專利名稱：水平式雙極型鉛酸蓄電池的雙極板的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動車輛用動力型鉛酸蓄電池的雙極板。
背景技術：
蓄電池是電動車輛必備的儲能附件，按照它所采用的電解液的性質主要分為酸性蓄電池和堿性蓄電池。堿性蓄電池的電解液采用氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿性水溶液，按其正、負極板的材質不同又分為鐵鎳、鎘鎳和鎳氫等堿性電池；堿性電池雖然重量較輕、體積較小(即比容量和比能量較高)、工作電壓穩(wěn)定，但其內阻較大、電動勢小、成本和造價較高，所以一般用作中、小容量蓄電池。近年來，出現了動力型鎳氫堿性蓄電池，據稱其使用壽命可達兩年左右，相同容量時重量僅為鉛酸蓄電池的1/2-2/5，但其電性能尚不穩(wěn)定，制造成本是鉛酸蓄電池的3至4倍。鋰離子電池重量最輕，體積最小，但目前容量較小，價格較貴，只能用于手機和電腦等耗能較小的設備，動力型鋰離子電池尚處于研制階段。
鉛酸蓄電池的應用范圍較廣，鉛酸蓄電池采用涂有電化學致成的二氧化鉛和絨狀鉛分別作為極板的正、負極活性材料和用濃度為27％至42％的硫酸水溶液作為電解液。鉛酸蓄電池適用的環(huán)境溫度較寬、工作電流范圍較大、儲存性能較好(尤其是干式荷電儲存)，并且可以根據電解液密度的變化來檢查電池的荷電狀態(tài)；它還具有化學能和電能轉換效率較高、工作電壓穩(wěn)定以及比功率高等優(yōu)點。但鉛酸電池存在重量重(即比容量和比能量較低)、深放電時循環(huán)次數少和充電時間長等不足，此外電池廢棄后有可能給環(huán)境造成二次污染。
鉛酸電池按其極板的放置形式有立式和水平式兩種，傳統的鉛酸蓄電池都為立式。國外研制成功的水平式蓄電池是將正、負極板及玻纖隔膜水平臥放，這可解決立式蓄電池中電解液上下分層的問題，電性能明顯改善。國外還曾研發(fā)出一種水平式雙極型鉛酸蓄電池，其核心部件是采用雙極型極板，也稱雙極板，即在極板的上下端面分別涂有正極活性材料和負極活性材料，也就是一塊極板具有正負兩個極面。
美國專利USP 5,916,709公開了一種技術解決方案，該專利所采用的雙極板具有一種“杯形”的可導電芯板(如鈦板、不銹鋼板等)，在芯板的邊框部分粘結固定著彈性的、可以相互密封的“唇形”邊框，在芯板的平面部分的上方設有正極活性材料層，下方設有負極活性材料層，從而構成雙極型極板；最上面的一塊所謂上端極板和最下面的一塊所謂下端極板為單極性極板，其芯板結構與雙極板完全一樣，所不同的是，上端極板只有下方設有負極活性材料層，下端極板只有上方設有正極活性材料層。將下端極板、多塊雙極板和上端極板自下而上地依次裝入蓄電池盒體內，每塊極板的四周彈性邊框的“外唇面”與位于其下面的一塊極板的邊框的“內唇面”相互密封。每一塊相鄰極板的正、負活性材料層之間設置吸有電解液的玻璃纖維隔膜層，這樣每一個正、負活性材料層和它們之間的玻纖隔膜層就組成了一個單元電池，產生2伏的標稱電壓。
這種水平式雙極型鉛酸電池的特點是重量較輕(比容量和比能量均比傳統立式鉛酸蓄電池高20-25％)，循環(huán)使用壽命比傳統立式鉛酸蓄電池長40-50％，適合快速充電(2-3小時即可充入85％左右電量，而立式單極型鉛酸蓄電池則需6至8小時才能充入85％左右的電量)，因而電性能較好，但成本增加30-50％，因其雙極板的導電芯板所采用的耐酸金屬材料如鈦板等價格昂貴，制造成本較高，而且在正極高電位酸性環(huán)境下的化學穩(wěn)定性差；上下端板導電回路采用剛性接觸的導電方式以及依靠彈性邊框的“唇面”相互接觸的密封方式也不可靠。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種重量較輕、成本較低、使用時可使相應的鉛酸蓄電池可靠性和穩(wěn)定性較高及密封效果較好的水平式雙極型鉛酸蓄電池的雙極板。
