Batería de acumuladores eléctricos.

Una tapa (2) para el recipiente (1) de una batería de acumuladores eléctricos,

siendo la tapa (2) doble y estando compuesta por una tapa inferior y una tapa superior que van unidas entre sí y que delimitan una cámara intermedia;

cuya tapa inferior va unida de forma estanca a las paredes y tabiques del recipiente (1), teniendo tal tapa inferior (2) un orificio (15) enfrentado a cada celda, en el que está montado el correspondiente tapón (17) de cierre que comprende una válvula de salida para controlar la salida de gases que desemboca en la cámara intermedia, caracterizada porque:

el tapón (17) de cierre comprende una válvula elástica (24) que está alojada e inmovilizada verticalmente entre un cuerpo hueco (21) y una tapadera (22), de modo que se expande lateralmente cuando la presión de gas es suficientemente elevada como para empujar las paredes de la válvula permitiendo la salida al exterior del gas;

porque la válvula (24) comprende un cuerpo (18) hueco y ranurado que tiene dos orificios (25, 26) en su parte inferior para permitir la entrada de gas a dicho cuerpo (18), y

porque la tapa comprende un orificio para la salida de gas.

Batería de acumuladores eléctricos La presente invención se refiere a una batería de acumuladores eléctricos del tipo de plomo-ácido que puede ser utilizada para la tracción de vehículos eléctricos, para alimentación de redes en el servicio estacionario, aunque preferentemente es de las utilizadas en el arranque, iluminación e ignición de los vehículos automóviles y que comprende un recipiente subdividido interiormente en celdas en las que se alojan placas positivas y negativas, un separador y electrolito, cerrándose el recipiente mediante una tapa a través de las que sobresalen las bornas de toma de corriente y que dispone de aberturas enfrentadas a las celdas que se cierran mediante tapones que incorporan una válvula para el control de salida de gases.

Más concretamente, la batería de la invención es aplicable a baterías inundadas de electrolito ácido, aunque es preferentemente del tipo de recombinación de gases.

Aún más concretamente la batería de la invención se refiere a una del tipo de placas arrolladas formando una espiral, separadas por un retenedor absorbente de microfibra de vidrio.

Es conocido el sistema de recombinación de gases en las baterías de plomo-ácido. Pueden citarse por ejemplo patentes españolas con número de solicitud 9701689 y fecha 30/7/1997, 9902310 de 20/10/1999 y 200001486, de 13/6/2000, en las que se describe el progresivo avance de esta técnica de recombinación de gases.

En este tipo de baterías es conocida la incorporación de materiales de relleno en los separadores, tal y como se describe en las patentes ES 2.087.023 y EP 0680105.

También es conocida la disposición de válvulas reguladoras de la presión interna en las celdas de la batería, tal y 20 como se desprende de la patente ES 2134149 y solicitudes españolas de patente nos. 9902310 y 200001486.

La técnica continúa avanzando en la fabricación de baterías de plomo-ácido recombinantes, de modo que se han ido depurando los medios de fabricación y de utilización, incluyendo sobre todo los medios para ayudar a la propia recombinación, a fin de minimizar la emisión de gases al exterior y lo que es más importante, incluyendo como prioritarios los sistemas de seguridad utilizados para prevenir los efectos de una posible emisión de gases al

exterior, lo que constituyen los dos grandes objetivos descritos en la presente invención.

Es conocido que el sistema recombinante de gases en las baterías de plomo-ácido consiste en introducir en tales baterías los medios que sean capaces de conducir los gases generados por las placas positivas que constituyen los ánodos de las baterías y que son emitidos hacia las placas negativas, y que estos medios sean los adecuados para que permitan y faciliten que estos gases puedan reaccionar en la superficie de los electrodos negativos.

En el funcionamiento general de una batería de plomo-ácido, de los ánodos o placas positivas se desprende oxígeno gas y de las placas negativas se desprende hidrógeno gas. El desprendimiento de estos gases es mucho más cuantioso en la operación de carga que en la de descarga o que en el reposo.

La producción intensa de gases en las placas de una batería que está siendo cargada, se produce antes en las placas positivas que en las negativas, debido a la diferencia de tensión de electrodo necesaria para la evolución de ambos gases, oxígeno e hidrógeno, lo que sirve de base para lograr la recombinación del gas oxígeno emitido por las placas positivas, siempre que se interponga un medio que le conduzca eficazmente hacia la superficie de las placas negativas.

La materia activa de las placas negativas de las baterías de plomo-ácido es de plomo esponjoso, muy ávido de oxígeno, con el que reacciona formando inicialmente óxido de plomo, según la ecuación:

2Pb + O2= 2PbO

El óxido de plomo que se forma de esta manera en la superficie de las placas negativas es muy inestable, ya que en presencia del ácido sulfúrico que integra el electrolito de la batería, forma inmediatamente el correspondiente sulfato de plomo, según la ecuación:

PbO + H2SO4 = PbSO4 + H2O

El sulfato de plomo es un compuesto que tiene la virtud de rebajar la tensión de electrodo de las placas negativas en proporción directa al contenido y por tanto retarda o evita el desprendimiento de hidrógeno durante la carga de estas placas.

Es por las razones expuestas que funciona la recombinación de gases en el interior de las celdas de las baterías, pero ha de entenderse que todo el sistema recombinante está pendiente de dos grandes soportes técnicos:

El primero de los dos grandes soportes técnicos es que el oxígeno se debe conducir desde las placas positivas hasta la superficie de las placas negativas, por lo que se han de utilizar medios adecuados, generalmente separadores especiales y / o electrolitos que abran canales o conductos por los que se propicie o se facilite el que pueda circular el oxígeno en su desplazamiento entre las placas.

