ES2240330T3 - Elementos y baterias de plomo-acido sellados. - Google Patents

Elementos y baterias de plomo-acido sellados.

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ES2240330T3 ES01204456T ES01204456T ES2240330T3 ES 2240330 T3 ES2240330 T3 ES 2240330T3 ES 01204456 T ES01204456 T ES 01204456T ES 01204456 T ES01204456 T ES 01204456T ES 2240330 T3 ES2240330 T3 ES 2240330T3
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Abstract

Un ensamblaje de pila de plomo-ácido sellada que se puede conectar a ensamblajes adicionales de pilas, para formar una batería de múltiples pilas de un sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria, empleando dicho ensamblaje pilas de un tamaño susceptible de tener niveles desiguales de saturación del separador y estratificación del electrolito, comprendiendo el ensamblaje de pila de plomo-ácido sellada una estructura de soporte de pilas capaz de sostener una pluralidad de pilas de plomo-ácido selladas, al menos una pila de plomo-ácido sellada que comprende un recipiente para la pila, un elemento de pila colocado en dicho recipiente para la pila, y que comprende una pluralidad de placas positivas y negativas, y un separador absorbente colocado entre placas adyacentes, colocándose las placas positivas y negativas y el separador de modo que las placas estén sustancialmente paralelas al suelo o a la superficie de soporte de la pila, teniendo cada una de dichas placas positivasy negativas al menos una patilla, una tapa sellada a dicho recipiente y que tiene una superficie exterior y una superficie interior, al menos un terminal positivo sellado a dicha tapa, y al menos un terminal negativo sellado a dicha tapa, un puente positivo que conecta juntas eléctricamente las patillas de las placas positivas respectivas, estando el puente positivo conectado eléctricamente al terminal positivo, y un puente negativo que conecta juntas eléctricamente las patillas de dichas placas negativas, estando el puente negativo conectado eléctricamente al terminal negativo.

Description

Elementos y baterías de plomo-ácido sellados.
La presente invención se refiere a pilas y baterías de plomo-ácido, y más particularmente a tales pilas y baterías capaces de acomodar el crecimiento de la rejilla positiva que se produce en servicio, mientras proporcionan las prestaciones deseadas.
Las pilas y baterías de plomo-ácido selladas tienen ventajas significativas, para muchas aplicaciones, en comparación con el uso de pilas y baterías de plomo-ácido inundadas convencionales. Tales pilas y baterías, a veces denominadas pilas y baterías "VRLA" (es decir, de plomo-ácido reguladas mediante válvula), utilizan una válvula de seguridad (por ejemplo, una válvula Bunsen) para mantener la presión interna deseada para un ciclo eficiente de recombinación de oxígeno.
Algunas aplicaciones en las que se usan tales pilas y baterías selladas se denominan aplicaciones de baterías estacionarias. En tales aplicaciones, tales pilas y baterías se mantienen en un estado de carga completa y en unas condiciones de listas para ser usadas, típicamente mediante flotación a un voltaje programado constante. Las aplicaciones de pilas y baterías estacionarias incluyen usos para energía de reserva u operacional, que incluyen telecomunicaciones, servicios, iluminación de emergencia para edificios comerciales, energía de reserva para sistemas de televisión por cable, y suministros ininterrumpidos de
energía.
Tales suministros ininterrumpidos de energía conciernen, por ejemplo, a sistemas con ordenadores con dispositivos de seguridad y redes de comunicaciones. Tener una fuente ininterrumpida de energía fiable facilita el apagado metódico de los ordenadores cuando hay una interrupción súbita de la fuente de energía principal, típicamente durante un corte de energía eléctrica. Tal fuente ininterrumpida de energía acomodará también las pérdidas cortas, o intermitentes, de energía. En el caso de una interrupción de energía, la fuente ininterrumpida de energía es sometida a una descarga rápida, y a veces profunda.
Otra aplicación potencial para pilas y baterías de plomo-ácido selladas es una variedad de aplicaciones de tracción, en las que una serie de pilas o baterías proporciona la tracción para vehículos que varían desde carretillas de clase 1 a clase 3, diversos vehículos guiados automáticamente, vehículos de minería y también locomotoras de ferrocarril. Los requisitos de prestaciones para vehículos de tracción son bastante diferentes de los requisitos de prestaciones para fuentes de energía de baterías estacionarias. En aplicaciones estacionarias, la profundidad de la descarga en servicio es relativamente baja, y el número de descargas es pequeño, ya que la mayoría de las baterías está en servicio de flotación. Por contraste directo, las aplicaciones de tracción requieren profundidades de descarga relativamente grandes, que han de lograrse con un ciclado continuo durante un periodo de tiempo. De hecho, un requisito común para carretillas de clase 1-3 es que, en un turno de 8 horas, el ensamblaje de pilas o baterías debe ser capaz de entregar una profundidad de descarga de 80% y que las prestaciones se requieren durante aproximadamente 300 ciclos por año, con una vida en servicio útil, bajo esas condiciones, de 4 ó 5 años.
Un problema común encontrado en tales pilas y baterías VRLA es la integridad de las selladuras durante el tiempo, como resultado del crecimiento de las rejillas que se produce en servicio. Como ha sido común especialmente en el terminal positivo, el crecimiento de las rejillas se produce cuando una rejilla de batería se corroe durante el tiempo, causando por lo tanto que el terminal de la batería se mueva hacia fuera con relación a la tapa de la batería. Esta subida relativa causa tensión en la selladura requerida de terminal-tapa, así como en la selladura precisa de recipiente-tapa. Como el recipiente y la tapa están fabricados comúnmente de plástico, se conoce que cada uno de ellos falla de diversos modos, tales como por fractura, agrietamiento en las soldaduras, etc. Tales fallos han dado como resultado pérdidas de electrolito de las pilas y baterías, y han dado también como resultado un fallo de la pila para funcionar apropiadamente. Este problema bien conocido es particularmente agudo en pilas y baterías de plomo-ácido selladas, ya que pueden alcanzarse en servicio temperaturas internas relativamente altas. Tales temperaturas relativamente altas conducen a un aumento en la velocidad de corrosión de la rejilla, que puede dar como resultado un crecimiento significativo de la rejilla. Además, lo que puede ocurrir en servicio es la desviación del borne terminal positivo, que puede dar como resultado una posible pérdida de conexión con el borne terminal estacionario adyacente. De hecho, tal crecimiento de la rejilla puede dar como resultado un alabeo de una placa positiva, que da como resultado una pérdida de capacidad así como un posible cortocircuito, y similares.