實現本實用新型的目的中的技術方案是本雙極板具有基板和復合導線；基板為塑料一體件，基板具有中央水平部和四周邊框，基板的中央水平部具有縱橫錯列的從上下方向貫穿其板體的穿線孔；復合導線依次從上述各穿線孔穿過而穿編在基板的中央水平部，復合導線為包鉛塑芯復合導線或包鉛碳纖維芯復合導線，復合導線與各相應的穿線孔的孔壁密閉連接；穿線后基板的中央水平部的上方和下方分別設有極性相反的活性材料層。
上述基板的中央水平部具有水平部主體和位于水平部主體上方的突臺體，各穿線孔相應由下孔段和上孔段組成，各穿線孔的下孔段位于水平部主體中，各穿線孔的上孔段位于各相應的突臺體中；基板的中央水平部上的各穿線孔按照從左向右的次序編成排，并按照從后向前的次序對各排穿線孔按從小到大的序號進行編號而依次稱為第一排穿線孔、第二排穿線孔、直至最前一排穿線孔，對每一排的穿線孔按照從左向右的次序依次稱為1號穿線孔、2號穿線孔、3號穿線孔，直至最右方的一個穿線孔。所述復合導線穿編在基板的中央水平部的第一種方法是第一根復合導線從上至下穿過基板的中央水平部的第一排穿線孔的1號穿線孔，然后從下至上穿過第一排穿線孔的2號穿線孔，再從上至下穿過第一排穿線孔的3號穿線孔，依次對第一排的其余穿線孔進行穿編直至穿過第一排穿線孔的最右方的穿線孔，再穿過第二排穿線孔的最右方的穿線孔，再按從右向左的次序依次穿編至第二排穿線孔的1號穿線孔，最后使第一根復合導線的首尾兩端分別固定在中央水平部的相應端面上；按此方法將第二根復合導線穿編在基板的中央水平部的第三排和第四排穿線孔上；其他復合導線的穿編方法依此類推。所述復合導線穿編在基板的中央水平部的第二種方法是第一根復合導線從上至下穿過基板的中央水平部的第二排穿線孔的1號穿線孔，然后從下至上穿過第一排穿線孔的1號穿線孔，再從上至下穿過第二排穿線孔的2號穿線孔，再從下至上穿過第一排穿線孔的2號穿線孔，如此穿編，直到穿過第一排穿線孔的最右方的穿線孔，最后使第一根復合導線的首尾兩端分別固定在中央水平部的相應端面上；按此方法將第二根復合導線穿編在基板的中央水平部的第三排和第四排穿線孔上；其他復合導線的穿編方法依此類推。
上述基板的中央水平部的基本形狀為平板狀；基板的中央水平部上的各穿線孔按照從左向右的次序編成排，并按照從后向前的次序對各排穿線孔按從小到大的序號進行編號而依次稱為第一排穿線孔、第二排穿線孔、直至最前一排穿線孔，對每一排的穿線孔按照從左向右的次序依次稱為1號穿線孔、2號穿線孔、3號穿線孔，直至最右方的一個穿線孔，所述復合導線用下述方法穿編在基板的中央水平部基板的中央水平部的下端面在每排穿線孔的下部均具有一根作為底線的復合導線，而第一根復合導線從上至下穿過基板的中央水平部的第一排穿線孔的1號穿線孔，繞過作為底線的復合導線后從下至上由同一個穿線孔穿出，然后從上至下穿過第一排穿線孔的2號穿線孔，繞過作為底線的復合導線后再從下至上由同一個穿線孔穿出，如此穿編，直到依次到從上至下穿過第一排穿線孔的最右方的穿線孔后繞過作為底線的復合導線后再從下至上由同一個穿線孔穿出，最后使第一根復合導線的首尾兩端分別固定在中央水平部的相應端面上；按此方法將第二根復合導線以及相應的穿編在基板的中央水平部的第二排穿線孔上；其他復合導線的穿編方法依此類推。這種穿編方法中，基板上的穿線孔可以在注塑時預先設置，也可以在穿編時，由工業(yè)縫紉機的機針扎出。
上述基板是AS塑料板、ABS塑料板或PP塑料板；復合導線與各相應的穿線孔的孔壁采用膠粘劑密閉，使基板不滲透電解液；所述極性相反的活性材料層分別為正極活性材料層和負極活性材料層，正極活性材料層是使涂敷在經穿編復合導線后的基板的中央水平部上的正鉛膏固化后并電化學致成的多孔二氧化鉛層，負極活性材料層是使涂敷在經穿編復合導線后的基板的中央水平部上的負鉛膏固化后并電化學致成的絨狀鉛層?；宓乃闹苓吙虻目v截面形狀為階梯形或者四周邊框的縱截面下部具有一個開口向外的凹槽。
