專利名稱：一種具有凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的鉛酸蓄電池板柵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鉛蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種可提高鉛蓄電池板柵利用率，降低板柵重量，增強(qiáng)板柵強(qiáng)度，改善活性物質(zhì)與板柵結(jié)合強(qiáng)度，促使蓄電池向輕量化發(fā)展的 一種鉛蓄電池板柵。
背景技術(shù)：
目前鉛蓄電池廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，以其優(yōu)良的性價比，安全穩(wěn)定性能，為眾多產(chǎn)品所用，如汽車、摩托車啟動用，電動自行車、電動叉車、三輪車等牽引用，風(fēng)能、太陽能儲用，通信、鉄路機(jī)車備用電源用等等。目前的鉛蓄電池內(nèi)部所用極板，其用來承載活性物質(zhì)的板柵，大多采用澆鑄成型，少數(shù)采用拉網(wǎng)擴(kuò)展板柵及沖切板柵。盡管鉛蓄電池有一百多年的歷史，已經(jīng)相對成熟，但是其依舊存在很多難以克服的問題，最主要是鉛蓄電池的鉛耗比較大，重量無法向輕量化發(fā)展。尤其是動カ用鉛蓄電池，隨著國內(nèi)新能源汽車行業(yè)的高速發(fā)展，新型的電動汽車對電池的重量要求越來越高，如何降低電池的重量的同時，保證蓄電池容量不受影響？目前尚未有很好的解決方法。隨著有色金屬資源的逐漸缺失，原材料價格的不斷上漲，蓄電池廠家成本也水漲船高，在市場上的競爭カ日益降低。眾所周知，鉛蓄電池的主要成本是電池內(nèi)部的極板成本，極板成本又包含兩部分，一部分是板柵成本，另一部分是鉛膏(活性物質(zhì))成本。由于目前各種類型的鉛蓄電池設(shè)計(jì)，其板柵承載活性物質(zhì)重量都有一定限度。因?yàn)?，板柵在涂膏的時候，鉛膏填涂后的最大厚度不能超過板柵的最大厚度0. 3mm,否則容易造成后期使用過程中活性物質(zhì)脫落，蓄電池活性物質(zhì)利用率偏低等。因此鉛蓄電池活性物質(zhì)重量對板柵厚度有很大的依賴性、局限性。如果為了降低成本，減少活性物質(zhì)(鉛膏)的填涂量，將隨之減少蓄電池容量；如果減少蓄電池板柵的重量，則蓄電池的活性物質(zhì)裝載量將隨即減少或者電池性能會受到影響。如何降低這兩部分的重量成本？目前尚未有很好的方法解決。眾所周知，鉛蓄電池其用來保證容量和性能的活性物質(zhì)，根據(jù)電池種類的不同，其利用率是一定的。如果為降低成本，而減少鉛膏(活性物質(zhì))在板柵中的填涂量，鉛蓄電池其性能勢必將會受到影響，最為明顯的是容量降低，低溫性能、大電流放電性能等也隨即變低，直接影響蓄電池質(zhì)量。也就是說在鉛蓄電池設(shè)計(jì)時，要保證一定量的活性物質(zhì)，保證質(zhì)量特性條件下，降低板柵重量是最經(jīng)濟(jì)可行的方向。國際國內(nèi)刊物已作過很多相關(guān)報(bào)道，如鍍鉛塑料板柵，銅板柵、泡沫板柵等都是為了節(jié)省鉛耗，減輕鉛蓄電池重量等，但截至目前都不能進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是針對上述不足之處而提供ー種能夠提高板柵利用率、能夠降低蓄電池重量，又能保證單片板柵的活性物質(zhì)承載量及避免活性特質(zhì)脫落，相對增加板柵與活性物質(zhì)之間的比表面積，保證蓄電池的容量和各種性能指標(biāo)不受影響，同等容量下提高板柵利用率的具有凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的鉛蓄電池板柵。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是ー種具有凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的鉛蓄電池板柵，包括極耳、邊框和筋條，其中筋條為用來填涂活性物質(zhì)的主要區(qū)域，其特征是所述的邊框或/和筋條的外表面為凹凸?fàn)畹姆瞧矫?。