Este problema no sólo es bien conocido, sino que también ha merecido una atención sustancial. Se ha propuesto una amplia variedad de soluciones intentadas. De este modo, se describen diversas soluciones en la patente del Reino Unido 2.026.761A, documentos de patente U.S. 4.445.356 a Barrete, Jr.; 4.467.021 y 4.898.795 a Stocchiero.
Hay varios otros problemas y asuntos que complican el diseño de pilas de plomo-ácido selladas. Más particularmente, para proporcionar una selladura de terminal-tapa satisfactoria para pilas de plomo-ácido selladas, se ha encontrado generalmente necesario utilizar un casquillo de plomo o de una aleación de plomo, que se incrusta en la tapa y que es, luego, sucesivamente, soldado a, o fundido con el terminal. Esta aproximación de diseño puede ser relativamente cara, y la adaptabilidad a una producción automática, aunque se logre un control de calidad satisfactorio, puede ser difícil.
Aún más, las consideraciones de diseño necesitan tratar problemas tales como evitar, en servicio, cortocircuitos por el borde de la placa, niveles desiguales de saturación del separador, y estratificación del electrolito. Asegurarse que la pila posea una resistencia satisfactoria a los choques y a las vibraciones debe tenerse también en cuenta al diseñar pilas de plomo-ácido selladas.
Estos problemas y consideraciones de diseño pueden exacerbarse frecuentemente cuando se aumenta el tamaño de las pilas individuales requeridas para la aplicación particular. De hecho, las pilas de capacidad relativamente grande dan lugar a problemas de diseño adicionales, tales como asegurar que se conserven conexiones eléctricas fiables de modo satisfactorio entre las placas y los terminales respectivos. Aún otro problema de diseño concierne a una alineación satisfactoria del elemento de pila en el contenedor o recipiente durante el ensamblaje.
Estos problemas de diseño son de sustancial interés porque una variedad de aplicaciones para pilas de plomo-ácido selladas, tales como, por ejemplo, energía de reserva en telecomunicaciones, hacen deseable la aplicación de pilas que tengan capacidades extremadamente altas. De hecho, con respecto a esto, se hace deseable proporcionar pilas individuales de plomo-ácido selladas que tengan una capacidad de 2.000 amperios-hora e incluso una capacidad de hasta 3.000 amperios-hora, o aún mayor. Se encuentra, cuando se diseñan pilas de tales capacidades relativamente grandes, una dificultad considerable en lograr una producción comercial con un control de calidad aceptable.
De hecho, a pesar de la cantidad sustancial de trabajo anterior en este campo, aún existe una necesidad de un diseño para pilas de plomo-ácido selladas que satisfaga eficazmente los muchos problemas y asuntos discutidos en la presente invención.
La presente invención se define en las reivindicaciones independientes.
Las realizaciones de la invención se describen a continuación.
Un objeto de las realizaciones es proporcionar una pila de plomo-ácido regulada mediante válvula 
\hbox{(VRLA)}
sellada que al menos reduzca al mínimo, si no elimine, los problemas asociados con el crecimiento de la placa positiva durante el servicio. Un objeto relacionado y más específico proporciona una pila tal que puede usarse para impedir esencialmente el crecimiento de la placa positiva durante el servicio en una dirección hacia la tapa y el terminal.
Otro objeto es proporcionar una pila sellada tal que tenga un diseño particularmente bien adaptado para pilas que tengan capacidades relativamente altas.
Aún un objeto adicional es proporcionar una pila que elimine la necesidad de un casquillo en la tapa y sea más adaptable para producciones a gran escala y/o automatizadas.
Aún otro objeto es proporcionar una pila en la que sea innecesaria una colocación precisa de la tapa y el terminal durante el ensamblaje.
Un objeto adicional es proporcionar una pila sellada adaptable para pilas de tamaño grande, que proporcione unas prestaciones mejoradas, reduciendo al mínimo los problemas debidos a la resistencia al choque y a la vibración y a los cortocircuitos de las placas.
Aún un objeto adicional es proporcionar una pila tal que reduzca al mínimo los problemas debidos a niveles desiguales de saturación del separador y elimine los problemas de estratificación del electrolito.
Otros objetos y ventajas de la presente invención serán evidentes a medida que se desarrolle la siguiente descripción, tomados con los dibujos adjuntos. La presente invención se describirá conjuntamente con ciertas realizaciones preferidas; sin embargo, se debe apreciar que no se pretende limitar la invención a las realizaciones descritas. Más bien, se pretende cubrir todo lo alternativo y equivalentes a estas realizaciones y a la invención reivindicada. Por ejemplo, aunque la presente invención se describirá conjuntamente con pilas y baterías de plomo-ácido selladas, se debe apreciar que la presente invención es igualmente aplicable para usar con cualquier pila o batería en la que se produzca y deba acomodarse el crecimiento de la placa durante el servicio.
En general, las realizaciones están basadas en un diseño de pila de plomo-ácido sellada que, en esencia, dirige el crecimiento de la rejilla positiva que se produce en servicio lejos de las selladuras de terminal-tapa y de recipiente-tapa. Más particularmente, proporcionando sujeciones internas y externas de la pila, el crecimiento de la rejilla positiva que se produce en servicio se dirige hacia la parte inferior del recipiente; y las placas positivas se distancian suficientemente lejos de la parte inferior del recipiente para que se acomode el crecimiento de la rejilla en esta dirección durante la vida en servicio de la pila de plomo-ácido sellada.
Otros aspectos preferidos de las realizaciones incluyen un diseño de pila altamente adaptable para una producción y ensamblaje fiables. De hecho, conforme a las realizaciones preferidas de esta invención, se facilita la alineación del elemento de pila cuando se inserta dentro del recipiente. Otras características de diseño preferidas permiten tanto el termosellado de la tapa a los terminales como al recipiente, así como reducir al mínimo la exactitud precisa de alineación del terminal y la tapa en la etapa de termosellado.
Aún otras características de las realizaciones proporcionan un diseño de pila sellada adaptable para la producción fiable de pilas de capacidad relativamente grande, de este modo pueden proporcionarse tamaños de pilas de hasta 2.000 a 3.000 amperios-hora e incluso más grandes. Tales pilas se configuran igualmente para proporcionar una configuración deseada en el uso.