本實用新型具有積極的效果(1)由于本實用新型的雙極板采用在塑料板上穿編包鉛塑芯復合導線或包鉛碳纖維芯復合導線代替鈦鋼板作為雙極板的導電芯板，從而降低了制造成本，提高了化學穩(wěn)定性，并減輕了雙極板的重量。(2)本實用新型在雙極板的四周邊框的外側設置彈性密封環(huán)的安裝位置，當本實用新型的雙極板用于鉛酸蓄電池時，可以實現上下極板之間的密封彈性接觸，解決了采用上下兩塊雙極板的彈性邊框的“唇面”相互密封的不可靠性問題。(3)本實用新型的雙極板成本較低、重量較輕、性能穩(wěn)定，在用于鉛酸蓄電池時裝配容易，性能價格比較高。


圖1為本實用新型雙極板的一種結構示意圖，圖中還對雙極板在使用中與上端極板相互關系進行了示意。
圖2為圖1中雙極板的基板的一種結構示意圖。
圖3為本實用新型雙極板上復合導線的第一種穿編方式示意圖。
圖4為本實用新型雙極板的另一種結構示意圖，圖中還對雙極板在使用中與上端極板相互關系進行了示意。
圖5為本實用新型雙極板上復合導線的第二種穿編方式示意圖。
圖6為本實用新型雙極板上復合導線的第三種穿編方式示意圖。
圖7為圖6的A-A剖面圖。
圖8為本采用實用新型的雙極板的鉛酸蓄電池的一種結構示意圖。
圖9為圖8的A部放大圖。
圖10為本采用實用新型的雙極板的鉛酸蓄電池的密封環(huán)的一種結構示意圖。
圖11為本采用實用新型的雙極板的鉛酸蓄電池的密封環(huán)的另一種結構示意圖。
圖12為本采用實用新型的雙極板的鉛酸蓄電池的板式彈簧的結構示意圖。
圖13為圖12的俯視示意圖。
具體實施方式
(實施例1)見圖1，本實施例的雙極板2具有基板21、復合導線22、正極活性材料層23和負極活性材料層24。
見圖2并參見圖3，基板21是由不滲透電解液的耐酸AS塑料粒料注塑而成的一體件，基板21的板厚a為1毫米(其他實施例中板厚可在0.5毫米至3毫米的范圍內選擇)，基板21具有中央水平部212和四周邊框211，四周邊框211朝內的向外傾斜的板面與中央水平部212形成的角度α為110度(其他實施例中角度α可在95度至120度范圍內選擇)?；?1的中央水平部212具有縱橫錯列的從下至上貫穿板體的穿線孔212-2且穿線孔212-2在整個中央水平部212均勻分布?；?1的中央水平部212上的各穿線孔212-2按照從左向右的次序編成排，并按照從后向前的次序對各排穿線孔按從小到大的序號進行編號而依次稱為第一排穿線孔、第二排穿線孔、直至最前一排穿線孔，對每一排的穿線孔212-2按照從左向右的次序依次稱為1號穿線孔、2號穿線孔、3號穿線孔，直至最右方的一個穿線孔?；?1的中央水平部212具有水平部主體和位于水平部主體上方的突臺體212-1，各穿線孔212-2相應由下孔段和上孔段組成，各穿線孔212-2的下孔段位于水平部主體中，各穿線孔212-2的上孔段位于各相應的突臺體212-1中?；?1的四周邊框211的縱截面下部具有一個開口向外的凹槽214，在將本雙極板用于制造鉛酸蓄電池時其凹槽214內可以放置彈性密封環(huán)61。見圖3，復合導線22用手工穿編在基板21的中央水平部212上，具體方法是第一根復合導線22從上至下穿過基板21的中央水平部212的第一排穿線孔的1號穿線孔，然后從下至上穿過第一排穿線孔的2號穿線孔，再從上至下穿過第一排穿線孔的3號穿線孔，依次對第一排的其余穿線孔進行穿編直至穿過第一排穿線孔的最右方的穿線孔，再穿過第二排穿線孔的最右方的穿線孔，再按從右向左的次序依次穿編至第二排穿線孔的1號穿線孔，最后使第一根復合導線22的首尾兩端分別固定在中央水平部212的相應端面上；按此方法將第二根復合導線22穿編在基板21的中央水平部212的第三排和第四排穿線孔上；其他復合導線22的穿編方法依此類推。這種穿編方式具有用線量少而雙極板的正、負極面之間導電面積大的優(yōu)點，因而經濟實用。