本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的板柵是采用鉛基合金材料制成的，主要構(gòu)成有極耳、邊框和筋條，其中筋條所在區(qū)域是活性物質(zhì)的主要填涂區(qū)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的邊框或/和筋條用于填涂活性物質(zhì)的兩個面的表觀為波浪形凹凸?fàn)罘瞧矫娼Y(jié)構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的邊框或/和筋條的外表面所形成的形狀為鋸齒形凹凸?fàn)罘瞧矫娼Y(jié)構(gòu)。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的邊框或/和筋條的外表面所形成的形狀為梯臺形凹凸?fàn)罘瞧矫娼Y(jié)構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的邊框或/和筋條的外表面所形成的形狀為圓臺形凹凸?fàn)罘瞧矫娼Y(jié)構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的邊框或/和筋條的外表面所形成的形狀為波浪、鋸齒、梯臺、圓臺中的兩種或兩種以上的混合形凹凸?fàn)罘瞧矫娼Y(jié)構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的邊框或/和筋條厚度尺寸控制在為極耳厚度的2-4倍，即邊框或/和筋條所形成的凹凸?fàn)罘瞧矫娴耐雇姑嬷g的最大厚度，是極耳或形成凹凸?fàn)钋鞍鍠藕穸鹊?-4倍。本發(fā)明由于板柵邊框或/和筋條形成凹凸?fàn)畹姆瞧矫娼Y(jié)構(gòu)，與等長、等寬的普通板柵相比，増加了活性物質(zhì)的承載面積與膏量，提高了板柵與活性物質(zhì)接觸面利用率，同時又防止活性物質(zhì)脫落，相對增加板柵與活性物質(zhì)之間的比表面積，保證蓄電池的容量和各種性能指標(biāo)不受影響的具有凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的鉛蓄電池板柵。與普通板柵同厚度相比，増加了強(qiáng)度。其厚度方向外表面為凹凸?fàn)罘瞧矫娴陌鍠琶?邊框或/和筋條)，不僅增加其相應(yīng)的強(qiáng)度，而且大大提高其與活性物質(zhì)之間界面的結(jié)合度，其加工生產(chǎn)エ藝的特殊性適合任意鉛基合金，可克服某些合金各存在的缺陷，同時生產(chǎn)エ藝易于產(chǎn)業(yè)化。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)。I、本發(fā)明的凹凸板柵適合任意鉛基合金材料。2、本發(fā)明的凹凸板柵其加工エ藝便于實(shí)現(xiàn)，安全環(huán)保，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。3、板柵經(jīng)過加工后，形成凹凸不平的表面，形成新的表面的厚度比加工前成倍増カロ，活性物質(zhì)涂填空間體積增加，增加涂膏量，同時提高活性物質(zhì)涂填層的厚度，提高極板容量和機(jī)械強(qiáng)度，也就提高了板柵的利用率，但板柵重量不增加，相對電池材料成本降低了。通常的板柵表面一般有兩種，一種是四周邊框和極耳在同一平面上，即板柵厚度與邊框筋條為同一厚度；另ー種是四周邊框比板柵內(nèi)部筋條厚，即四周邊框厚度的兩面分別在同一平面上，而內(nèi)部筋條在ー個或者多個平面上。板柵經(jīng)過填涂后，其厚度只能與板柵邊框厚度相同或者超出邊框厚度< 0.3mm。本發(fā)明主要用于鉛蓄電池板柵。


圖I是本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)俯視示意圖。圖2是本發(fā)明的底部側(cè)向示意圖。圖3是本發(fā)明的側(cè)向示意圖。
圖4是本發(fā)明的側(cè)向示意圖。圖5是本發(fā)明的側(cè)向示意圖。圖6是本發(fā)明的側(cè)向示意圖。圖7是本發(fā)明的側(cè)向示意圖。
