冷启动电流)和容量和寿命导致降低性能。铅酸蓄电池的水损耗可能主要是由于电解和随后的氢气和氧气气体排出，这在高温气候或应用中可能更加明显。

EFB可能遭受任何这些失水情况，包括水的蒸发和电解。公知地，不论是蒸发和/或电解导致的水损耗，都会降低EFB的性能和/或寿命。因此，已经开发了许多方法来克服这个缺点，包括VRLA/AGM型电池。然而，即使在密封的VRLA/AGM电池中，仍然存在干燥的可能性，并且由于水损耗可能发生潜在的热失控。因此，可以说，各种已知和/或已经开发的防止铅酸蓄电池的水损耗的方法可能不能提供降低水损耗的所有所需的改进，而且可能需要高昂的成本，其与各种开发的方法所产生的价值不匹配。