En los dibujos,
La figura 1 es una vista isométrica de una realización preferida de una pila de plomo-ácido sellada conforme a la presente invención;
La figura 2 es una vista de un corte transversal parcial que muestra el interior de la pila de la figura 1, e ilustra una realización preferida de la selladura de terminal-tapa;
La figura 3 es una vista isométrica de una realización preferida de una sujeción interna de la pila usada en la presente invención para asistir en dirigir el crecimiento de la rejilla positiva en servicio, en una dirección lejos de la tapa y terminal de la pila;
La figura 4 es una vista de un corte transversal parcial tomada generalmente a lo largo de la línea 2-2 de la figura 1, y que muestra la sujeción interna de la pila en posición en la pila;
La figura 5 es una vista de un corte transversal parcial que muestra la sujeción externa de la pila que coopera con la sujeción interna de la pila para eliminar esencialmente el crecimiento de la placa positiva durante el servicio en dirección hacia la selladura de tapa-terminal;
La figura 6 es una vista de un alzado frontal que muestra la sujeción externa de la pila en posición durante el servicio;
La figura 7 es una vista esquemática de una realización preferida de una placa negativa usada en la realización preferida de la presente invención;
La figura 8 es una vista isométrica que muestra dos pilas de acuerdo con la presente invención, colocadas para el servicio en una relación de lado con lado, en la que las placas de las pilas están orientadas horizontalmente (no se muestran por simplicidad la sujeción externa de la pila y el bastidor de las pilas);
La figura 9 es una vista esquemática que muestra una realización preferida de una envoltura de separador alrededor de las placas positivas y negativas respectivas del elemento de pila; y
La figura 10 es una realización adicional de otra envoltura deseada del separador para el elemento de pila.
La figura 1 muestra una pila VRLA sellada, mostrada generalmente como 10, que tiene un recipiente 12 (denominado frecuentemente un "contenedor") y una tapa 14. Puede usarse para el recipiente y la tapa cualquier material útil para pilas y baterías de plomo-ácido, y se conocen los muchos materiales útiles. Típicamente, los materiales plásticos usados convencionalmente incluyen copolímeros de etileno-propileno. También son conocidos policarbonatos u otros materiales plásticos adecuados para resistir condiciones térmicas superiores. Tales recipientes y tapas pueden fabricarse mediante cualquier técnica deseada, tal como, por ejemplo, moldeo por inyección. Para los recipientes, y particularmente para recipientes de tamaño relativamente grande, es deseable eliminar, o al menos reducir al mínimo esencialmente cualquier inclinación desde la parte inferior hasta la parte superior del recipiente, para que el tamaño interno del recipiente no varíe significativamente desde la parte superior hasta la parte inferior, permitiendo de ese modo una compresión más uniforme del elemento de pila, como se discutirá más adelante.
La válvula 16, una válvula de seguridad convencional, mantiene la presión interna al nivel deseado para proporcionar una recombinación eficiente de oxígeno, como es conocido. Aunque el uso de una válvula de seguridad y el mantenimiento de una presión interna de la pila en el intervalo de aproximadamente 1,345-1,69 bar (5 a 10 psig) se usan frecuentemente, éstas son meramente ilustrativas de presiones útiles. Los parámetros de funcionamiento particulares no están dentro del alcance de la presente invención, y puede usarse cualquier parámetro y/o válvula considerado apropiado para la aplicación particular.
La pila 10 incluye asimismo terminales positivos 18 y terminales negativos 20. Puede emplearse cualquiera de los muchos diseños de terminales conocidos. De hecho, el diseño particular de terminal puede ser dictado por la aplicación particular.
De acuerdo con un aspecto preferido de las presentes realizaciones, las pilas de una capacidad relativamente grande incluyen preferiblemente dos o más terminales positivos y negativos. Más particularmente, para proporcionar una pila que tenga una capacidad nominal de 2.000 amperios-hora, se ha encontrado preferible utilizar placas que tengan patillas y terminales dobles. De este modo, en vista de las placas relativamente grandes que necesitan usarse (por ejemplo, una placa positiva de un tamaño estimado para proporcionar en la pila aproximadamente 170 amperios-hora y que tiene una longitud y anchura de aproximadamente 40,6 cm), tales patillas y terminales dobles proporcionan ambos una captación eficiente de corriente, y también mejoran la fiabilidad de las conexiones eléctricas. Indicado de otro modo, el uso de estas patillas y terminales dobles disminuye la probabilidad de que grandes pasos de corriente produzcan la fusión o dañen de otra manera la integridad estructural de los puentes y patillas usadas. En los aspectos más preferidos de la presente invención, cuando las pilas son incluso más grandes, es decir, hasta aproximadamente 3.000 amperios-hora o más, se ha encontrado útil utilizar placas que tengan al menos dos patillas y tres terminales positivos y negativos para transportar la cantidad de corriente.
Al ensamblar el recipiente 12 y la tapa 14, es necesario lograr selladuras de tapa-recipiente y de terminal-tapa que sean de una resistencia y fiabilidad suficientes para proporcionar unas prestaciones satisfactorias durante el servicio. Esto puede llevarse a cabo usando muchas técnicas conocidas, tales como termosellado y similares. Si se desea, la selladura de terminal-tapa puede implicar moldear dentro de la tapa un casquillo metálico (por ejemplo, un material de plomo o de aleación de plomo) que luego se suelda a, o se funde con el material del terminal, como es conocido.
De este modo, como se muestra en la figura 2, el recipiente 12 es termosellado a la tapa 14 como se indica generalmente en 22, y se lleva a cabo el sellado de tapa-terminal, como se muestra generalmente en 24.
Sin embargo, de acuerdo con la realización preferida de la presente invención, la construcción de los terminales positivos y negativos incluye un material plástico compatible (por ejemplo, un copolímero de etileno-propileno, del que un material similar se usa para la tapa 14), que se moldea alrededor del exterior del terminal para que se lleven a cabo las selladuras de terminal-tapa mediante termosellado o similar. Con este propósito, y como se muestra en la figura 2, el terminal (mostrándose el terminal positivo 18 con propósitos ilustrativos) tiene un exterior plástico 26 moldeado alrededor de la periferia del terminal eléctricamente conductor, mostrándose el terminal positivo 18. Será generalmente útil proporcionar el exterior del terminal con una serie de anillos irregulares o similares como se muestra en 28, para llevar a cabo una unión deseable entre el exterior plástico 26 y el terminal positivo 18, así como para proporcionar un camino relativamente largo y tortuoso, para que el electrolito o similares se desplacen antes que se escapen del interior de la pila. El miembro plástico 26 puede moldearse alrededor de los terminales respectivos en cualquier punto deseado en el procedimiento de ensamblaje. Puede ser más eficaz desde el punto de vista económico moldear el miembro plástico 26 alrededor del terminal antes del ensamblaje y durante la fabricación de los terminales, los cuales se fabrican típicamente por separado.