仍見圖3，復合導線22為包鉛塑芯復合導線，其外徑為1毫米(其他實施例中復合導線的外徑可在0.5毫米至1.6毫米的范圍內選擇)；基板21的各穿線孔212-2的直徑與所穿復合導線22的外徑相應，它們之間的過盈或間隙值不超過0.1毫米；穿線后復合導線22與各相應的穿線孔212-2的孔壁之間采用環(huán)氧樹脂膠粘劑密閉，使不滲透電解液；這樣穿編了復合導線22的基板21的中央水平部212就構成了雙極板的導電核心板。上述膠粘劑也可以是聚氨酯膠粘劑或者環(huán)氧樹脂膠粘劑(以下簡稱為膠粘劑)?；宓闹醒胨讲?12的穿線孔212-2的數量根據電池容量的大小不同而有所增減，當電池容量為10Ah至30Ah，相應的穿線孔212-2的數量為200個至600個；板面左右兩邊還具有數量與復合導線22根數相應的注塑而成的卡線槽212-3，相應復合導線22的首尾兩端分別壓入不同的卡線槽212-3內而固定在板面上。
仍見圖1，穿編導線后基板21的中央水平部212的上方涂敷由鉛粉(由含量為85％至95％的PbO和含量為5％至15％的Pb組成)加正添加劑和稀硫酸攪拌而成的正鉛膏，下方涂敷上述鉛粉加負添加劑和稀硫酸攪拌而成的負鉛膏，經固化后得到雙極板的半成品——生極板，再通過電化學致成得到雙極板的成品，此時，上述正鉛膏成為二氧化鉛層而構成雙極板的正極活性材料層23，上述負鉛膏成為絨狀鉛層而構成雙極板的負極活性材料層24。復合導線22既是正、負活性材料層的骨架和集電體，又是雙極板正、負兩極面的導電通道。
仍見圖1，圖中還對雙極板2在使用中與上端極板41相互關系進行了示意。當本實施例的雙極板2用于相應的鉛酸蓄電池時，可將相應形狀的彈性密封環(huán)61設置在位于上方的一塊雙極板2的基板21的四周邊框211的下部的凹槽214中，并與鉛酸蓄電池的上端極板41的基板21的四周邊框211的朝內的端面相接觸而可形成密封。另一彈性密封環(huán)61則設置在位于下方的一塊雙極板2的基板21的四周邊框211的下部的凹槽214中，并與位于上方的雙極板2的基板21的四周邊框211的朝內的端面相接觸而可形成密封。
(實施例2)見圖4，本實施例的雙極板2的基板21是由不滲透電解液的耐酸ABS塑料粒料注塑而成的一體件，其中央水平部212所穿的復合導線22仍為包鉛塑芯復合導線(在其他實施例中可采用包鉛碳纖維芯復合導線)?；?1的四周邊框211的縱截面形狀為階梯型。圖中還對雙極板與上端極板相互關系進行了示意。當本實施例的雙極板2用于相應的鉛酸蓄電池時，位于上方的上端極板的四周邊框211與位于其下方的雙極板的四周邊框211形成一個密封口，密封口內可以設置彈性密封環(huán)62；而位于上方的雙極板的四周邊框211則與位于其下方的雙極板的四周邊框211形成另一個密封口，密封口內可以設置另外的彈性密封環(huán)62。
見圖5，基板21的結構與實施例1中基板21的結構相同；復合導線22用手工按下述方法穿編在基板的中央水平部212第一根復合導線22從上至下穿過基板21的中央水平部212的第二排穿線孔的1號穿線孔，然后從下至上穿過第一排穿線孔的1號穿線孔，再從上至下穿過第二排穿線孔的2號穿線孔，再從下至上穿過第一排穿線孔的2號穿線孔，如此穿編，直到穿過第一排穿線孔的最右方的穿線孔，最后使第一根復合導線22的首尾兩端分別固定在中央水平部212的相應端面上；按此方法將第二根復合導線22穿編在基板21的中央水平部212的第三排和第四排穿線孔上；其他復合導線22的穿編方法依此類推。
其余與實施例1相同。
(實施例3)參見圖1，其余與實施例1相同。不同之處在于本實施例的雙極板2的基板21是由不滲透電解液的PP塑料粒料注塑而成的一體件，基板21的中央水平部212的基本形狀為平板狀，只具有水平部主體，沒有實施例1所述的位于水平部主體上方的突臺體212-1，所述的穿線孔212-2位于水平部主體中，基板21結構的其余部分與實施例1中的基板21相同。