圖8是本發(fā)明的底部側(cè)向示意圖。圖9是本發(fā)明的側(cè)向示意圖。圖10是本發(fā)明的側(cè)向示意圖。圖11是本發(fā)明的側(cè)向示意圖。圖12是本發(fā)明的側(cè)向示意圖。圖13是本發(fā)明的側(cè)向示意圖。圖14是本發(fā)明的側(cè)向示意圖。圖15是本發(fā)明的側(cè)向示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示。本發(fā)明包括主體結(jié)構(gòu)示意圖和板柵,如圖I所示,其中包括1、極耳，位于板柵的上部；2、邊框，位于板柵四周極耳下部，與極耳相連，較寬；3、筋條，位于板柵內(nèi)部，被四周邊框2包圍，并與邊框相連接。本發(fā)明采用鉛基合金材料制成，其エ藝及加工技術(shù)簡單，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。邊框2或/和筋條3的外表面為凹凸?fàn)畹姆瞧矫?。邊?或/和筋條3的外表面可以為波浪形、鋸齒形、梯臺形、(橢圓、半)圓(弧)臺形、以及其中的兩種或兩種以上的混合形凹凸?fàn)罘瞧矫?。將符合エ藝要求的鉛合金鑄成0. 5mm-2mm厚度鉛帶，每種蓄電池其鉛帶的具體厚度與長寬根據(jù)蓄電池的設(shè)計(jì)要求而定，用符合蓄電池設(shè)計(jì)要求的模具對鉛帶基體進(jìn)行加エ，形成極耳I、邊框2與內(nèi)部柵格筋條3結(jié)構(gòu)。內(nèi)部形成縱橫排列的矩形或/和梯形網(wǎng)格，如圖I所示，網(wǎng)格的四周均為基體被加工后留下的筋條組成，這種密布的筋條既是活性物質(zhì)的承載體，又是電流的匯集體。將上述加工好的板柵，通過定位，用符合設(shè)計(jì)要求的模具，對板柵進(jìn)行軋制加工，在板柵的兩面會形成一定形狀的凹凸不平的結(jié)構(gòu)。包括兩種結(jié)構(gòu)ー種是邊框和筋條一同變形，如圖2所示，24為基體整體，25為凹凸后形成的面；另一種是邊框不變形，筋條變形，如圖8所示為邊框26不變形，內(nèi)部筋條變形,兩面形成平面狀27。鋸齒形凹凸?fàn)罘瞧矫娴倪吙蚝徒顥l如圖3所示，其中，邊框和筋條為一同變形的鋸齒形凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，圖中4是鋸齒的齒尖和底部，5是板柵極耳。波浪形凹凸?fàn)罘瞧矫娴倪吙蚝徒顥l如圖4所示，其中，邊框和筋條為一同變形的波浪形凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，其中6為波峰和波谷。梯臺形凹凸?fàn)罘瞧矫娴倪吙蚝徒顥l如圖5、6、7所示，其中，邊框和筋條為一同變形的梯臺形凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，其中7為矩形梯臺的頂部和底部，8為梯形梯臺的頂部和底部，9為帶倒圓角的梯形梯臺的頂部和底部，其中10為到圓角形。(橢)圓(弧)臺形凹凸?fàn)罘瞧矫娴倪吙蚝徒顥l如圖9、10所示，其中，邊框和筋條為一同變形的(橢)圓(弧)臺形凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，11代表板柵兩面呈對稱結(jié)構(gòu)的圓形、橢圓形、圓弧形結(jié)構(gòu)，或者其中兩種或兩種以上交叉混合，12代表非對稱結(jié)構(gòu)的圓形、橢圓形、圓弧形結(jié)構(gòu)，或者其中兩種或兩種以上交叉混合。筋條變而邊框不變形的結(jié)構(gòu)如圖8、11、12、13、14、15所示，這種結(jié)構(gòu)是筋條在ー面上凹下去(或凸出來)，則在相對一面上為凸出來(或凹下去)。圖11僅筋條為鋸齒形凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，13為鋸齒,而邊框14不變形；圖12僅筋條為波浪形凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，15為波峰和波谷，而邊框16不變形；圖13、14、15僅筋條為梯臺形凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，17、19、22為梯臺底部和上部，23為倒圓角結(jié)構(gòu)，而邊框18、20、21不變形。