En comparación con la utilización de un casquillo metálico incrustado en la tapa, realizar la selladura de terminal-tapa mediante termosellado debe proporcionar tanto economía como un ensamblaje más deseable, mejorando la fiabilidad en las prestaciones. Sin embargo, crear una selladura de terminal-tapa de plástico-plástico eleva también la necesidad de una estructura satisfactoria para impedir que el crecimiento de la rejilla positiva debilite o rompa la superficie de contacto de plástico-plástico termosellada.
De acuerdo con aún otro aspecto de la realización preferida de la presente invención, puede llevarse a cabo una simplificación adicional del procedimiento, diseñando la tapa y los miembros plásticos de los terminales de tal modo que quede a propósito una abertura. Más particularmente, para facilitar la alineación para una operación de termosellado, la tapa y los miembros plásticos de los terminales se configuran de modo que la pila termosellada resultante tendrá un área de abertura anular visible para cualquiera que examine la pila ensamblada. De este modo, como se muestra en la figura 2, queda la abertura 30 después de la realización del termosellado. El área abierta puede llenarse luego, como mediante un adhesivo de fusión en caliente. Coloreando el adhesivo de fusión en caliente con el mismo color que la tapa alrededor de la posición del adhesivo de fusión en caliente, la tapa rellenada resultante parecerá ser uniforme, proporcionando de ese modo efectos estéticos deseables. Como un ejemplo ilustrativo, las zonas de los terminales mostradas generalmente en 32 (mostrado mejor en la figura 1) pueden ser grises mientras que el terminal positivo 18 respectivo es rojo y el terminal negativo 20 respectivo es negro. De esta manera, la alineación precisa de la tapa sobre el recipiente en el ensamblaje se hace innecesaria. La pila ensamblada resultante eliminará cosméticamente cualquier irregularidad debida a pequeñas desalineaciones, ya que a pesar de todo permanece el mismo color en su conjunto.
De acuerdo con otro aspecto de las presentes realizaciones, se proporciona una sujeción interna de la pila, que coopera dirigiendo el crecimiento de la rejilla positiva lejos de la tapa, protegiendo las selladuras de terminal-tapa y de recipiente-tapa. Como se discutirá más adelante con mayor detalle, la sujeción interna de la pila coopera con una sujeción externa de la pila, las cuales dirigen juntas hacia la parte inferior de la pila y lejos de las selladuras respectivas el crecimiento de la rejilla positiva que se produce durante el servicio.
Con este propósito, se proporciona una sujeción interna de la pila 36 (figura 3) que está en contacto con la superficie interior 38 de la tapa 14 mientras también se apoya en el puente 40, como se muestra en la figura 4. La sujeción interna de la pila 36 debe ser suficientemente rígida para resistir adecuadamente las fuerzas que resultan del crecimiento de la rejilla positiva en servicio. La sujeción interna de la pila 36, en la realización ilustrativa (figura 3), comprende un miembro plástico rígido unitario que tiene una base 42, aberturas para terminales 44 alrededor del borne terminal de cada terminal positivo 18 que se prolonga a través de las aberturas (como se ve mejor en la figura 4), paredes que se levantan en los extremos 46 y el miembro de soporte central 48, dimensionándose las paredes de los extremos 46 y el miembro de soporte central 48 para cubrir la distancia desde la parte superior de las placas y/o el puente hasta la parte interior 38 de la tapa 14.
La configuración particular de la sujeción interna de la pila 36, o de hecho la manera en la que contiene contra el movimiento de crecimiento de la rejilla positiva hacia la tapa 14, puede variarse como se desee con tal de que se logren los objetivos funcionales expuestos en la presente invención. La sujeción interna de la pila 36 ilustrativa debe distribuir deseablemente las fuerzas que resultan del crecimiento de la rejilla positiva, mientras funciona conjuntamente con la sujeción externa de la pila para asegurar que se protejan satisfactoriamente la fiabilidad de las selladuras de terminal-tapa y de terminal-recipiente.
Los materiales y construcción de la sujeción interna de la pila pueden variarse como se desee. Los ejemplos de plásticos útiles para la sujeción incluyen materiales de polipropileno cargados. Puede usarse cualquier plástico que tenga una rigidez adecuada para esta aplicación, que incluye poli(cloruro de vinilo), polímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno, polímeros de estireno-acrilonitrilo, y policarbonatos.
También, como se ha indicado, puede utilizarse cualquier diseño alternativo para la sujeción interna de la pila con tal de que se satisfagan los objetivos funcionales de esta invención. En general, el diseño de la pila debe concentrarse en asegurar que el crecimiento de la rejilla positiva se dirija lejos de la tapa. De este modo, la sujeción interna de la pila puede incorporarse dentro de la tapa, es decir, moldeando la tapa para que la superficie interior esté en contacto con el puente positivo y/o placas positivas. Alternativamente, puede termosellarse a la superficie inferior de la tapa una parte rígida distinta, proporcionando un espaciador para la sujeción del puente positivo/placa positiva y añadiendo rigidez a la tapa. De hecho, si se desea, la sujeción interna de la pila puede construirse en el(los) puente(s) positivo(s), conformando el puente de tal manera que esté en contacto con la superficie inferior de la tapa.
La presente realización utiliza una sujeción externa de la pila que coopera con la sujeción interna de la pila para dirigir el crecimiento de la rejilla positiva hacia la parte inferior del recipiente de la pila y lejos de la tapa. Con este propósito, y como puede verse en las figuras 5 y 6, la sujeción externa de la pila 50 comprende una placa frontal que se ajusta sobre la tapa 14, permitiendo que la válvula de seguridad 16, los terminales positivos 18 y los terminales negativos 20 se proyecten a través de las aberturas dimensionadas como complemento para esos componentes. La sujeción externa de la pila 50 se sujeta luego a un soporte externo, es decir, la bandeja, bastidor o armario, o similares, usados para la aplicación particular. Con este propósito, y como se muestra en la figura 5, la sujeción externa de la pila 50 se sujeta al soporte de la pila 52 con los tornillos 54.