見圖6及圖7，復合導線22用手工按下述方法穿編在基板21的中央水平部212上基板21的中央水平部212的下端面在每排穿線孔212-2的下部均具有一根作為底線的復合導線22，而第一根復合導線22從上至下穿過基板21的中央水平部212的第一排穿線孔的1號穿線孔，繞過作為底線的復合導線22后從下至上由同一個穿線孔穿出，然后從上至下穿過第一排穿線孔的2號穿線孔，繞過作為底線的復合導線22后再從下至上由同一個穿線孔穿出，如此穿編，直到依次到從上至下穿過第一排穿線孔的最右方的穿線孔后繞過作為底線的復合導線22后再從下至上由同一個穿線孔穿出，最后使第一根復合導線22的首尾兩端分別固定在中央水平部212的相應端面上；按此方法將第二根復合導線22以及相應的穿編在基板21的中央水平部212的第二排穿線孔上；其他復合導線22的穿編方法依此類推。
參見圖1，穿編導線后基板21的中央水平部212的上方設負極活性材料層24，下方設正極活性材料層23。
(實施例4)參見圖6及圖7，其余與實施例3相同，不同之處在于雙極板22的基板21的制作方法是，先用塑料粒料注塑制成無穿線孔212-2的基板半成品，本實施例的穿線孔212-2是在復合導線22穿線時由工業(yè)縫紉機的機針同時扎出，而復合導線22則通過工業(yè)縫紉機穿編在基板21上。
(應用例1)見圖8，本應用例的水平式雙極型鉛酸蓄電池具有容器1、極板組、吸有電解液的玻纖隔膜層3、彈性密封環(huán)61、第一外接端子71、第二外接端子72、壓緊裝置81和單向閥82。容器1具有槽體11和槽蓋12；極板組包括一塊上端極板41、一塊下端極板42和夾在兩者之間的23塊雙極板2，蓄電池標稱工作電壓為48伏，蓄電池標稱工作電壓＝(雙極板數量+1)×2。在其他應用例中，根據電池標稱電壓6伏至100伏，雙極板(2)的數量可為2塊至49塊。
仍見圖8，本應用例采用實施例1得到的雙極板2。上端極板41、下端極板42的基板21和圖2所示雙極板2的基板21具有完全相同的材料和結構，上端極板41、下端極板42的基板21的中央水平部212所穿復合導線22及穿編的方式也相同(圖1中也給出了上端極板41的結構及穿編復合導線的示意)，且上端極板41和下端極板42中的復合導線22與基板21的各相應的穿線孔212-2的孔壁之間采用膠粘劑密封，使基板21不滲透電解液。下端極板42所穿各復合導線22的尾端合股成導電線排與第一外接端子71電連接，上端極板41所穿各復合導線22的尾端合股成導電線排與第二外接端子72電連接，這樣簡化了電傳導路線的結構，減少了電池內阻，提高了電氣可靠性。下端極板42僅有正極活性材料層23、設置在穿線后的基板21的中央水平部212的上方，下端極板42的基板21的中央水平部212上穿編復合導線22后，涂敷正鉛膏，正鉛膏固化后則得到下端極板42的半成品——生極板，再經過電化學致成則使正鉛膏成為多孔二氧化鉛層；該多孔二氧化鉛層即為下端極板42的正極活性材料層23。上端極板41僅有負極活性材料層24、設置在穿線后的基板21的中央水平部212的下方，上端極板41的基板21的中央水平部212上穿編復合導線22后，涂敷負鉛膏，負鉛膏固化后則得到上端極板41的半成品——生極板，再經過電化學致成則使負鉛膏成為絨狀鉛層；該絨狀鉛層即為上端極板41的負極活性材料層24。下端極板42、雙極板2和上端極板41從下至上依次水平堆疊，下端極板42的正極活性材料層23對應其上方一塊雙極板2的負極活性材料層24，上端極板41的負極活性材料層24對應其下面一塊雙極板2的正極活性材料層23，位于中間的各雙極板2的正極活性材料層23對應其上方一塊雙極板2的負極活性材料層24，位于中間的各雙極板2的負極活性材料層24對應其下方一塊雙極板2的正極活性材料層23。
見圖9，每個相對設置的正極活性材料層23和負極活性材料層24之間設有玻纖隔膜層3，玻纖隔膜層3的名義厚度為3毫米(其他應用例中玻纖隔膜層的名義厚度可在2毫米至5毫米的范圍內選擇)，玻纖隔膜層3隔開正極活性材料層23和負極活性材料層24并吸有電解液，一個正極活性材料層23、一個負極活性材料層24和它們之間的玻纖隔膜層3構成一個單元電池，并產生2伏的標稱電壓。
