專利名稱：拉網格柵、使用其的鉛蓄電池極板、及鉛蓄電池的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種拉網格柵、以及使用了該拉網格柵的鉛蓄電池用極板及鉛蓄電池。
背景技術：
鉛蓄電池具有價格低廉、輸出穩(wěn)定、適于大電流放電等優(yōu)點,在車輛啟動、電動車或電動工具的主電源、備用電源等領域一直具有廣泛的應用。鉛蓄電池主要包括開放式的液式鉛蓄電池和密封式的閥控式鉛蓄電池，其中閥控式鉛蓄電池具有免維護的優(yōu)點，因此應用更為廣泛。閥控式鉛蓄電池由正極板、負極板、隔膜、電解液、帶有安全閥的外殼等部分組成，正負極板均采用涂膏式極板，將活性物質填充 在特制的合金格柵上而制成。關于鉛蓄電池中使用的格柵，大致可以分為鑄造格柵和拉網格柵兩種。與鑄造格柵相比，拉網格柵(expand grid)不僅可以節(jié)約材料成本，而且拉制出的格柵重量差別小，生產效率大幅提高。因此，目前傾向于采用拉網格柵來逐漸代替?zhèn)鹘y的鑄造格柵。通常采用切拉法來制作拉網格柵。例如，專利文獻I中公開了一種沖剪式拉網機，其主要結構系由上刀片和下刀片構成，上下刀片均為齒狀結構，當鉛帶被送入拉網機中，上刀片與下刀片相對地在垂直方向作上下沖壓運動，隨后將沖壓后的鉛帶沿水平方向拉開，形成為網狀結構。通過上述切拉法生產出的拉網格柵容易產生的問題是，當使鉛帶沿水平方向拉開時，構成網眼的筋條被拉成直線形狀，筋條受到的應力較大，且筋條的交點(即節(jié)點)處過于緊繃，有時容易斷裂。特別是在極板生長過程中容易造成筋條的過早斷裂，從而影響格柵集電性的分布，筋條斷裂部分附近的活性物質脫落，不能有效被利用，導致放電容量降低，而且由于筋條斷裂，使格柵更容易被腐蝕，降低了電池的使用壽命。為了克服上述問題，專利文獻2提出了對切拉加工后得到的拉網格柵進行熱處理，以緩和拉網格柵在切拉變形中所受到的應力，從而得到高容量和長壽命的鉛蓄電池。另一方面，當切拉加工的工藝條件發(fā)生變化、例如當鉛帶的行進速度與模具的沖壓速度不匹配時，有時會使構成網眼的部分筋條發(fā)生褶皺，拉網格柵展開后不平整，影響了后續(xù)的極板生產的穩(wěn)定性。由于這樣的褶皺通常是隨機產生的，無法控制其形成的數量及程度，因此，目前并沒有有意識地進行對在利用切拉法制造拉網格柵時產生的褶皺的研究，而且，拉網格柵中發(fā)生褶皺被認為是生產性不良的表現，希望盡量避免這樣的褶皺的產生。參考文獻專利文獻I :中國專利申請CN1126378A專利文獻2 日本特開2003-157853A

實用新型內容本發(fā)明者們對現有的切拉工藝中拉網格柵產生應力和褶皺的原因進行了深入的研究，結果發(fā)現，可以有意識地調整切拉工藝的條件來控制拉網格柵中褶皺的發(fā)生，由此緩解筋條所受到的應力。進而，通過將具有規(guī)定的褶皺發(fā)生率以及褶皺度的拉網格柵用于鉛蓄電池，能夠產生意想不到的效果，得到優(yōu)良的放電容量和電池循環(huán)壽命，從而完成了本實用新型。具體來說，本實用新型提供一種拉網格柵，其是通過切拉法形成的拉網格柵，包含多個由筋條構成的菱形網眼，其特征在于，所述筋條中的一部分筋條發(fā)生了褶皺，形成凸起的彎曲；在所述拉網格柵的投影圖中，當設定菱形網眼的邊長即未發(fā)生褶皺的兩個平行對置的筋條之間的距離為D1、發(fā)生了褶皺的筋條的彎曲頂點至與其平行對置的另一筋條的距離為D2時，表示筋條彎曲程度的褶皺度W由下式(I)決定，其中D2 >D1，所述褶皺度為
0.09 0. 19的范圍。W= (D2-D1)/D1 (I)優(yōu)選地，所述褶皺度W為0. 11 0. 17的范圍。優(yōu)選地，所述拉網格柵中發(fā)生了褶皺的筋條的數量相對于構成所述拉網格柵的筋條總數的百分比例即褶皺發(fā)生率為5 20%的范圍。更優(yōu)選地，所述褶皺發(fā)生率為6 17%的范圍。更優(yōu)選地，所述褶皺發(fā)生率為7 15%的范圍。另外，本實用新型提供一種鉛蓄電池用極板，其特征在于，包含上述拉網格柵、以及填充在所述拉網格柵上的活性物質。另外，本實用新型提供一種鉛蓄電池，其特征在于，包含上述的極板。優(yōu)選地，所述極板為正極板。根據本實用新型，可以以優(yōu)良的生產率得到一種拉網格柵，該拉網格柵的褶皺發(fā)生率和褶皺度被限定在規(guī)定范圍內，通過將這種拉網格柵用于鉛蓄電池，能夠得到優(yōu)良的放電容量和循環(huán)壽命。

