铅酸蓄电池极板制造技术

本实用新型专利技术是应用于铅酸蓄电池行业。该活性基体（３）主要由铅纤维和铅合金纤维均匀混合后相互交织而成，铅纤维表面镀有１－５％的镉，铅纤维占上述两种纤维总重量的６０－９０％，板栅（２）与活性基体（３）紧密固接，极耳（１）固接在活性基体（３）与板栅（２）上。通过用以上两种手段来提高活性物质所占比例，从而使其性能得到提高，使比能量、比功率进一步提高。本实用新型专利技术适用于工业、民用的各种蓄电池。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术属于一种铅酸电池的极板。在中国专利CN2079806U《酸性板形正极板》中所述的技术方案是“该种极板是由二块结构相同的导电板叠合而成，导电板叠合面四周布置主筋，每一块导电板上冲刺有数量相等的进液孔，导电板叠合面上涂覆铅粉，采用时进液孔在导电板叠合面上加工成卷边或在导电板叠合面上布置加强筋的措施，来加强铅粉涂层在极板中的结合牢度，来提高极板的使用寿命。虽然该项技术在一定程度上提高了使用的寿命，但从对蓄电池的综合性能上来看，由于极板过厚从而导致比能量相对下降。在另一份中国专利CN2073171U《高比能长寿命铅酸蓄电池》中，主要是通过对蓄电池的极板进行优化减薄，其作法是将正极板板栅减薄到4.0-7.5MM，同时将负极板的板栅也相应减薄，从而使得铅酸蓄电池同一槽体内的极板数量相对增加即表面积增加，充放电的极化电流减小，这样在不影响使用寿命前提下提高比能量。在该技术中单纯以减薄极板增大表面积来增加比能量，一般来说必然对极对的使用寿命和强度造成影响。这正是多年来铅酸蓄电池行业中一直难以解决的难题。以上两项专利采取的措施，都没有从根本上解决铅酸蓄电池的寿命与比能量之间相互矛盾的问题。生产，最严重的是镉的回收利用率低及成本高，而无法实现工业化生产。本技术的目的是提供一种高比能、高功率、长寿命、耐过放电和可以快速充电的高性能铅酸蓄电池极板。为了达到上述目的，本技术方案采用的活性基体(3)构成，该活性基体(3)主要由铅纤维和铅合金纤维均匀混合后相互交织而成，板栅(2)与活性基体(3)紧密固接，极耳(1)固接在活性基体(3)与板栅(2)上。极栅(2)为与上述活性基体(3)相同材料熔压而成的筋条构成的框架，活性基体(3)嵌于这些框架筋条之间。板栅(2)是网格或辐射状，上述活性基体(3)固接在其一侧或两侧。板栅是由双金属片构成，其中一片为铅片，另一片为表面覆有一层铅的具有优良导电性的金属片，活性基体(301)(302)固接在双金属片的两侧，活性基体(301)(302)为圆形，其上具有辐射状或网格状压痕，活性基体(301)(302)上有一端为半圆形的缺口，且该半圆形与圆形活性基体同圆心，极耳位于活性基体和板栅的中心部分。在上述解决方案中本技术采用了1.用纤维毡中的纯铅纤维作活性储电物质，所以其表面积比颗粒、铅粉膏、铅箔者大，所以活性物质利用率提高，比能量提高。2.使铅纤维表层在充电状态下正极板始终保持转变为β型晶格的高储电量二氧化铅晶体状态，因此从根本上更进一步提高了活性物质的表面积和利用率及比能量。3.在铅金属纤维毡上直接熔压出板栅、极耳。从而取消板栅所占的部分重量，使活性储电物质相对含量增加，也提高了比能量。4.由于采用铅合金纤维和铅纤维共混制成金属纤维毡作极板活性基体，纤维之间是搭按的，并且各搭接点经热压微熔在一起，再加上直接熔压出板栅、边框、极耳，所以整个纤维毡形成一个完整的导电通路网络，既形成了一个有机的机械联结多孔整体极板，因而不易掉粉、掉渣，极板寿命长，内阻低，具有了可大电流快速放电，比功率高及可快速充电和耐放电的性能。5.用两片活性基体和一块双金属片组合成一块铅酸蓄电池极板，双金属片既代替了电池单格之间的的绝缘隔板，又起到了单格之间极板串联用的铅联接零件作用，而且双金属片用高导电金属片制作，与极板接触面积大，还很薄，所以可使电池的内阻进一步降低，可使壳体重量、铅联接件重量进一步降低，从而更进一步提高了蓄电池的比功率和比能量。如果结合电池整体免维护全密封设计，比能量和比功率将进一步提高。本项技术制成的铅酸蓄电池经实测，其主要指标达到以下效果(牵引重载荷放电)。