專利名稱：一種鉛-塑復(fù)合板柵鑄框加網(wǎng)涂膏極板組裝的鉛酸蓄電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鉛酸蓄電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
從1859年普蘭特發(fā)明鉛-酸電池至今，已有近150年，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)其應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬，鉛酸電池的結(jié)構(gòu)、制造方法和工藝不斷改進(jìn)和完善，電池的性能有很大提高。鉛酸電池一直是二次化學(xué)電源中產(chǎn)量最大和應(yīng)用最廣的品種。單體鉛-酸電池由正極板、負(fù)極板、硫酸、隔板、殼體、和密封蓋等組成。正負(fù)極分別焊接成群，包括匯流排和極柱，涂膏極板是鉛-酸電池中廣泛采用的極板形式，具有活性物質(zhì)的真實(shí)比表面積大、可用大電流放電、活性物質(zhì)的利用率高、制作工藝簡(jiǎn)單和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但是也存在機(jī)械強(qiáng)度低、充放電過(guò)程活性物質(zhì)易脫落和壽命較短等缺點(diǎn)。我們知道鉛-酸電池行業(yè)在電池極板生產(chǎn)過(guò)程中使用的板柵大都采用鉛銻合金、鉛-鈣合金設(shè)模鑄造而成。如圖(1)所示；板柵設(shè)計(jì)為框架結(jié)構(gòu)，它的作用在于(1)集流體，即通過(guò)板柵的邊框和筋條，匯集、分布和傳導(dǎo)電流。( 支撐活性物質(zhì)，即通過(guò)板柵的邊框和筋條，特別是橫向筋條，對(duì)活性物質(zhì)起支撐作用。無(wú)論是鉛-銻合金板柵、還是鉛鈣合金板柵在正極條件下由于充放電過(guò)程的反復(fù)進(jìn)行，為保證鑄造工藝添加的其它金屬元素在電池正常工作時(shí)都會(huì)發(fā)生不良反應(yīng)，影響電池壽命。做為板柵的主體材料-鉛在負(fù)極條件下化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，沒(méi)有問(wèn)題發(fā)生。在正極條件下反復(fù)的充放電化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)、板柵材料本身進(jìn)行氧化反應(yīng)，分子不斷進(jìn)行吸水、排水過(guò)程，分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生電化學(xué)變化，鉛分子逐步轉(zhuǎn)化為二氧化鉛，材料分子間失去原有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，變的結(jié)構(gòu)蘇松，分子間失去結(jié)合力。在外部有震動(dòng)的條件下，依附在筋條上的活性物質(zhì)隨筋條潰爛而脫落，脫落物質(zhì)在殼體底部不斷累積，填充滿正-負(fù)極板之間底部縫隙造成電池正、負(fù)極之間短路，電池因此失去使用功能。由此可見(jiàn)；造成鉛-酸電池壽命短的原因就在于；一是正極板柵的氧化問(wèn)題，再就是活形物質(zhì)材料內(nèi)部連接問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
我們提出了全新的解決方式，“一種鉛-塑復(fù)合板柵鑄框加網(wǎng)涂膏極板組裝的鉛-酸蓄電池”。它選用鉛-塑復(fù)合材料作為極板的板柵，板柵的中間體是塑料薄板，涂膠復(fù)合在塑板兩面的是純鉛板壓延的鉛箔，是一種三層材料復(fù)合體。純鉛材料保證了電池的導(dǎo)電性、與鉛膏的粘合性，同時(shí)避免了電池在使用時(shí)，其它金屬元素在電化學(xué)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的不良反應(yīng)。夾層內(nèi)的塑材具有耐腐蝕，抗氧化的特性。復(fù)合板材經(jīng)裁片、模沖后形成復(fù)合板柵，熔鑄在板柵邊緣的純鉛框架與鉛箔熔為一體，保證了板柵的導(dǎo)電性能。柵板邊緣的純鉛框架可與其它極板組焊成群，保證了板柵的工藝性，表面的鉛材料與膏體的粘合性好，涂膏時(shí)加裝在鉛膏中的聚丙稀腈網(wǎng)布可將涂布于板柵上的膏體，在干燥后牢固的凝為一體。采用此種方法組裝的鉛-酸電池，極板由于板柵的基質(zhì)是塑料，塑料在酸性環(huán)境不參加化學(xué)反應(yīng)，尤其在鉛-酸電池正極部分反復(fù)充放電環(huán)境下不參加電化學(xué)反應(yīng)，沒(méi)有氧化變質(zhì)情況發(fā)生，涂膠復(fù)合于塑板兩面的鉛箔，電化學(xué)反應(yīng)后緩慢轉(zhuǎn)化為二氧化鉛，由于粘合劑的存
3在，材料變了粘結(jié)效果不變，粘合于其上的物質(zhì)不會(huì)脫落。故板柵材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。由于加裝于膏體內(nèi)的聚丙稀腈網(wǎng)布材質(zhì)也是塑料，同樣不參加電化學(xué)反應(yīng)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。這兩個(gè)穩(wěn)定保證了鉛-酸電池的正常長(zhǎng)期使用。同時(shí)板柵主體改用塑料，用鉛量大為減少，電池成品重量相應(yīng)減輕。鉛-酸電池的使用性能不變、壽命延長(zhǎng)。