圖I. (a)示意性地表示現有技術中的拉網格柵的主視圖；(b)上述拉網格柵的局部放大示意圖。圖2. (a)示意性地表示本實用新型的拉網格柵的主視圖；(b)上述拉網格柵的局部放大示意圖。圖3.表示本實用新型的拉網格柵中部分筋條發(fā)生了褶皺的狀態(tài)的投影圖。圖4.表示本實用新型的沖壓模具對鉛帶進行沖壓的狀態(tài)的示意圖，(a)沖壓前的狀態(tài)；(b)沖壓后的狀態(tài)。圖5.表示本實用新型的沖壓模具對鉛帶沖壓時的切入深度的示意圖。圖6.表示沖壓模具的切入深度與筋條的褶皺度之間的關系的曲線圖。圖7.表示沖壓模具的沖程數與褶皺發(fā)生率之間的關系的曲線圖。圖8.示意性地表示將本實用新型的鉛蓄電池的一部分切除后的立體圖。
具體實施方式
以往對于電池的性能及壽命的改善，主要側重于對活性物質(鉛膏)配方、及格柵、合金成分等方面的研究，而本發(fā)明者們認為，如果構成拉網格柵的筋條易于斷裂，則會大大影響電池性能及壽命，因此著眼于拉網格柵的形狀方面的改良，希望通過變更拉網格柵的結構，從而來提高電池的放電容量及壽命等電池性能。以下，通過具體的實施方式來對本實用新型進行說明，但本實用新型并不限于下述具體的實施方式。(本實用新型的拉網格柵)如圖I所示，現有技術中的拉網格柵包括多個網眼，除了邊緣部的不規(guī)則形狀的網眼以外，每個網眼由四根筋條構成，在平面上的投影形狀大致為菱形。構成網眼的筋條一般為直線狀。以往一直認為，合格生產出的拉網格柵中的網眼應該是平整均勻的，如果構成網眼的筋條發(fā)生褶皺，則會降低生產性。另外，由于褶皺是隨機產生的，因此會使拉網格柵的生產處于不能控制的狀態(tài)。而本發(fā)明者們力圖克服已有的技術偏見，通過對拉網格柵的切拉工藝有意識地進行了調整，使生產出來的拉網格柵中的一部分筋條發(fā)生褶皺，也就是說，使一部分筋條發(fā)生彎曲，從原來的直線狀變成非直線狀。圖2是本實用新型的拉網格柵I的示意圖。如圖2(a)所示，拉網格柵I具有多個網眼i，每個網眼由四根筋條g圍成，具有大致菱形的投影形狀。本實用新型的拉網格柵的特征在于，在其中的一個網眼i’中，構成網眼i’的一根筋條g’發(fā)生了褶皺，形成凸起的彎曲la，成為非直線狀。本發(fā)明者們發(fā)現，在發(fā)生了褶皺的拉網格柵中，筋條的彎曲程度影響著電池的各種性能。當拉網格柵中的筋條的彎曲程度為合適范圍內時，電池的循環(huán)壽命及放電容量可
顯著提高。在本說明書中，用“褶皺度”來表示拉網格柵中筋條的彎曲程度。為了方便計算，將本實用新型的拉網格柵垂直地投影到拉網格柵所在的平面上，得到表示本實用新型的拉網格柵中部分筋條發(fā)生了褶皺的狀態(tài)的投影圖(圖3)。在該投影圖中，當設定未發(fā)生褶皺的兩個平行對置的筋條之間的距離為D1、發(fā)生了褶皺的筋條的彎曲頂點至與其平行對置的另一筋條的距離為D2時，褶皺度W由下式(I)決定W= (D2-D1)/D1 (I)在該投影圖中，可以看出，拉網格柵中的一部分網眼i為正常的菱形，但另一部分網眼i’中產生了變形，即構成該網眼的一根筋條發(fā)生了褶皺，形成向上突出的彎曲la。如圖3所示，Dl是未發(fā)生褶皺的筋條gl和與其平行對置的另一筋條g2之間的距離，在網眼i為菱形的情況下，Dl等于菱形的邊長，即相當于每根正常筋條的長度。而在網眼i’中，D2是發(fā)生了褶皺的筋條gl’的彎曲頂點Ia至與其平行對置的另一筋條g2的距離，由于筋條gl’偏離了筋條gl所在的直線(圖中的虛線)而發(fā)生向外凸起的彎曲，因此，D2稍大于菱形的邊長，D2/D1的比值大于I。