El segundo soporte técnico es que la presión interna generada en la celda por los gases o vapores que se desprenden en su interior, debe ser regulada para que permita el escape al exterior de cualquier posible exceso de presión de los gases o vapores, pero al mismo tiempo se esté constantemente evitando el ingreso de aire atmosférico al interior de las celdas, ya que el oxígeno del aire entrante reaccionaría con la materia activa negativa y

deterioraría el sistema recombinante.

Con referencia al primer soporte técnico, la batería de la invención puede incorporar diferentes medios tendentes a la inmovilización del electrolito y a la canalización del oxígeno y su direccionado hacia las placas negativas; la inmovilización del electrolito es esencial en las baterías recombinantes pues así se facilita el paso de gases a su través y además se logra el objetivo "limpio" o ecológico por el que no se derramaría ácido aunque se rompiera una 20 batería; una forma diferente de lograr la inmovilización del electrolito es la de hacerlo sólido formando un gel, aunque en la batería de la invención, que preferentemente es del tipo de placas en espiral, se incorpora un elemento que se adapta a tal espiral, que sirve de separador de placas, que a su vez es un medio de inmovilización del electrolito por absorción de este electrolito en los poros del medio separador, que al mismo tiempo es un medio ideal de transporte de oxígeno, y que básicamente es una manta de microfibra de vidrio mezclada con un porcentaje de microfibras plásticas cuyo contenido total puede variar entre 10 y 50 %.

El documento de patente DE-A-40 32 858 describe una válvula de liberación para un acumulador hermético sellado. La válvula comprende un elemento de restauración elásticamente deformable, cuyo diámetro externo se reduce en un nivel para proporcionar la elasticidad deseada. El asiento de la válvula forma un ángulo de 3 grados con respecto al miembro de válvula sin deformar.

El documento de patente GB-A-648 524 divulga una batería acumuladora eléctrica que comprende un tapón rodeado por una cámara de gasificación secundaria para evitar que cualquier gas o electrolito escapen de la batería.

El documento EP-A-0 794 582 describe una tapa para un acumulador con una cámara intermedia simple y un tapón que comprende una válvula de liberación de gases.

El documento WO-A-92/22 932 divulga una válvula de sellado para aperturas en recipientes. Una aplicación de esta válvula es una válvula de liberación de gases para acumuladores. La válvula tiene forma de capuchón y tiene una moldura con un borde de obturación saliente y afilado que corre alrededor del interior de la pared del capuchón. En el interior del capuchón hay canales de control que se extienden desde la parte superior del capuchón hasta la moldura y que permiten fijar dentro de un rango dado la presión a la que el gas es liberado desde el acumulador.

El documento EP-A-0 756 338 describe un conjunto de tapón para celdas de baterías que contiene un dispositivo de válvula para proporcionar una liberación en sobrepresión, acoplado con el interior de la celda de la batería a través de un inserto separado.

El documento EP-A-0 501 709, sobre el cual se basa el preámbulo de la reivindicación 1, describe una tapa de batería con un sistema de ventilación que comprende un pasaje de ventilación abierto a una pared externa de la tapa de la batería y que comunica con una pluralidad de galerías definidas por un tapón y un tubo de llenado 45 provisto en cada celda de la batería.

Finalmente, en US-A-6 007 937 y ES-A-2 134 149, se divulga una batería con pasajes de ventilación para permitir la... [Seguir leyendo]

1. Una tapa (2) para el recipiente (1) de una batería de acumuladores eléctricos, siendo la tapa (2) doble y estando compuesta por una tapa inferior y una tapa superior que van unidas entre sí y que delimitan una cámara intermedia; cuya tapa inferior va unida de forma estanca a las paredes y tabiques del recipiente (1) , teniendo tal tapa inferior (2)

un orificio (15) enfrentado a cada celda, en el que está montado el correspondiente tapón (17) de cierre que comprende una válvula de salida para controlar la salida de gases que desemboca en la cámara intermedia, caracterizada porque:

el tapón (17) de cierre comprende una válvula elástica (24) que está alojada e inmovilizada verticalmente entre un cuerpo hueco (21) y una tapadera (22) , de modo que se expande lateralmente cuando la presión de gas es 10 suficientemente elevada como para empujar las paredes de la válvula permitiendo la salida al exterior del gas;

porque la válvula (24) comprende un cuerpo (18) hueco y ranurado que tiene dos orificios (25, 26) en su parte inferior para permitir la entrada de gas a dicho cuerpo (18) , y

porque la tapa comprende un orificio para la salida de gas.

2. La tapa de la reivindicación 1, en la que el tapón (17) de cierre está soldado al cuerpo (18) por medio de 15 termosellado, ultrasonidos o cualquier otro método que asegure la fijación de la válvula.

3. La tapa de la reivindicación 1, en la que el orificio de salida está provisto de un material poroso como un sistema retardante de llama.

4. La tapa de la reivindicación 1, en la que la válvula (24) está dispuesta de tal manera que, cuando la presión

interna no es suficientemente elevada para expandir las paredes de la válvula, permanece adherida al cuerpo (21) y 20 a la tapadera (22) , previniendo así la entrada de aire atmosférico dentro de la celda.

5. Una batería de acumuladores eléctricos que comprende la tapa de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.