A.比能量最低可达52瓦时/公斤B.比功率最低可达150瓦/公斤C.寿命最低可达800个循环次数附图说明图1为本技术铅酸蓄电池极板主视图；图2为图1所示的铅酸蓄电池极板侧视图；图3为本技术另一种铅酸蓄电池极板剖视图；图4为图3所示的铅酸蓄电池极板主视图；图5为图1中铅酸蓄电池极板所采用的一种后镶极耳主视图；图6为图5所示铅酸蓄电池极板后镶极耳侧视图。本技术采用两种纤维混合制成活性基体3，是因为铅纤维可增大活性物质的表面积，使活性物质的利用率得到提高，比能量增加。将两种纤维混合后采用类似无纺布抄纸的方式，将其制成纤维毡或纤维布结构，可使纤维之间能形成许多孔洞，利用毛细现象原理，在进行成流反应时，能够保证充足的酸流入，使反应顺利进行。制成活性基体3时，可采用1根以上两种纤维混合后成束制成，即在采用单根纤维制做活性基体3时，要保证各种纤维能够保持均匀的混合比例，即在相同的单位面积内，含有各种纤维的比例相同。当采用多根纤维成束制做活性基体3时，该一束混合纤维既可采用同种纤维，也可采用按一规定比例混合的混合纤维，但一般情况下，如果成束的纤维数量较多时，最好采用按定比例混合后的纤维成束制做活性基体3。采用上述方法制出的活性基体3具有类似毛毡或布的结构。在制做活性基体3时，为了使制成的铅酸蓄电池极板具有更好的强度和集流导电性能，也可以采取将铅合金纤维制成多孔毡状，然后该毡与上述的基体间隔放置，经轻压后即可形成具有更好强度和集流导电性能的活性基体3。本技术使用的混合纤维主要由一定比例的铅纤维和铅合金纤维构成。为增加其集流导电性能和提高铅酸蓄电池板板的强度，也可加入一些其它种类的纤维和浸渍剂。铅纤维和铅合金纤维为主体，在不加其它任何纤维的情况下，即可制成本专利技术所述的铅酸蓄电池极板。铅纤维占铅纤维和铅合金纤维总重量的60-90％，而且表面镀有占其本身重量1-5％的镉。当该铅纤维制成活性基体后，并且做正极板时，表层为β-PbO2晶格；若是做负极板时，表层仍为纯铅。该铅纤维在制成铅酸蓄电池极板后，在经通电反应时，每根铅纤维在表面镀的镉的催化作用下，即可在正极板上形成β-PbO2晶格，而且由表面向深层发展，最后形成芯部为纯铅，而表层为β-PbO2晶格状态。当放电时，表层的β-PbO2与酸反应形成电荷，而芯部纯铅部分则起到输送电荷而成为电流的通道。铅合金纤维占铅纤维和铅合金纤维总重量的10-40％，而且表面可镀占其本重量1-5％的镉。当其制成铅酸蓄电池极板后，在做正极板的表面形成β-PbO2晶格；在做负极板时，表面即为纯铅，而其内部始终保持原有的合金状态。本技术的核心内容即是以上述的两种纤维采用一定比例混合而制做成铅酸蓄电池极板。由于铅合金纤维本身强度高，且耐腐蚀性，同时具有较好的导电性能，在与铅纤维混合后，再熔压出集流导电筋条，即可满足极板使用中的强度要求和集流导电的性能。这样还可防止极板破损和电池内部短路。铅纤维主要是起产生电荷的作用，而铅合金纤维主要是起集流导电和支持整个极板的作用。还有铅合金纤维中含有少量的镉，可始终使两种纤维形成的正极板表面保持β-PbO2晶格，使极板保持高储电状态。简单地说，在采用铅纤维和铅合金纤维制成铅酸蓄电池极板后，由于这两种纤维表面镀有1-5％左右的镉，因此在通电反应时，通直流电正极的一组铅酸蓄电池极板的表面在表面镀镉的催化作用下形成β-PbO2晶格。而在以后的使用中，在不断的充放电过程中，则是由铅合金纤维中含的镉的催化作用下，使铅纤维表层始终保持β-PbO2晶格。由于β-PbO2的微观本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅酸蓄电池极板，由极耳（１）、板栅（２）和活性基体（３）构成，其特征在于：该活性基体（３）主要由铅纤维和铅合金纤维均匀混合后相互交织而成，板栅（２）与活性基体（３）紧密固接，极耳（１）固接在活性基体（３）与板栅（２）上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵允诺，
申请(专利权)人：赵允诺，
类型：实用新型
国别省市：15[中国|内蒙]