本發(fā)明者們經過大量試驗證明了，當筋條的褶皺度W在0.09 0. 19的范圍內時，可以對電池的放電容量以及循環(huán)壽命等性能產生有益的影響。褶皺度W越大，表明筋條發(fā)生彎曲的程度越大，如果褶皺度的比值W超過0. 19，表明筋條嚴重變形，此時易導致筋條斷裂，對電池的壽命特性有不利影響。如果褶皺度W小于0. 09，則由筋條的彎曲所帶來的上述有益影響不明顯。更優(yōu)選褶皺度W為0. 11 0. 17的范圍。關于褶皺度對電池性能產生有益影響的原因，推測如下由于彎曲狀的筋條比直線狀的筋條具有更大的表面積，因此在單位體積內與活性物質的接觸面積增大，可以提供更多的反應面積，從而提高格柵的集電性，改善格柵的電流分布，提高活性物質的利用率。因此，通過使筋條發(fā)生褶皺，可以在不增大電池體積的前提下，提高活性物質的利用率，從而提高電池的放電容量。進而，由于直線狀的筋條在切拉工藝中容易受到應力的作用，且變形的余地小，在電池使用過程中格柵生長的期間，極易發(fā)生筋條斷裂，斷裂的筋條對格柵的集電性和壽命都有很大的不利影響。而彎曲狀的筋條由于本身形狀的原因，對切拉工序中施加的應力有一定的緩沖作用，另外，在格柵生長時，彎曲狀的筋條比直線狀的筋條有更多的變形余地。因此，通過使筋條發(fā)生褶皺，可以緩解筋條所受到的應力，因而可以延長格柵的壽命，進而提高電池的壽命特性。在以上的說明中，構成網眼i’的四根筋條中只有一根g’發(fā)生了褶皺，但也不限于此，發(fā)生褶皺的筋條g’也可以是2根以上。但考慮到褶皺在拉網格柵中分布的均勻性，優(yōu)選每個網眼中發(fā)生褶皺的筋條數為2根以下。進而，本發(fā)明者們通過實驗發(fā)現，當拉網格柵中發(fā)生褶皺的筋條的數量的比例達到一個合適范圍時，電池的循環(huán)壽命及放電容量可進一步顯著提高。本說明書中，用“褶皺發(fā)生率”來表示拉網格柵中褶皺的發(fā)生比例。即，“褶皺發(fā)生率”被定義為拉網格柵中發(fā)生了褶皺的筋條的數量相對于構成拉網格柵的筋條總數的百分比例。在本實用新型中，只要使構成拉網格柵的筋條具有規(guī)定的褶皺度，相比現有技術中都會對電池性能有一定的提高效果，因此對褶皺發(fā)生率的范圍不特別限定。但是，如果褶皺發(fā)生率過低，例如低于5%，則發(fā)生褶皺的筋條數過少，有可能得不到本實用新型的效果，如果褶皺發(fā)生率過高，例如高于20 %，則有可能發(fā)生后述的活性物質的過度利用。因此，需要將拉網格柵中筋條的褶皺發(fā)生率控制在5 20%的范圍內，優(yōu)選將褶皺發(fā)生率控制在6 17%的范圍內，進一步優(yōu)選為I 15%的范圍。關于褶皺發(fā)生率對電池性能產生有益影響的原因，推測如下當褶皺發(fā)生率為6%以上時，這些發(fā)生褶皺的筋條使得活性物質與拉網格柵的接觸面積適當增大，因此可以提高活性物質的利用率，但是如果活性物質的利用率太高的話，有時反而會影響電池的使用壽命。實驗證明，如果筋條的褶皺發(fā)生率大于20%，則活性物質的利用率有時會達到40%以上，而當活性物質的利用率大于40%時，活性物質的反應程度過于深入，有時會縮短電池的使用壽命。因此，需要將褶皺發(fā)生率的上限控制在20%以下，優(yōu)選控制在17%以下。在褶皺發(fā)生率為6 17%的范圍內，電池的充電效率及硫酸與活性物質反應空間可達到最佳的平衡效果。另外，本發(fā)明者們也調查了褶皺產生的部位對電池性能的影響。具體來說，將拉網格柵分為上中下三個部分進行評價，結果發(fā)現，這三個部分中，無論哪部分的筋條發(fā)生褶皺，只要褶皺度合適，且拉網格柵整體中的褶皺發(fā)生率在20%以下，都可以達到基本相同的效果。(本實用新型的拉網格柵的制造方法)[0050]在本實用新型中，將原料鉛帶送入通常的切拉法中使用的沖壓模具，通過調整切拉工藝中的具體條件，可以得到本實用新型的拉網格柵，即部分筋條發(fā)生了褶皺的拉網格柵。