[发明专利]组合式蓄电池

说明书

发明领域

本发明总的涉及蓄电池，尤其涉及可用于多种场合的组合式蓄电池。

发明背景

目前，一般用于启动汽车、卡车、摩托车、草坪和花园设备等等的内燃机之类的启动、照明和点火(SLI)电池是既大又重、而且充满电解液类的铅酸电池。这些电池几乎无一例外地都由形成有多个隔离件、以便构成诸原电池的棱柱形容器构成。由交错排列的阳极板和阴极板以及隔离材料制成的若干套电极插入各原电池中，并与顶部或侧面的终端安装部电气互连和连接。这些板通常是覆盖有诸如二氧化铅的活性材料的铅或铅合金电极板。诸原电池充满通常为稀硫酸溶液的电解液，将一覆盖件加热密封于容器。在覆盖件上设置若干通气口，以便使在正常的放电和再充电循环中所产生的气体排出。

一种典型的SLI电池重达20公斤之多。其结构上要求小心地朝上放置，以免电解液溢出。由于其尺寸、使用液体电解液、排气和其它有关的方面，SLI电池一般安装在汽车和卡车的发动机室。但是，人们知道，热量和振动对电池寿命有不利的影响，所以，发动机室实际上是一个不理想的地方。此外，尺寸、重量、液体电解液和排气使得更换用旧的或电用完的电池成为留给熟练机修工的一个任务。电池放电时跳跃启动(jump starting)一车辆引起某些问题，并要求第二车辆或能量源。

在小型结构中薄金属膜电池技术提供了一高功率电池的原电池，这类原电池为人们所知，它们的结构和制造已公开在例如美国专利3,494,800、5,045,086、5,047,300、5,198,313和5,368,961中，所公开的内容在此特别援引以作参考。一个薄金属膜电池的原电池包括一个被密封在一阀控制的密封原电池容器内的薄金属膜板。这些原电池含有缺电解液系统(electrolyte starved system)中的吸收性玻璃垫(absorptive glass-mat)(AGM)分隔件技术。薄金属膜板由很薄的厚度约为0.005英寸的铅箔制成，其上粘贴有形成厚度约为0.012英寸粘贴板的活性材料。板螺旋状地绕有分离材料，终端浇铸在或焊接于螺旋卷筒的端部。卷筒被封闭在一装有电解液的容器中，然后除通风口之外被密封起来。薄金属膜原电池的性能特征包括大的功率/重量之比和快速再充电容量。

尽管还有其它的原电池技术，但典型的SLI电池为体积大、重量重、充满电解液的电池。这种SLI电池结构对汽车、卡车或其它产品设计者在包装和保护SLI电池方面留下极小的机动性。在汽车和卡车中，仍然发现大而重的SLI电池位于苛刻的引擎罩之下的环境中。

在某些不能完全避免的情况下，SLI电池可能会放电，这样，就不能提供足够的能量来启动汽车、卡车或其它产品的发动机。对该问题的普通反应是将一第二能源，诸如一第二车辆或专门设计的跳跃启动能源的电气系统，连接到SLI电池。当连接了第二能源时，该第二能源提供启动发动机的能量，一旦运行，发动机能通过一合适的放电系统提供能量，用于向放完电的SLI电池再充电。但是，人们必须仔细地恰当连接能源。不这样做就会严重威胁车辆、SLI电池和第二能源的电气系统。在电池放完电的情况下，对于一典型的SLI电池就不能使用，但很希望能简单地取下放完电的电池，并用另一充分充电的电池来取代，以启动发动机。但不幸的是，典型的大而重的SLI电池不能容易地从车辆中取下或解下。而且如果没有第二能源，车辆操作者将陷入困境。

发明概要

本发明的一较佳实施例提供一种能起到如为汽车或卡车所用的或可用于许多其它场合的SLI电池的作用的组合式蓄电池。这种组合式电池不需要保养并被密封，所以使用和处理很简单。在一些使用场合中，组合式电池节省了高达传统电池结构的75％的重量。组合式电池包括快接端子，它能连接于适用于某一应用场合的基础部件，以向其供应电能。

在本发明的另一实施例中，基础部件和组合式电池设计成是可互换的。即，基础部件包括端子接收件和对齐特征。同样，组合电池包括端子和互补的对齐持征。端子设计成不使用工具就可连接。基础部件可设计成能接收若干尺寸中的一种组合式电池(例如，基础部件可设计成能接收1.2，2.4，4.8等等安培小时容量的组合式电池)。

基础部件可做成安装和连接于一诸如汽车、卡车、摩托车或草坪和花园牵引机的机动车辆的电气系统之中。一组合式电池被塞进基础部件，以提供启动能量。这种组合式结构提供了许多潜在的优点。其中的第一个是能够很容易地更换用旧了或放完电的电池，或如果需要安装一大容量的电池。如果电池放电，与突变现象相反，可容易地取下放完电的电池，将一新的电池插入以启动车辆。