Como fue el caso con la sujeción interna de la pila, la configuración particular de la sujeción externa de la pila 50 puede variarse como se desee con tal de que se satisfagan los criterios funcionales. Para pilas que tengan capacidades extremadamente grandes como se ha discutido en la presente invención, la sujeción externa de la pila 50 puede fabricarse de acero o similares, revestida para proporcionar aislamiento eléctrico. Puede usarse cualquier plástico u otro metal con un revestimiento aislante con tal de que se proporcione una resistencia adecuada.
El uso del sistema de sujeción de la pila descrito en la presente invención proporciona la capacidad de utilizar selladuras de terminal-tapa, llevadas a cabo a través de una superficie de contacto de plástico-plástico. La técnica de termosellado implicada facilita el ensamblaje, pero puede ser más susceptible al daño que cuando tal selladura se lleva a cabo usando un casquillo metálico en la tapa. El sistema de sujeción de la pila descrito en la presente invención ofrece de este modo la capacidad de facilitar el ensamblaje de las pilas, mientras todavía proporciona una amplia protección contra los daños durante el servicio.
Puesto que el sistema de sujeción de la pila de la presente realización dirige el crecimiento de la rejilla positiva lejos de la tapa de la pila, las placas positivas deben dimensionarse para que tales placas puedan crecer hacia la parte inferior del recipiente de la pila 14. La extensión del crecimiento de la rejilla puede estimarse satisfactoriamente, basándose en el tamaño de las placas y similares. Para una pila de capacidad extremadamente grande (por ejemplo, 2.000 amperios-hora o más), sería satisfactorio mantener una distancia desde la parte inferior de las placas positivas hasta la superficie interna de la parte inferior del recipiente de aproximadamente 1,27 a 1,91 cm (^{1}/_{2} a ^{3}/_{4} pulgada) o similar.
De acuerdo con aún otro aspecto de la realización preferida de esta invención, el elemento de pila comprende placas negativas que están en contacto con la parte inferior del recipiente de la pila, y el elemento de pila se dimensiona para ajustarse apretadamente dentro de la pila, de modo que las placas positivas se sujeten en su sitio por medio de una fuerza de fricción, que restringe, pero no impide, el crecimiento de las placas positivas durante el servicio hacia la parte inferior del recipiente de la pila. Con este propósito, y como se ve en la figura 7, una placa negativa 56 con patillas dobles 58 tiene una pluralidad de pies 60. Las placas negativas 56 se dimensionan para que los pies 60 se apoyen sobre la parte inferior del recipiente de la pila, facilitando de ese modo una alineación apropiada del elemento de pila dentro del recipiente de la pila durante el ensamblaje, reduciendo al mínimo la cantidad de material que se necesita para las placas negativas.
Indicado de otro modo, aunque las placas negativas pueden dimensionarse para que su superficie inferior esté en contacto con la parte inferior del recipiente, el material adicional es innecesario, costoso, y no contribuirá a las prestaciones eléctricas de la pila. Aunque la utilización de placas negativas que tienen dos pies es satisfactoria, pueden usarse tres o más pies si se desea por cualquier razón. Se prefiere el uso de esta configuración porque evita problemas cuando las placas positivas, en realidad, simplemente cuelgan del puente (estos problemas incluyen una resistencia inferior a la vibración, posibles problemas con la unión de la patilla al puente y corrosión de esa unión debido a mayores niveles de tensión debido al peso y/o movimiento de las placas).
Otro aspecto de la realización preferida de la presente invención se encuentra en la geometría de las placas utilizadas. De este modo, muchas pilas selladas usadas convencionalmente utilizan placas relativamente altas y estrechas; y la dimensión de la altura aumenta (generalmente mientras la anchura de la placa es la misma) para proporcionar placas más grandes para una capacidad eléctrica aumentada (junto con, desde luego, la adición de más placas). Un aspecto preferido de las realizaciones es utilizar placas que tienen relaciones de aspecto de altura a anchura relativamente bajas, es decir, inferiores a aproximadamente 2:1, y, más preferiblemente, aproximándose a 1:1. De esta manera, las placas individuales pueden contribuir más a lograr pilas con capacidades eléctricas mayores de las que pueden lograrse eficazmente, simplemente aumentando la altura de la placa. Esto es particularmente importante cuando se desean pilas que tengan capacidades de 2.000 o más amperios-hora. Aún más, se reduce la profundidad de la pila requerida para lograr tales pilas de gran capacidad, creando más prestaciones deseables en servicio, particularmente cuando las pilas se orientan en servicio de modo que las placas estén en una orientación plana como se describirá más adelante.
Las pilas selladas de las realizaciones, exactamente como cualquier pila VRLA, pueden usarse en cualquier orientación, como es conocido. Como así se aprecia con pilas selladas, ya que el electrolito necesario es absorbido dentro de las placas y separadores, las pilas no contienen esencialmente electrolito libre, de modo que estas pilas no necesitan usarse en una posición vertical, como sería el caso con baterías de plomo-ácido inundadas de electrolito convencionales.
Los cortocircuitos por el borde de la placa, niveles desiguales de saturación del separador, estratificación del electrolito, y resistencia al choque y a la vibración, son todos problemas de interés en el diseño de baterías de plomo-ácido selladas. Estos asuntos se exacerban con pilas de gran capacidad.
Además, y como es conocido, unas prestaciones eléctricas mejoradas requieren que se mantenga el contacto entre los separadores absorbentes que contienen el electrolito y las placas positivas y negativas porosas. Es por lo tanto conocido proporcionar compresión ajustando a la fuerza el elemento de pila dentro del recipiente, dimensionando cada uno de ellos de modo que los separadores absorbentes estén comprimidos en al menos aproximadamente 15% de su grosor sin comprimir.
Por lo tanto, conforme a aún otro aspecto de la realización preferida de esta invención, las pilas selladas se orientan en servicio de modo que las placas en las pilas estén en una configuración plana, es decir, las placas están paralelas al suelo o a la superficie de soporte, como contraste con una orientación vertical. Con este propósito, y como se muestra en la figura 8, las dos pilas 10 mostradas están colocadas en servicio sobre sus lados, apoyándose sobre el soporte 62, y se conectan luego al sistema de aplicación o similar que requiere la fuente de energía ininterrumpida (por ejemplo, telecomunicaciones), como se designa mediante el bloque 64. De esta manera, se reducen al mínimo los problemas de saturación del separador y estratificación, de particular importancia con pilas de capacidades grandes.