本實用新型的拉網格柵的制造方法包括下述工序(I)切拉工序使用沖壓模具對鉛帶進行沖壓，通過上模與下模的相對運動，沿鉛帶的長度方向形成多個斜向排列的狹縫，并將該狹縫沿與鉛帶表面垂直的方向展開，然后上?；謴驮?，完成一個沖程的步驟，每當鉛帶沿長度方向移動規(guī)定距離后，重復上述步驟，從而形成具有多個菱形網眼的網狀片；(2)整形工序利用導向輥在水平方向上對得到的網狀片進行整形，得到平面的網狀物；(3)裁斷工序將得到的網狀物裁斷成規(guī)定的形狀和尺寸，從而形成拉網格柵。作為原料的鉛帶可以采用本領域常用的鉛合金箔，例如含有Ca和Sn中的至少一種金屬的Pb合金箔，就耐腐蝕性和機械強度而言，優(yōu)選由Pb-Ca-Sn三兀合金構成。在使用具有這樣合金組成的鉛帶時，鉛蓄電池的循環(huán)壽命特性容易得到改善。作為上述切拉工序中所使用的沖壓模具，可以列舉出圖4所示的具有多個刃狀的動模2 (上模)和多個棱狀的靜模3 (下模)的沖壓模具，其中，動模2的刃片以及靜模3的棱柱相對于鉛帶4的寬度方向的中心線呈V字形對稱分布。將上述鉛帶4沿長度方向送入動模2與靜模3之間進行沖壓。此時，調整動模上的刃片以及靜模上的棱柱的排列，使得鉛帶的寬度方向的中央部分不被沖壓。當動模2的刃片沿圖中箭頭方向對鉛帶4進行沖壓而經過靜模3的棱柱上端時，在鉛帶4上沿長度方向切成多列呈V字狀斜向排列的狹縫，同時動模2的刃片繼續(xù)向下沖壓，將上述狹縫在垂直于鉛帶表面的方向展開，然后動模2回到原位。這樣的一個沖壓過程被稱為一個沖程。然后，使鉛帶4沿長度方向向前移動規(guī)定距離，重復上述的步驟，從而在鉛帶上再次形成斜向排列的多個狹縫，每列的相鄰兩個狹縫之間的連結部對應于相鄰列的一個狹縫的中心部，因此，狹縫展開后形成多個菱形網眼。重復進行上述步驟，得到具有多個菱形網眼的網狀片。然后，通過一對導向輥在水平方向對上述得到的網狀片進行平整化處理(整形處理)，從而使網狀片在水平方向展開，得到平面的網狀物。然后，將該網狀物按照需求裁斷成規(guī)定的形狀和尺寸，在鉛帶的中心部形成極耳，得到拉網格柵。本實用新型的特征在于，在上述切拉工序中，可以由外部設備控制動模的切下深度，從而使得到的拉網格柵具有規(guī)定的褶皺度。進而，可以由外部設備控制動模的沖壓速度，從而使得到的拉網格柵具有規(guī)定的褶皺發(fā)生率。本發(fā)明者們發(fā)現，切拉工藝的條件與褶皺的產生有著密切的聯系，通過對模具的切入深度和沖壓速度這兩方面進行優(yōu)化，能夠控制所得到的拉網格柵的褶皺度以及褶皺發(fā)生率的大小。如圖5所示，動模的切下深度是指動模2的刃片在一個沖程中相對于靜模3的上端面向下移動的最大距離t,單位為mm。在切拉工序中，當動模的切入深度較深時，筋條的彎曲程度變得明顯，褶皺度變大。如圖6所示，切入深度t與拉網格柵的褶皺度W之間存在正的比例關系。切入深度t小時，褶皺度W接近0，但隨著切入深度t增大，筋條的彎曲程度慢慢變大，褶皺度W也隨之增、大。當超過某一范圍時，褶皺度W急劇增加。從圖6來看，為了將褶皺度W控制在優(yōu)選的范圍(0. 09 0. 19)內，需要將切入深度t控制在在2. 965mm 3. 045mm的范圍內。當切入深度不足2. 965mm時，褶皺度低于0. 09，此時筋條接近直線狀，得不到本實用新型的由筋條彎曲帶來的效果；相反，當切入深度t超過3. 045_時，褶皺度W超過0. 19，有時導致拉網格柵的加工中發(fā)生大的應力，筋條的截面積減小，變得容易折斷，因此對電池性能造成不良影響。因此，為了得到具有規(guī)定褶皺度的拉網格柵，需要將模具的切入深度限制為2. 965mm 3.045mm的范圍內，優(yōu)選為2. 97mm 3. 04mm的范圍,進一步優(yōu)選為2. 98mm 3. 03mm的范圍。另外，動模的沖壓速度由沖程數表示，沖程數表示在單位時間(Imin)內完成的沖壓次數，單位為rpm，例如，沖程數為IOOrpm，表示動模的刃片在I分鐘內對鉛帶進行了 100次沖壓。沖程數越大，表示模具的沖壓速度越快，拉網格柵的生產效率也隨之提高。