見圖9和圖1，上端極板41、下端極板42的四周邊框211與雙極板2的基板21的四周邊框211一樣，其縱截面下部均具有一個開口向外的凹槽214。各彈性密封環(huán)61設置在相應一個基板21的四周邊框211的凹槽214內；凹槽214的大小使彈性密封環(huán)61放入后，密封環(huán)的外表面與凹槽214的內表面相接觸，同時彈性密封環(huán)61與位于其下方的極板的基板21的四周邊框211的朝內的由下至上向外傾斜的板面相接觸；單元電池的密封壓力為20kPa至50kPa，其大小是由凹槽214與彈性密封環(huán)61外徑之間的尺寸過盈量和雙極板2疊裝后壓緊時的壓入位置而調整的。
見圖10，彈性密封環(huán)61包括耐酸乙丙橡膠或丁基合成橡膠的空心條，其外徑為3毫米(其他應用例中其外徑可在2.5毫米至3.5毫米的范圍內選擇)，壁厚為1毫米(其他應用例中其壁厚可在0.6毫米至1.2毫米的范圍內選擇)，該空心條截面形狀為空心“O”形，將空心條首尾相接后用膠粘劑粘結則可構成彈性密封環(huán)61。空心條可以擠出成任意長度，根據各極板的基板21的凹槽214的總周長剪切成定長，然后首尾相連粘接，若在粘結處的兩個管口中插入一段30毫米至40毫米的芯條則可使粘結更可靠，芯條與彈性密封環(huán)61具有相同的材料。采用空心管狀的彈性密封環(huán)61一是減輕重量，二是為增加彈性力使其更具柔軟性而密封更好。
見圖8、圖12和圖13，一組壓緊裝置81使整個極板組相對于容器1頂蓋緊裝于槽體11內，所用壓緊裝置81為設有10個彈性片的材料為AS塑料的板式彈簧。它在整個板面上對所有極板均勻施加壓力，壓至工作高度時的比壓在0.02MPa至0.05MPa之間。采用AS塑料可以在電池窄小的空間內防止正、負電位短路。
見圖9，槽蓋12設有位于其下方的6個彈性扣爪91，槽體11的側板的相應位置具有扣接座92，槽蓋12通過其彈性扣爪91扣在槽體的扣接座92上。
見圖8，上端極板41的上方設有上方絕緣隔離層51，板式彈簧81設置在槽蓋12和上方絕緣隔離層51之間，下端極板42的下方設有下方絕緣隔離層52，在壓緊裝置81的作用下，下端極板42通過下方絕緣隔離層52與槽體11底部接觸，上方絕緣隔離層51和下方絕緣隔離層52的材料為玻纖隔膜。為保持電池正常氧循環(huán)，槽蓋12上設置3個膠帽式單向閥82，其開啟壓力為20kPa至50kPa，基本與單元電池的密封壓力相同。通過它來保證蓄電池在快速充電和過充電過程中大量析氧時有足夠的排出量，提高電池的安全可靠性。
(應用例2)見圖4，其余與應用例5相同，不同之處在于本應用例所采用的雙極板2為實施例2的雙極板。而上端極板41和下端極板42的基板21材料和結構與雙極板2的材料和結構均相同，上端極板41和下端極板42的基板21的四周邊框211的縱截面形狀均為階梯型。各極板疊放后，位于最上方的一塊雙極板2的四周邊框211與位于其上方的上端極板41的基板21四周邊框211形成一個密封口，彈性密封環(huán)62設置在密封口內，而各雙極板2的基板之間，以及位于最下方的一塊雙極板2與下端極板42的基板之間在各自的四周邊框211處均形成一個密封口，各彈性密封環(huán)62設置在相應的密封口內，密封壓力是由密封口與彈性密封環(huán)62外徑之間的尺寸過盈量和各極板疊放后壓緊時的壓入位置而調整的。
見圖11，彈性密封環(huán)62是由耐酸乙丙橡膠組成，它是由截面形狀為空心“θ”形密封條首尾相接后用膠粘劑粘合而成，彈性密封環(huán)62的截面高度為6毫米(其他應用例中其高度可在5毫米至7毫米的范圍內選擇)，寬度為3.5毫米(其他應用例中其寬度可在3毫米至4毫米的范圍內選擇)，壁厚為0.8毫米(其他應用例中其壁厚可在0.6毫米至1.2毫米的范圍內選擇)。