Aún más, la orientación plana mejora las prestaciones eléctricas durante el uso. De este modo, el peso de las placas positivas y negativas, apiladas una sobre otra de una manera plana, espaciadas sólo mediante los separadores absorbentes, es suficientemente pesado en relación con el peso del separador que se retiene durante el servicio una compresión apropiada.
Aún otro aspecto de la realización preferida de la presente invención utiliza un separador absorbente de una pieza, que envuelve en forma de serpentín las placas orientadas de manera plana. Con este propósito, y como se muestra en la figura 9, el separador absorbente 66 envuelve las placas positivas y negativas respectivas como se muestra en la figura 9, indicándose colectivamente las placas como 68. En la realización ilustrativa mostrada, se usan dos separadores de una pieza, antes que un separador más grueso. Dos separadores más delgados, proporcionando juntos el grosor deseado del separador, pueden proporcionar facilidad en el ensamblaje debido a la mejor manejabilidad y similares.
Cuando se prefiera, debido a la configuración en una pieza, una realización alternativa deseable incluye una doble, o en oposición, envoltura en U, en la que cada placa se envuelve con un separador que tiene un grosor que, junto con el grosor del separador que envuelve la placa adyacente, proporciona el grosor deseado. Para una facilidad de ensamblaje, por ejemplo, cada placa se envuelve con un separador absorbente que tiene aproximadamente la mitad del grosor deseado del separador de material compuesto. De este modo, como se muestra en la figura 10, las placas positivas y negativas respectivas, indicadas generalmente por 68, se envuelven cada una con un separador 70.
De este modo, como se ha visto, y como puede apreciarse, la presente invención proporciona un diseño fiable para baterías de plomo-ácido selladas, facilitando el ensamblaje así como asegurando unas prestaciones deseables en servicio.

Claims (36)

1. Un ensamblaje de pila de plomo-ácido sellada que se puede conectar a ensamblajes adicionales de pilas, para formar una batería de múltiples pilas de un sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria, empleando dicho ensamblaje pilas de un tamaño susceptible de tener niveles desiguales de saturación del separador y estratificación del electrolito, comprendiendo el ensamblaje de pila de plomo-ácido sellada
una estructura de soporte de pilas capaz de sostener una pluralidad de pilas de plomo-ácido selladas,
al menos una pila de plomo-ácido sellada que comprende
un recipiente para la pila,
un elemento de pila colocado en dicho recipiente para la pila, y que comprende una pluralidad de placas positivas y negativas, y un separador absorbente colocado entre placas adyacentes, colocándose las placas positivas y negativas y el separador de modo que las placas estén sustancialmente paralelas al suelo o a la superficie de soporte de la pila, teniendo cada una de dichas placas positivas y negativas al menos una patilla,
una tapa sellada a dicho recipiente y que tiene una superficie exterior y una superficie interior,
al menos un terminal positivo sellado a dicha tapa, y al menos un terminal negativo sellado a dicha tapa,
un puente positivo que conecta juntas eléctricamente las patillas de las placas positivas respectivas, estando el puente positivo conectado eléctricamente al terminal positivo, y
un puente negativo que conecta juntas eléctricamente las patillas de dichas placas negativas, estando el puente negativo conectado eléctricamente al terminal negativo.
2. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 1, en el que la tapa es plástica, los terminales positivos y negativos comprenden un material metálico eléctricamente conductor que tiene plástico rodeando a dicho material metálico, y habiéndose termosellado dichos terminales para proporcionar una selladura de terminal-tapa.
3. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 2, en el que dicha tapa termosellada tiene un área abierta alrededor del terminal, y conteniendo dicha área abierta un adhesivo de fusión en caliente.
4. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 3, en el que dicho adhesivo de fusión en caliente y al menos la porción de dicha tapa que rodea a dicho adhesivo de fusión en caliente están cada uno coloreados del mismo color.
5. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 4, en el que el terminal positivo está coloreado de rojo, el terminal negativo está coloreado de negro, y dicha tapa es gris.
6. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 1, en el que dicha estructura de soporte de las pilas es una bandeja.
7. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 1, en el que dicha estructura de soporte de las pilas es un bastidor.
8. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 1, en el que dicha estructura de soporte de las pilas es un armario.
9. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 1, en el que el recipiente tiene una parte inferior que tiene una superficie interna inferior, teniendo dichas placas negativas al menos dos pies espaciados en contacto con dicha superficie interna inferior, estando si no dichas placas negativas espaciadas de dicha superficie interna inferior, y estando dichas placas positivas dimensionadas de tal manera que dichas placas positivas están espaciadas de la superficie interna inferior de dicho recipiente una distancia suficiente para permitir que se produzca el crecimiento de la placa positiva en servicio.
10. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 1, en el que cada una de dichas placas positivas y negativas tiene al menos dos patillas, y dicha pila tiene una capacidad eléctrica de al menos 2.000 amperios-hora.
11. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 10, en el que cada placa positiva y negativa tiene al menos dos patillas, y dicha pila tiene una capacidad eléctrica de al menos aproximadamente 3.000 amperios-hora.
12. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 1, en el que dichas placas positivas y negativas tienen una relación de altura a anchura inferior a 2:1.
13. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 1, en el que dicho separador comprende al menos una capa de una sola pieza de material envuelto alrededor de dichas placas positivas y negativas en forma de serpentín.
14. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 1, en el que dicho separador se coloca entre y alrededor de dichas placas positivas y negativas en una configuración de doble U.
15. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 1, que comprende además una sujeción externa conectada a dicha estructura de soporte de las pilas, y en contacto con la superficie exterior de la tapa.
16. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 15, en el que dicha sujeción externa comprende una placa frontal metálica colocada sobre la superficie exterior de la tapa y sujeta a dicha estructura de soporte de las pilas.
17. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 1, que comprende además una sujeción interna que está en contacto con la superficie interior de la tapa y colocada entre dichas placas positivas y dicha tapa.
18. El ensamblaje de pilas de plomo-ácido selladas de la reivindicación 17, en el que dicha sujeción interna comprende un inserto de plástico que se apoya en dicho puente de placas positivas cuando dicha pila está en una posición vertical, y que tiene una abertura que permite que se realice la conexión eléctrica entre dicho puente positivo y el terminal positivo.