以前，為了提高拉網格柵的生產性，人們曾經嘗試將沖程數提高，但發(fā)現當沖程數過大時，生產出的拉網格柵上會出現褶皺，即構成網眼的筋條發(fā)生彎曲，導致生產性不良等問題。因此，在現有的切拉工藝中，為了避免發(fā)生這種現象，通常將沖程數限定在500rpm以下，以得到均勻且平整的拉網格柵。本發(fā)明者們研究發(fā)現，如圖7所示，切拉工序中模具的沖程數與拉網格柵的褶皺發(fā)生率之間存在一定的比例關系。沖程數越大，則褶皺發(fā)生的可能性越大，褶皺發(fā)生率隨之變大。當沖程數小于500rpm時，褶皺發(fā)生率在3%以下，當沖程數大于600rpm時，褶皺發(fā)生率接近5%，而當沖程數超過ISOOrpm時，褶皺發(fā)生率超過20%。因此，為了得到具有規(guī)定褶皺發(fā)生率的拉網格柵，需要將模具的沖程數限制為600 1800rpm的范圍，優(yōu)選為750 1500rpm的范圍，更優(yōu)選為800 1300rpm的范圍。由于本實用新型可以采用了比以往大的沖程數，因此可以以優(yōu)良的生產率得到拉網格柵。沖程數對褶皺發(fā)生率的影響據推測是由于下述因素造成的當沖程數大于500rpm時，鉛帶向前行進的速度容易與動模的刃片向下沖壓而形成縫隙的速度在一定程度上不相匹配，使得筋條受力不均，導致部分筋條發(fā)生褶皺。當沖程數小于600rpm時，不能在拉網格柵中產生足夠數量的褶皺，得不到本實用新型的效果，但是，沖程數過大，會導致褶皺發(fā)生數過高，拉網格柵整體變得不平整，有時影響生產性。在本實用新型的切拉工序中，優(yōu)選控制上模的切入深度為2. 97 3. 04mm的范圍，從而使得在得到的拉網格柵中，筋條的褶皺度為0. 09 0. 19的范圍。另外，優(yōu)選控制上模的沖程數為600 ISOOrpm的范圍，從而使得所得到的拉網格柵的褶皺發(fā)生率為5 20%的范圍。更優(yōu)選控制上模的切入深度為2. 98 3. 03mm的范圍，從而使得在得到的拉網格柵中，筋條的褶皺度為0. 11 0. 17的范圍。另外，更優(yōu)選控制上模的沖程數為750 1500rpm的范圍，從而使得所得到的拉網格柵的褶皺發(fā)生率為6 17%的范圍。進一步優(yōu)選控制上模的沖程數為800 1300rpm的范圍，從而使得所得到的拉網格柵的褶皺發(fā)生率為7 15%的范圍。根據本實用新型，通過控制切拉工序中動模的刃片的沖程數和切下深度，可以容易地得到具有規(guī)定的褶皺發(fā)生率和褶皺度的拉網格柵，從而制造出具有優(yōu)良的放電容量和循環(huán)特性的鉛蓄電池，適用于需要大容量放電且循環(huán)壽命長的用途。[0069]在上述實施方式中，通過調整模具的切入深度和沖壓速度這兩種手段來控制所得到的拉網格柵的褶皺度以及褶皺發(fā)生率的大小，但也不限于此，只要可以得到具有規(guī)定的褶皺度以及褶皺發(fā)生率的拉網格柵，也可以在本實用新型的切拉工序或后續(xù)工序中調整其他工藝條件，例如，可以通過調整鉛帶的行進速度、動模的高度、調整導向輥的推壓力、增設水平方向的導向輥等各種手段來使褶皺度和褶皺發(fā)生率達到規(guī)定的范圍，這些手段也可以單獨或組合地與本實施方式中的調整手段組合使用。本實用新型的拉網格柵可以用于任一種使用拉網格柵的電池，下面，以鉛蓄電池為例進行說明。(鉛蓄電池)本實用新型的拉網格柵可以用于制造本實用新型的鉛蓄電池。除了使用本實用新型的拉網格柵以外，本實用新型的鉛蓄電池的制造方法與通常的制造方法相同。