參見圖4，每個相對設置的正極面和負極面之間的玻纖隔膜層3為混合玻纖隔膜層，它混入10％的憎水纖維，其纖維間隙內可以全部吸足電解液，而一般單超細玻纖隔膜必須留有一定空隙作為電池內氧氣吸收通道，其間隙只能吸入85％至90％的電解液。
(應用例3)參見圖9，其余與應用例5相同，不同之處在于本應用例所采用的雙極板2為實施例4的雙極板。下端極板42僅有負極活性材料層24、并設置在穿線后的基板21的中央水平部212的上方，上端極板41僅有正極活性材料層23、并設置在穿線后的基板21的中央水平部212的下方；下端極板42、雙極板2和上端極板41從下至上依次水平疊放，下端極板42的負極活性材料層24對應其上面一塊雙極板2的正極活性材料層23，上端極板41的正極活性材料層23對應其下面一塊雙極板2的負極活性材料層24，位于中間的各雙極板2的正極活性材料層23對應其上面一塊雙極板2的負極活性材料層24，位于中間的各雙極板2的負極活性材料層24對應其下面一塊雙極板2的正極活性材料層23。
(應用例4至應用例6)其余與應用例1至應用例2分別相同，不同之處在于在制造鉛酸蓄電池時所采用的雙極板2、上端極板41和下端極板42均為固化后的生極板，與其他組件按相應方法組裝固定在槽體11中后進行電化學致成則得到相應應用例的鉛酸蓄電池。
權利要求1.一種鉛酸蓄電池用雙極板，其特征在于具有基板(21)和復合導線(22)；基板(21)為塑料一體件，基板(21)具有中央水平部(212)和四周邊框(211)，基板(21)的中央水平部(212)具有縱橫錯列的從上下方向貫穿其板體的穿線孔(212-2)；復合導線(22)依次從上述各穿線孔(212-2)穿過而穿編在基板(21)的中央水平部(212)，復合導線(22)為包鉛塑芯復合導線或包鉛碳纖維芯復合導線，復合導線(22)與各相應的穿線孔(212-2)的孔壁密閉連接；穿線后基板(21)的中央水平部(212)的上方和下方分別設有極性相反的活性材料層。
2.根據權利要求1所述鉛酸蓄電池用雙極板，其特征在于基板(21)的中央水平部(212)具有水平部主體和位于水平部主體上方的突臺體(212-1)，各穿線孔(212-2)相應由下孔段和上孔段組成，各穿線孔(212-2)的下孔段位于水平部主體中，各穿線孔(212-2)的上孔段位于各相應的突臺體(212-1)中；基板(21)的中央水平部(212)上的各穿線孔(212-2)按照從左向右的次序編成排，并按照從后向前的次序對各排穿線孔按從小到大的序號進行編號而依次稱為第一排穿線孔、第二排穿線孔、直至最前一排穿線孔，對每一排的穿線孔(212-2)按照從左向右的次序依次稱為1號穿線孔、2號穿線孔、3號穿線孔，直至最右方的一個穿線孔；第一根復合導線(22)從上至下穿過基板(21)的中央水平部(212)的第一排穿線孔的1號穿線孔，然后從下至上穿過第一排穿線孔的2號穿線孔，再從上至下穿過第一排穿線孔的3號穿線孔，依次對第一排的其余穿線孔進行穿編直至穿過第一排穿線孔的最右方的穿線孔，再穿過第二排穿線孔的最右方的穿線孔，再按從右向左的次序依次穿編至第二排穿線孔的1號穿線孔，最后使第一根復合導線(22)的首尾兩端分別固定在中央水平部(212)的相應端面上；按此方法將第二根復合導線(22)穿編在基板(21)的中央水平部(212)的第三排和第四排穿線孔上；其他復合導線(22)的穿編方法依此類推。