19. Una fuente ininterrumpida de energía estacionaria para un sistema de aplicación que requiere una fuente ininterrumpida de energía de una capacidad eléctrica particular, empleando dicho sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria pilas de un tamaño susceptible de tener niveles desiguales de saturación del separador y estratificación del electrolito, estando colocado dicho sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria en un área que tiene un suelo, comprendiendo dicho sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria
una estructura de soporte de pilas que se apoya sobre el suelo, siendo dicha estructura de soporte de las pilas capaz de sostener una pluralidad de pilas de plomo-ácido selladas, estando dichas pilas de plomo-ácido selladas conectadas eléctricamente a dicho sistema de aplicación,
al menos una pila de plomo-ácido sellada que comprende
un recipiente para la pila,
un elemento de pila colocado en dicho recipiente para la pila, y que comprende una pluralidad de placas positivas y negativas, y un separador absorbente colocado entre placas adyacentes, colocándose las placas positivas y negativas y el separador de modo que las placas estén sustancialmente paralelas al suelo o a la superficie de soporte de las pilas, teniendo cada una de dichas placas positivas y negativas al menos una patilla,
una tapa sellada a dicho recipiente y que tiene una superficie exterior y una superficie interior,
al menos un terminal positivo sellado a dicha tapa, y al menos un terminal negativo sellado a dicha tapa,
un puente positivo que conecta juntas eléctricamente las patillas de las placas positivas respectivas, estando el puente positivo conectado eléctricamente al terminal positivo, y
un puente negativo que conecta juntas eléctricamente las patillas de dichas placas negativas, estando el puente negativo conectado eléctricamente al terminal negativo.
20. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 19, en el que la tapa es plástica, los terminales positivos y negativos comprenden un material metálico eléctricamente conductor que tiene plástico rodeando a dicho material metálico, y habiéndose termosellado dichos terminales para proporcionar una selladura de terminal-tapa.
21. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 20, en el que dicha tapa termosellada tiene un área abierta alrededor del terminal, y dicha área abierta conteniendo un adhesivo de fusión en caliente.
22. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 21, en el que dicho adhesivo de fusión en caliente y al menos la porción de dicha tapa que rodea a dicho adhesivo de fusión en caliente están cada uno coloreados del mismo color.
23. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 22, en el que el terminal positivo está coloreado de rojo, el terminal negativo está coloreado de negro, y dicha tapa es gris.
24. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 19, en el que dicha estructura de soporte de las pilas es una bandeja.
25. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 19, en el que dicha estructura de soporte de las pilas es un bastidor.
26. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 19, en el que dicho soporte de las pilas es un armario.
27. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 19, en el que el recipiente tiene una parte inferior que tiene una superficie interna inferior, teniendo dichas placas negativas al menos dos pies espaciados en contacto con dicha superficie interna inferior, estando si no dichas placas negativas espaciadas de dicha superficie interna inferior, y estando dichas placas positivas dimensionadas de tal manera que dichas placas positivas están espaciadas de la superficie interna inferior de dicho recipiente una distancia suficiente para permitir que se produzca el crecimiento de la placa positiva en servicio.
28. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 19, en el que cada una de dichas placas positivas y negativas tiene al menos dos patillas, y dicha pila tiene una capacidad eléctrica de al menos 2.000 amperios-hora.
29. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 28, en el que cada placa positiva y negativa tiene al menos dos patillas, y dicha pila tiene una capacidad eléctrica de al menos aproximadamente 3.000 amperios-hora.
30. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 19, en el que dichas placas positivas y negativas tienen una relación de altura a anchura inferior a 2:1.
31. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 19, en el que dicho separador comprende al menos una capa de una sola pieza de material envuelto alrededor de dichas placas positivas y negativas en forma de serpentín.
32. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 19, en el que dicho separador se coloca entre y alrededor de dichas placas positivas y negativas en una configuración de doble U.
33. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 19, que comprende además una sujeción externa conectada a dicha estructura de soporte de las pilas, y en contacto con la superficie exterior de la tapa.
34. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 33, en el que dicha sujeción externa comprende una placa frontal metálica colocada sobre la superficie exterior de la tapa y sujeta a dicha estructura de soporte de las pilas.
35. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 19, que comprende además una sujeción interna que está en contacto con la superficie interior de la tapa y colocada entre dichas placas positivas y dicha tapa.
36. El sistema con una fuente ininterrumpida de energía estacionaria de la reivindicación 35, en el que dicha sujeción interna comprende un inserto de plástico que se apoya en dicho puente de placas positivas cuando dicha pila está en una posición vertical, y que tiene una abertura que permite que se realice la conexión eléctrica entre dicho puente positivo y el terminal positivo.
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Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD435014S (en) * 1999-10-13 2000-12-12 Julian Electric, Inc. End style three-position battery cable termination
USD434373S (en) * 1999-10-13 2000-11-28 Julian Electric, Inc. In line three-position battery cable termination with auxiliary studs
US6447948B1 (en) 2000-03-31 2002-09-10 Accuma Corporation Jar for industrial electric storage battery
USD462938S1 (en) 2000-03-31 2002-09-17 David M. Revak Jar for industrial battery