·[0073]例如包括對上述整形工序后得到的平面的網狀物進行鉛膏填充的工序。作為活性物質的鉛膏是在由60 90質量％的氧化鉛與40 10質量％的金屬鉛構成的鉛粉中，力口入水和硫酸進行混煉而成的。鉛膏可以從網狀物的一面進行填充，也可以從網狀物的正反兩面進行填充。然后，在裁斷工序中，將填充有鉛膏的網狀物切斷為規(guī)定尺寸，形成具有極耳的形狀，得到填充有活性物質的拉網格柵，經熟化、干燥后形成本實用新型的極板。由于正極板對鉛蓄電池的性能的影響比負極板相對要大，本實用新型的拉網格柵所取得的效果比負極板更為顯著，因此，優(yōu)選使用本實用新型的極板作為鉛蓄電池的正極板。如圖8所示，本實用新型的鉛蓄電池11具有電池槽8以及在電池槽8中被隔離板分隔為多個的單電池，每個單電池中收納有I個極板組。極板組由正極板5、負極板6、以及介于正極板和負極板之間的隔膜7交替層疊而成。每個單電池的正極側的匯流排直接或者介由極柱越過隔離板與相鄰的單電池的負極側的匯流排焊接，從而將各個單電池串聯連接。在電池槽8的開口處安裝內置有安全閥的電池中蓋9，將電池槽的兩側端部的正極柱及負極柱分別與設于電池中蓋上的正極端子以及負極端子連接，并將電池槽8與中蓋9用粘結劑粘結。然后向電池槽8中注入電解液(未圖示)，注液后，將電池上蓋10與電池槽8及中蓋9密封固定，從而形成本實用新型的鉛蓄電池11。電解液可以采用鉛蓄電池領域中常用的硫酸溶液，沒有特別的限制，例如為質量分數為I. 1-1. 4g/ml的稀硫酸。對于閥控式鉛蓄電池而言，例如可以采用吸附電解質，吸附在以玻璃纖維為主體的隔膜中，或者采用凝膠化的膠體電解質。在本實用新型的鉛蓄電池中，由于構成拉網格柵的筋條發(fā)生了褶皺，因此，拉網格柵與活性物質的接觸面積增大，提高了活性物質的利用率，從而提高了電池的放電容量。另夕卜，鉛蓄電池在使用過程中，正極格柵中的鉛會逐漸氧化成氧化鉛，格柵體積會增加，宏觀的表現就是格柵生長。本實用新型由于采用了彎曲的筋條，因此可以緩和生長過程中對拉網格柵產生的應力，降低了筋條斷裂的可能性，提高了電池的循環(huán)壽命。本實用新型的鉛蓄電池由于在正極板中采用了本實用新型的具有發(fā)生了褶皺的筋條的拉網格柵，且將拉網格柵中的褶皺度以及褶皺發(fā)生率控制在合適的范圍內，因此得至IJ 了優(yōu)良的放電容量和循環(huán)壽命。實施例[0080]下面，利用實施例和比較例來詳細說明本實用新型，但本實用新型并不限于這些具體例子。實施例I :(正極板的制作)一邊將由Pb-Ca-Sn三元合金薄片制成的原料鉛帶送入沖壓模具中，一邊由外部設備控制動模與靜模的相對運動，上下反復沖壓鉛帶，然后，利用整形模具的一對導向輥在水平方向對得到的網狀片進行整形，得到平面的網狀物。然后，將原料鉛粉和水、硫酸以重量比100 15 10的比例添加并混勻，得到了 正極鉛膏。在整形后的網狀物上填充正極鉛膏。然后，將填充有鉛膏的網狀物切斷為規(guī)定的形狀和尺寸，得到了填充有鉛膏的拉網格柵，熟化干燥后形成本實用新型的正極板(縱139mm,橫64mm,厚2. 9mm)。 在此過程中，通過外部設備調整動模的切入深度和沖程數，從而將拉網格柵的褶皺度以及褶皺發(fā)生率控制為所希望的值。(負極板的制作)采用通常的切拉法制得沒有發(fā)生褶皺的水平網狀物，將原料鉛粉和水、硫酸以重量比100 5 10的比例添加并混勻，得到了負極鉛膏。此后，在向網狀物中填充了負極鉛膏后，切斷為規(guī)定的形狀和尺寸，并進行熟化干燥，得到負極板(縱142mm，橫65mm，厚I. 70mm)。(鉛蓄電池的制作)將在上述得到的正極板與負極板隔著以玻璃纖維為主體的隔膜交互地層疊，將同極性的極板的耳部分別進行搭焊，形成匯流排。然后，將極板組分別逐一地收納于電池槽的由隔離板劃分出的6個單電池槽中，在本實施例中，極板組間的串聯連接是通過無極柱匯流排焊接進行的。此后，向每個單電池中注入170mm作為電解液的濃度為I. 242g/ml的硫酸，然后在電池槽的開口部安裝中蓋和上蓋并進行密封，化成處理后得到電池容量為20Ah的鉛蓄電池。對裝配完成后的電池進行分解，從正極板中除去鉛膏，取出其中的拉網格柵，以下述方式進行褶皺度和褶皺發(fā)生率的測定。在本實施例中，測得的褶皺度為0. 09，褶皺發(fā)生率為 11%。(I)褶皺度的測定對從裝配完成后的電池中取出的拉網格柵，首先繪出該拉網格柵在平面上的正投影圖，然后用尺子分別測量出菱形網眼的邊長、以及發(fā)生了褶皺的筋條的彎曲頂點至對邊的距離。