3.根據權利要求1所述鉛酸蓄電池用雙極板，其特征在于基板(21)的中央水平部(212)具有水平部主體和位于水平部主體上方的突臺體(212-1)，各穿線孔(212-2)相應由下孔段和上孔段組成，各穿線孔(212-2)的下孔段位于水平部主體中，各穿線孔(212-2)的上孔段位于各相應的突臺體(212-1)中；基板(21)的中央水平部(212)上的各穿線孔(212-2)按照從左向右的次序編成排，并按照從后向前的次序對各排穿線孔按從小到大的序號進行編號而依次稱為第一排穿線孔、第二排穿線孔、直至最前一排穿線孔，對每一排的穿線孔(212-2)按照從左向右的次序依次稱為1號穿線孔、2號穿線孔、3號穿線孔，直至最右方的一個穿線孔；第一根復合導線(22)從上至下穿過基板(21)的中央水平部(212)的第二排穿線孔的1號穿線孔，然后從下至上穿過第一排穿線孔的1號穿線孔，再從上至下穿過第二排穿線孔的2號穿線孔，再從下至上穿過第一排穿線孔的2號穿線孔，如此穿編，直到穿過第一排穿線孔的最右方的穿線孔，最后使第一根復合導線(22)的首尾兩端分別固定在中央水平部(212)的相應端面上；按此方法將第二根復合導線(22)穿編在基板(21)的中央水平部(212)的第三排和第四排穿線孔上；其他復合導線(22)的穿編方法依此類推。
4.根據權利要求1所述鉛酸蓄電池用雙極板，其特征在于基板(21)的中央水平部(212)的基本形狀為平板狀；基板(21)的中央水平部(212)上的各穿線孔(212-2)按照從左向右的次序編成排，并按照從后向前的次序對各排穿線孔按從小到大的序號進行編號而依次稱為第一排穿線孔、第二排穿線孔、直至最前一排穿線孔，對每一排的穿線孔(212-2)按照從左向右的次序依次稱為1號穿線孔、2號穿線孔、3號穿線孔，直至最右方的一個穿線孔；基板(21)的中央水平部(212)的下端面在每排穿線孔(212-2)的下部均具有一根作為底線的復合導線(22)，而第一根復合導線(22)從上至下穿過基板(21)的中央水平部(212)的第一排穿線孔的1號穿線孔，繞過作為底線的復合導線(22)后從下至上由同一個穿線孔穿出，然后從上至下穿過第一排穿線孔的2號穿線孔，繞過作為底線的復合導線(22)后再從下至上由同一個穿線孔穿出，如此穿編，直到依次到從上至下穿過第一排穿線孔的最右方的穿線孔后繞過作為底線的復合導線(22)后再從下至上由同一個穿線孔穿出，最后使第一根復合導線(22)的首尾兩端分別固定在中央水平部(212)的相應端面上；按此方法將第二根復合導線(22)以及相應的穿編在基板(21)的中央水平部(212)的第二排穿線孔上；其他復合導線(22)的穿編方法依此類推。
5.根據權利要求1所述鉛酸蓄電池用雙極板，其特征在于基板(21)是AS塑料板、ABS塑料板或PP塑料板；所述復合導線(22)與各相應的穿線孔(212-2)的孔壁采用膠粘劑密閉，使基板(21)不滲透電解液；所述極性相反的活性材料層分別為正極活性材料層(23)和負極活性材料層(24)，正極活性材料層(23)是使涂敷在經穿編復合導線后的基板(21)的中央水平部(212)上的正鉛膏固化后并電化學致成的多孔二氧化鉛層，負極活性材料層(24)是使涂敷在經穿編復合導線后的基板(21)的中央水平部(212)上的負鉛膏固化后并電化學致成的絨狀鉛層。
6.根據權利要求1所述鉛酸蓄電池用雙極板，其特征在于基板(21)的四周邊框(211)的縱截面形狀為階梯形或者四周邊框(211)的縱截面下部具有一個開口向外的凹槽(214)。
專利摘要本實用新型涉及一種水平式雙極型鉛酸蓄電池的雙極板。本實用新型的雙極板采用在塑料板上穿編包鉛塑芯復合導線或包鉛碳纖維芯復合導線代替鈦板或不銹鋼板作為雙極板的導電芯板，降低了制造成本、提高了化學穩(wěn)定性。采用上述雙極板的水平式雙極型鉛酸蓄電池可在雙極板的四周邊框外側設置彈性密封環(huán)實現單元電池的彈性密封以及上下端板的復合導線與接線端子直接電連接等措施，解決了采用雙極板的彈性邊框滑動密封和上下端板導電回路采用剛性接觸的導電方式的不可靠性等問題。本實用新型成本較低、重量較輕、性能穩(wěn)定且容易裝配，采用該雙極板的鉛酸蓄電池尤其適合于作為電動車輛的動力電池。
文檔編號H01M4/68GK2702451SQ20042002718
公開日2005年5月25日 申請日期2004年5月17日 優(yōu)先權日2004年5月17日
發(fā)明者許鍔銘 申請人:許鍔銘