JP4291987B2 (ja) * 2002-09-20 2009-07-08 パナソニック株式会社 密閉型二次電池及び電池モジュール
EP1597782A2 (en) * 2003-01-17 2005-11-23 Philadelphia Scientific Ultra safe lead acid battery cell
US7635537B2 (en) * 2005-07-05 2009-12-22 Concorde Battery Corporation Lead-acid storage batteries with lightweight connectors
FR2888668B1 (fr) * 2005-07-13 2013-05-24 Batscap Sa Borne de liaison electrique pour cellule de stockage d'energie electrique
KR100925857B1 (ko) * 2006-03-14 2009-11-06 주식회사 엘지화학 향상된 안전성의 다중 중첩식 전기화학 셀
CN201256161Y (zh) * 2008-08-26 2009-06-10 广州市凯捷电源实业有限公司 可替换多功能型密闭式铅酸蓄电池
KR101780759B1 (ko) 2010-03-03 2017-09-21 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니 배터리 그리드 및 배터리 그리드 제조 방법
US9748578B2 (en) 2010-04-14 2017-08-29 Johnson Controls Technology Company Battery and battery plate assembly
CN103190023B (zh) 2010-04-14 2015-12-16 约翰逊控制技术公司 蓄电池、蓄电池极板组件及组装方法
US8674218B2 (en) 2010-12-15 2014-03-18 General Electric Company Restraint system for an energy storage device
CN102074674B (zh) * 2010-12-31 2013-03-20 东莞市龙行航空科技有限公司 一种电池的端子座
US8765297B2 (en) 2011-01-04 2014-07-01 Exide Technologies Advanced graphite additive for enhanced cycle-life of lead-acid batteries
US20120189894A1 (en) * 2011-01-26 2012-07-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly and secondary battery including the same
US9991730B2 (en) 2011-09-07 2018-06-05 Johnson Controls Technology Company Battery charging devices and systems
ES2794017T3 (es) * 2011-10-11 2020-11-17 Zhejiang Narada Power Source Sistema de caja, batería y bastidor de batería con apilamiento mejorado
US9761883B2 (en) 2011-11-03 2017-09-12 Johnson Controls Technology Company Battery grid with varied corrosion resistance
US10014520B2 (en) 2012-10-31 2018-07-03 Exide Technologies Gmbh Composition that enhances deep cycle performance of valve-regulated lead-acid batteries filled with gel electrolyte
DE102013206503A1 (de) * 2013-04-12 2014-10-16 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Aufnahme von Batteriezellen, Batteriemodul und Kraftfahrzeug
TW201445797A (zh) * 2013-05-28 2014-12-01 Td Hitech Energy Inc 組合式電池架
DE102013111109A1 (de) 2013-10-08 2015-04-09 Johnson Controls Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa Gitteranordnung für eine plattenförmige Batterieelektrode eines elektrochemischen Akkumulators sowie Akkumulator
DE102013111667A1 (de) 2013-10-23 2015-04-23 Johnson Controls Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa Gitteranordnung für eine plattenförmige Batterieelektrode und Akkumulator
TWI469424B (zh) * 2013-11-13 2015-01-11 Energy Control Ltd 集合電池的電池架結構
CN103956445A (zh) * 2014-05-12 2014-07-30 谢娟 一种户外无线通讯设备的备用电池装置
CN114583369A (zh) 2016-11-09 2022-06-03 Cps 科技控股有限公司 电池包
CN108075062B (zh) 2016-11-09 2021-08-06 Cps科技控股有限公司 具有两个端板的电池包
CN108075060B (zh) * 2016-11-09 2021-04-23 Cps科技控股有限公司 具有由两种材料制成的壳体的电池包
CN108075063B (zh) 2016-11-09 2021-06-29 Cps科技控股有限公司 具有排气通道的电池包
WO2018140713A1 (en) 2017-01-27 2018-08-02 Johnson Controls Technology Company Battery grid
CN106953035B (zh) * 2017-03-30 2023-04-07 浙江锦泰电子有限公司 电池盖板组件和包括该电池盖板组件的电池
TWI666848B (zh) * 2018-09-12 2019-07-21 財團法人工業技術研究院 蓄電系統消防裝置及其運作方法
KR102285795B1 (ko) * 2019-08-12 2021-08-04 한국앤컴퍼니 주식회사 쇼트 방지를 위한 플러디드 배터리 스트랍 보호커버
CN120109255A (zh) * 2023-12-06 2025-06-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池、用电设备及储能装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2257489A (en) * 1939-11-18 1941-09-30 Willard Storage Battery Co Storage battery
US2261597A (en) * 1940-05-16 1941-11-04 Willard Storage Battery Co Storage battery
US2470163A (en) * 1943-11-12 1949-05-17 Electric Storage Battery Co Plate support for electric accumulators
US2511943A (en) 1946-07-23 1950-06-20 Reed Battery Corp Storage battery
US2774805A (en) * 1952-10-22 1956-12-18 Gen Motors Corp Battery structure
US3443995A (en) * 1966-10-13 1969-05-13 Globe Union Inc Battery construction
DE2356465C3 (de) * 1973-11-12 1981-08-27 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Akkumulatorenzelle für Fahrzeugbatterien
US4221850A (en) * 1975-12-06 1980-09-09 Robert Bosch Gmbh Storage battery with thermoplastic casing having internal members for immobilizing the battery plates
US4029855A (en) * 1975-12-10 1977-06-14 Globe-Union Inc. Storage battery and method of making the same
DE7626233U1 (de) * 1976-08-21 1976-12-16 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Elektrischer akkumulator
DE2833416C2 (de) * 1978-07-29 1980-06-26 Accumulatorenwerk Hoppecke Carl Zoellner & Sohn, 5000 Koeln Verfahren zur Herstellung einer Poldurchführung fur Akkumulatoren und deren Ausgestaltung
US4276361A (en) * 1980-06-26 1981-06-30 Gte Products Corporation Electrochemical cell with electrode hold-down
US4401730A (en) * 1980-10-03 1983-08-30 Gnb Batteries Inc. Sealed deep cycle lead acid battery
EP0082826B1 (en) * 1981-12-21 1987-09-09 Olimpio Stocchiero Cell-container for electric-accumulators particularly for those meant for traction
US4455356A (en) * 1983-04-04 1984-06-19 Barrett Jr James H Bellows boot for secondary battery terminals
IT1224215B (it) * 1987-10-09 1990-09-26 Stocchiero Olimpio Coperchio per accumulatori al piombo con sede dei poli elastiche e deformabili
JPH0514462Y2 (es) * 1988-02-29 1993-04-16
US5140744A (en) 1990-06-06 1992-08-25 Miller Robert D Modular multicell battery and rack
AU654400B2 (en) * 1991-12-04 1994-11-03 Gnb Industrial Battery Company Galvanic cells and batteries having a novel grid, strap and intercell weld arrangement
US5227266A (en) 1991-12-04 1993-07-13 Gnb Industrial Battery Company Sealed lead-acid cell having a novel lug, and end cover assembly
US5234779A (en) * 1992-08-17 1993-08-10 General Motors Corporation Battery having a retainer plate for holding the cell elements
AU662858B2 (en) 1993-04-01 1995-09-14 Gnb Industrial Battery Company Sealed lead-acid cell tray assembly and motive powered vehicle using such cell tray assembly
JPH0757764A (ja) * 1993-06-04 1995-03-03 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 鉛蓄電池
JPH08315849A (ja) * 1995-05-17 1996-11-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd シール型鉛蓄電池

Also Published As

Publication number Publication date
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DE69805867D1 (de) 2002-07-18
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EP1217681A2 (en) 2002-06-26
EP0854525A2 (en) 1998-07-22
DE69829418T2 (de) 2006-04-13
CN1192591A (zh) 1998-09-09
AU5205598A (en) 1998-07-23
EP1217681B1 (en) 2005-03-16
EP0854525A3 (en) 1999-10-06

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