用上述彎曲頂點至對邊的距離除以菱形邊長，將其比值記為褶皺度。分別對10個電池的拉網格柵進行上述測定，以測定得到的10個褶皺度的平均值作為拉網格柵的褶皺度。(2)褶皺發(fā)生率的測定對從裝配完成后的電池中取出的拉網格柵，分別統計出該拉網格柵中的筋條總數、以及發(fā)生了褶皺的筋條的數量，用發(fā)生了褶皺的筋條數量除以筋條總數，將其百分比值記為褶皺發(fā)生率。分別對10個電池的拉網格柵進行上述測定，以測定得到的10個褶皺發(fā)生率的平均值作為拉網格柵的褶皺發(fā)生率。實施例2 在正極板的制作中，通過外部設備調整動模的切入深度和沖程數，使得對拉網格柵測得的褶皺發(fā)生率為11%，褶皺度為0. 11。除此以外，與實施例I相同地制作正極板，并且按照與實施例I相同的方法制作了負極板和鉛蓄電池。實施例3 在正極板的制作中，通過外部設備調整動模的切入深度和沖程數，使得對拉網格柵測得的褶皺發(fā)生率為11%，褶皺度為0. 14。除此以外，與實施例I相同地制作正極板，并且按照與實施例I相同的方法制作了負極板和鉛蓄電池。實施例4:在正極板的制作中，通過外部設備調整動模的切入深度和沖程數，使得對拉網格柵測得的褶皺發(fā)生率為11%，褶皺度為0. 17。除此以外，與實施例I相同地制作正極板，并且按照與實施例I相同的方法制作了負極板和鉛蓄電池。實施例5 在正極板的制作中，通過外部設備調整動模的切入深度和沖程數，使得對拉網格柵測得的褶皺發(fā)生率為11%，褶皺度為0. 19。除此以外，與實施例I相同地制作正極板，并且按照與實施例I相同的方法制作了負極板和鉛蓄電池。比較例I :在正極板的制作中，通過外部設備調整動模的切入深度和沖程數，使得對拉網格柵測得的褶皺發(fā)生率為11%，褶皺度為0.08。除此以外，與實施例I相同地制作正極板，并且按照與實施例I相同的方法制作了負極板和鉛蓄電池。比較例2 在正極板的制作中，通過外部設備調整動模的切入深度和沖程數，使得對拉網格柵測得的褶皺發(fā)生率為11%，褶皺度為0. 21。除此以外，與實施例I相同地制作正極板，并且按照與實施例I相同的方法制作了負極板和鉛蓄電池。實施例6:在正極板的制作中，通過外部設備調整動模的切入深度和沖程數，使得對拉網格柵測得的褶皺發(fā)生率為6%，褶皺度為0. 14。除此以外，與實施例I相同地制作正極板，并且按照與實施例I相同的方法制作了負極板和鉛蓄電池。實施例7:在正極板的制作中，通過外部設備調整動模的切入深度和沖程數，使得對拉網格柵測得的褶皺發(fā)生率為7%，褶皺度為0. 14。除此以外，與實施例I相同地制作正極板，并且按照與實施例I相同的方法制作了負極板和鉛蓄電池。實施例8:在正極板的制作中，通過外部設備調整動模的切入深度和沖程數，使得對拉網格柵測得的褶皺發(fā)生率為11%，褶皺度為0. 14。除此以外，與實施例I相同地制作正極板，并且按照與實施例I相同的方法制作了負極板和鉛蓄電池。實施例9:在正極板的制作中，通過外部設備調整動模的切入深度和沖程數，使得對拉網格柵測得的褶皺發(fā)生率為15%，褶皺度為0. 14。除此以外，與實施例I相同地制作正極板，并且按照與實施例I相同的方法制作了負極板和鉛蓄電池。實施例10 :在正極板的制作中，通過外部設備調整動模的切入深度和沖程數，使得對拉網格柵測得的褶皺發(fā)生率為17%，褶皺度為0. 14。除此以外，與實施例I相同地制作正極板，并且按照與實施例I相同的方法制作了負極板和鉛蓄電池。實施例11 :在正極板的制作中，通過外部設備調整動模的切入深度和沖程數，使得對拉網格柵測得的褶皺發(fā)生率為11%，褶皺度為0. 14。另外，在負極板的制作中，同樣也通過外部設備調整動模的切入深度和沖程數，使得對拉網格柵測得的褶皺發(fā)生率為11%，褶皺度為