圖1是原有鉛銻-鉛鈣板柵結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是鉛-塑復(fù)合板柵材料結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是鑄鉛邊框結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是鉛-塑復(fù)合板柵整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是聚丙稀腈網(wǎng)布結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是板柵涂膏加網(wǎng)后形成的極板結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式首先我們選用寬500mm、厚Imm的聚四氟乙稀成卷板材，寬500mm、厚0. 10-0. 15mm
的壓延鉛箔卷材，在壓膜機(jī)上進(jìn)行單面涂膠復(fù)合，制成單面鉛塑復(fù)合薄板。翻過(guò)來(lái)在薄板的另一面用寬500mm厚0. 10-0. 15mm的壓延鉛箔卷材進(jìn)行涂膠復(fù)合，制成三層復(fù)合板。然后按一定規(guī)格裁切成片。在沖床上安裝設(shè)計(jì)好的沖模，沖制出形狀的鉛-塑復(fù)合板柵。如圖 (2)所示板柵的正面是沖去η個(gè)邊長(zhǎng)為2mm的正六邊形部分后呈現(xiàn)的幾何面，柵的筋寬為 Imm從圖可以看到板柵中間(1)是聚四氟乙稀材質(zhì)，它的兩邊(2)是涂膠后牢固復(fù)合于其上的壓延鉛箔。從所使用材料的材質(zhì)來(lái)看我們得到了一片既可導(dǎo)電又抗氧化的鉛塑復(fù)合板柵。不足的是、沖切出的斷面上留有不導(dǎo)電的塑材截面，我們將板柵浸沾導(dǎo)電膠，干燥后進(jìn)行電鍍，鍍鉛完成后就得到了表面全部是鉛材質(zhì)的復(fù)合板柵。下一步，設(shè)模用鉛澆鑄板柵邊框。如圖C3)所示；澆鑄完成后的板柵上部鑄有組焊片( 可以與電池匯流排組焊成群，板柵的邊框(4)是中部凹槽形，預(yù)留出的位置正好將鉛塑板柵裝于其中熔鑄成一體。 澆鑄完成后的復(fù)合板柵如圖G)，從圖上可以看出(1)是聚四氟乙稀板材，( 是涂膠復(fù)合于板材上的壓延鉛箔，(3)是鉛質(zhì)組焊片，(4)是鑄鉛邊框。有了鉛塑復(fù)合板柵，下一步進(jìn)行的是在板柵上涂膏，涂膏延用過(guò)去的方法，不同的如圖( 所示；在涂好、未干的膏面上加復(fù)聚丙稀腈網(wǎng)布，加復(fù)時(shí)將按規(guī)格裁好的網(wǎng)布用刮鏟輕輕壓入膏面以下0. 5mm，然后將表面膏體刮平即可。加復(fù)成一面翻過(guò)來(lái)再加復(fù)另一面。完成后的極板如圖(6)所示；(1)聚四氟乙稀板柵、(2)復(fù)合于板柵上的壓延鉛箔、⑶鉛鑄組焊片、⑷板柵邊框、(5)沉入膏內(nèi)的聚丙稀腈網(wǎng)布、(6)涂于板柵上的膏體。加復(fù)網(wǎng)布完成后的極板進(jìn)行淋酸或浸酸處理，余下的工序和電材行業(yè)現(xiàn)有工藝相同，不再敘述。用這種極板組裝的鉛-酸電池由于板柵主體改為塑料，活性物質(zhì)表面加網(wǎng)保護(hù)，鉛-酸電池的使用壽命延長(zhǎng)。
權(quán)利要求
1.所述的“一種鉛-塑復(fù)合板柵鑄框加網(wǎng)涂膏極板組裝的鉛-酸蓄電池”尤其是一種鉛-塑復(fù)合板柵組裝的鉛-酸蓄電池的特征在于極板的板柵材料是厚度不超過(guò)Imm的聚四氟乙稀薄板，與厚度不超過(guò)0. 10-0. 15mm壓延鉛箔，涂膠復(fù)合成中間是塑料，兩面是鉛箔的三層復(fù)合板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“一種鉛-塑復(fù)合板柵鑄框加網(wǎng)涂膏極板組裝的鉛-酸蓄電池”涂膏時(shí)加網(wǎng)的網(wǎng)布材料，可以是紗的經(jīng)緯間隔不小于1mm，不大于2mm的紗網(wǎng)或網(wǎng)布。
全文摘要
一種鉛-塑復(fù)合板柵鑄框加網(wǎng)涂膏極板組裝的鉛-酸蓄電池。由于塑料材質(zhì)板柵的使用，在電池長(zhǎng)期反復(fù)充放電的環(huán)境下，這種塑料材質(zhì)的板柵不參加電化學(xué)反應(yīng)，不存在氧化變質(zhì)的問(wèn)題，因而保證了板柵的長(zhǎng)期穩(wěn)定存在。涂膠復(fù)合在塑料基體兩個(gè)面上的鉛箔，在電化學(xué)氧化后轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸U導(dǎo)體，該導(dǎo)體在粘合劑強(qiáng)有力的作用下，牢固附著在塑料基體上保持穩(wěn)定。這兩個(gè)穩(wěn)定既保證了板柵的長(zhǎng)期導(dǎo)電功能，又保證了板柵的柵狀結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期穩(wěn)定不變，附著在板柵上的活性物質(zhì)由于有了板柵的支撐和網(wǎng)布的保護(hù)不存在脫落的可能，沒(méi)有了正極活性物質(zhì)的脫落，造成鉛-酸蓄電池的報(bào)廢的條件不復(fù)存在，電池的使用壽命可隨著正極板的長(zhǎng)期穩(wěn)定存在而大為延長(zhǎng)。
文檔編號(hào)B32B15/20GK102501464SQ201110346428
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者李平 申請(qǐng)人:李平