兩種或兩種以上的混合形凹凸?fàn)罘瞧矫嫒鐖D所示。其中
外觀為從左至右或者由上而下凹凸不平的結(jié)構(gòu)，板柵兩面凸出板柵形成的厚度尺寸為極耳或形成凹凸面前板柵厚度的2-4倍。凹凸板柵經(jīng)過填涂后形成極板厚度可為極耳或形成凹凸面前板柵厚度的1-5倍，遠(yuǎn)超出常規(guī)板柵，大大減少了鉛耗，降低了成本。
權(quán)利要求
1.一種具有凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的鉛蓄電池板柵，包括極耳、邊框和筋條，其特征是所述的邊框或/和筋條的外表面為凹凸?fàn)畹姆瞧矫妗?br> 2.如權(quán)利要求I中所述的一種具有凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的鉛蓄電池板柵，其特征是所述的板柵采用鉛基合金材料制成。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種具有凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的鉛蓄電池板柵，其特征是所述的邊框或/和筋條的外表面為波浪形凹凸?fàn)罘瞧矫妗?br> 4.如權(quán)利要求I或2所述的一種具有凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的鉛蓄電池板柵，其特征是所述的邊框或/和筋條的外表面為鋸齒形凹凸?fàn)罘瞧矫妗?br> 5.如權(quán)利要求I或2中所述的一種具有凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的鉛蓄電池板柵，其特征是所述的邊框或/和筋條的外表面為梯臺形凹凸?fàn)罘瞧矫妗?br> 6.如權(quán)利要求I或2中所述的一種具有凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的鉛蓄電池板柵，其特征是所述的邊框或/和筋條的外表面為圓臺形凹凸?fàn)罘瞧矫妗?br> 7.如權(quán)利要求I或2中所述的一種具有凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的鉛蓄電池板柵，其特征是所述的邊框或/和筋條的外表面為波浪、鋸齒、梯臺、圓臺中的兩種或兩種以上的混合形凹凸?fàn)罘瞧矫妗?br> 8.如權(quán)利要求I或2中所述的一種具有凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的鉛蓄電池板柵，其特征是所述的邊框或/和筋條厚度尺寸控制在為極耳厚度的2-4倍。
全文摘要
本發(fā)明的名稱為一種具有凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)的鉛蓄電池板柵。屬于鉛蓄電池技術(shù)領(lǐng)域。它主要是解決現(xiàn)有電池重量大，板柵合金利用率低，且有與活性物質(zhì)之間結(jié)合不好、宜脫落的缺陷，解決傳統(tǒng)活性物質(zhì)涂填厚度超過板柵厚度受限的問題。它的主要特征是凹凸?fàn)畎鍠虐O耳、邊框和筋條，采用鉛基合金材料制成，其工藝及加工技術(shù)簡單，便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；所述的邊框或/和筋條的外表面為凹凸?fàn)畹姆瞧矫?。本發(fā)明具有提高板柵合金利用率，又能保證單片板柵的活性物質(zhì)承載量及防止活性物質(zhì)脫落，相對增加板柵與活性物質(zhì)之間的比表面，保證蓄電池的容量和各種性能指標(biāo)不受影響，能夠減輕鉛蓄電池重量，節(jié)約成本的特點(diǎn)，主要用于鉛蓄電池板柵。
文檔編號H01M4/73GK102623714SQ20111003451
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者周繼洪, 王德勝, 魏達(dá)平 申請人:周繼洪, 王德勝, 魏達(dá)平