0.14。除此以外，與實施例I相同地制作正極板和負極板，并且按照與實施例I相同的方法制作了鉛蓄電池?！ι鲜鰧嵤├齀 11、比較例1、2中得到的各鉛蓄電池，在下述條件下進行了電池性能的評價測試。(一)放電容量的評價對滿充電狀態(tài)的電池，在25 ±2 °C的環(huán)境溫度下進行放電電流為0. 05C的恒流放電，在放電終止電壓為I. 75V/cell(單電池)時結束放電，記錄各電池的放電時間(單位為分鐘)，記錄在表I中。根據放電時間來評價電池的放電容量。( 二)循環(huán)壽命的評價(I)初期容量C。的測定首先，對滿充電狀態(tài)的電池，在25±2°C的環(huán)境溫度下進行放電電流為0. 25C的恒流放電，在放電終止電壓為I. 75V/cel I時結束放電，記錄電池的放電時間tv按以下公式得到初期容量Ctl 初期容量C。=放電電流⑴X放電時間(hQ)(2)恢復充電對上述測定后的電池，在25±2°C的環(huán)境溫度下進行充電電壓為2. 275V/cell的恒壓充電，最大充電電流為0. 4C，充電6 16個小時，達到滿充電狀態(tài)。(3)高溫涓流充電將上述電池放進60±2°C的恒溫箱,進行充電電壓為2. 275V/cell的恒壓充電，持續(xù)充電3周。(4)放電容量C的測定將上述電池從恒溫箱中取出，在25±2°C的環(huán)境下放置12 25小時后，進行與
(I)相同條件下的放電，測定此時的放電時間h，按以下公式得到放電容量C，將此過程作為一個充放電循環(huán)。放電容量C =放電電流⑴X放電時間(h)(5)反復進行上述⑵ ⑷的步驟，當計算得到的放電容量C低于初期容量C。的50%時，結束試驗，記錄充放電進行的循環(huán)數，記入表I。根據循環(huán)數來評價電池的循環(huán)壽命。將上述各蓄電池的各項參數及各項測試結果匯總后示于下表I。
權利要求1.一種拉網格柵，其是通過切拉法形成的拉網格柵，包含多個由筋條構成的菱形網眼，其特征在于，所述筋條中的一部分筋條發(fā)生了褶皺，形成凸起的彎曲；在所述拉網格柵的投影圖中，當設定菱形網眼的邊長即未發(fā)生褶皺的兩個平行對置的筋條之間的距離為D1、發(fā)生了褶皺的筋條的彎曲頂點至與其平行對置的另一筋條的距離為D2時，表示筋條彎曲程度的褶皺度W由下式⑴決定，其中，D2 >D1， W= (D2-D1)/D1 (I) 所述褶皺度為0. 09 0. 19的范圍。
2.根據權利要求I所述的拉網格柵，其特征在于，所述褶皺度W為0.11 0. 17的范圍。
3.根據權利要求I或2所述的拉網格柵，其特征在于，所述拉網格柵中發(fā)生了褶皺的筋條的數量相對于構成所述拉網格柵的筋條總數的百分比例即褶皺發(fā)生率為5 20%的范圍。
4.根據權利要求3所述的拉網格柵，其特征在于，所述褶皺發(fā)生率為6 17%的范圍。
5.根據權利要求4所述的拉網格柵，其特征在于，所述褶皺發(fā)生率為7 15%的范圍。
6.一種鉛蓄電池用極板，其特征在于，包含權利要求I 5中任一項所述的拉網格柵、以及填充在所述拉網格柵上的活性物質。
7.一種鉛蓄電池，其特征在于，包含權利要求6中所述的極板。
8.根據權利要求7所述的鉛蓄電池，其特征在于，所述極板為正極板。
專利摘要本實用新型提供一種拉網格柵、以及使用了該拉網格柵的鉛蓄電池用極板及鉛蓄電池。所述拉網格柵是通過切拉法形成的拉網格柵，包含多個由筋條構成的菱形網眼，其特征在于，所述筋條中的一部分筋條發(fā)生了褶皺，形成凸起的彎曲；在所述拉網格柵的投影圖中，當設定菱形網眼的邊長即未發(fā)生褶皺的兩個平行對置的筋條之間的距離為D1、發(fā)生了褶皺的筋條的彎曲頂點至與其平行對置的另一筋條的距離為D2時，表示筋條彎曲程度的褶皺度W由下式(1)決定，其中，D2＞D1，所述褶皺度為0.09～0.19的范圍。W＝(D2-D1)/D1(1)。
文檔編號H01M4/14GK202495530SQ20122007166
公開日2012年10月17日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權日2012年2月29日
發(fā)明者佐佐木健浩, 村田善博, 榑松道男, 潘宇亮, 田曉申 申請人:松下電器產業(yè)株式會社, 松下蓄電池(沈陽)有限公司