密封式鉛蓄電池制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供的密封式鉛蓄電池包括極板組、電解液、以及容納該極板組和電解液的電槽，所述極板組包括正極板、負(fù)極板以及介于正極板與負(fù)極板之間的隔膜，所述正極板包含正極格柵以及涂布在所述正極格柵上的正極鉛膏，所述負(fù)極板包含負(fù)極格柵以及涂布在所述負(fù)極格柵上的負(fù)極鉛膏，其特征在于，所述正極格柵和所述負(fù)極格柵中的至少一個(gè)為拉網(wǎng)格柵，在所述拉網(wǎng)格柵中，靠近極耳的上部格柵的厚度大于遠(yuǎn)離極耳的下部格柵的厚度，在所述電槽的底部?jī)?nèi)表面上設(shè)置有加強(qiáng)筋，從而在所述極板組的底端與所述電槽的底部?jī)?nèi)表面之間形成有儲(chǔ)存游離電解液的儲(chǔ)液空間。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種密封式鉛蓄電池，具體來說，涉及通過格柵以及電槽的設(shè)計(jì)改良，從而提高了放電容量、電池壽命以及防振動(dòng)性的密封式鉛蓄電池。
技術(shù)介紹
鉛蓄電池具有價(jià)格低廉、輸出穩(wěn)定、適于大電流放電等優(yōu)點(diǎn)，因此作為車輛啟動(dòng)、電動(dòng)車或便攜式工具的主電源、備用電源等一直具有廣泛的用途。其中，密封式鉛蓄電池例如閥控式鉛酸蓄電池(VRLA)由于具有免維護(hù)、無漏液的優(yōu)點(diǎn)，正逐漸成為主流。密封式鉛蓄電池主要由電池外殼、極板組、和硫酸電解液組成，極板組由正極板、負(fù)極板夾著隔膜層疊而成，電池外殼包括用于容納該極板組以及電解液的長(zhǎng)方形電槽、和對(duì)該電槽的開口部進(jìn)行密封的帶有安全閥的蓋體。正、負(fù)極板均采用涂膏式極板，將鉛膏 (活性物質(zhì))填充在由鉛合金制成的合金格柵上而得到。關(guān)于鉛蓄電池中使用的合金格柵，目前傾向于采用拉網(wǎng)格柵來逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鑄造格柵。拉網(wǎng)格柵是通過往復(fù)式切拉法制成的網(wǎng)狀物，在其上部的邊框上設(shè)置有極耳，相同極性的極耳通過匯流排焊接在一起，連接在鉛蓄電池的與外部端子相連的極柱上。由于拉網(wǎng)格柵是通過設(shè)置在上部邊框的極耳進(jìn)行集電，因此越往格柵的下部，電流密度越低，電池的反應(yīng)較為困難。為了提高活性物質(zhì)的利用效率，希望在格柵的不同部位采取與電流密度成比例的鉛量，從而減少格柵整體中的鉛合金的用量，此時(shí)需要采取上部較厚(即鉛含量較多)、下部較薄(即鉛含量較少)的格柵設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。但是，上述這樣的上部較厚、下部較薄(以下簡(jiǎn)稱為“上厚下薄”)的格柵設(shè)計(jì)通常使用于開放式的富液電池、例如汽車SLI電池中。在密封式鉛蓄電池中，由于存在如下所述的電解液層化現(xiàn)象，這種“上厚下薄”的格柵設(shè)計(jì)一直未被廣泛采用。在密封式鉛蓄電池中，通常采用硫酸作為電解液，根據(jù)使用狀態(tài)的不同，分為吸附在以玻璃纖維為主體的隔膜中的吸附電解液、以及凝膠化的膠體電解液。吸附電解液是在正極板與負(fù)極板之間插入由微細(xì)的玻璃纖維制成的隔膜，不僅隔離了正、負(fù)極板，且保持了放電所必須的硫酸電解液量。在這樣的密封型鉛蓄電池中，硫酸的擴(kuò)散速度較快，是密封型鉛蓄電池的主流。但是在這種電池中，伴隨著充放電的進(jìn)行，電解液的比重會(huì)在豎直方向發(fā)生偏差，高比重的電解液由于重力作用蓄積在電槽的底部，而上部的電解液的比重較低，即容易發(fā)生所謂的“電解液的層化現(xiàn)象”。膠體電解液是將電解液中加入凝膠化劑從而使電解液不流動(dòng)的方式，此時(shí)電解液層化現(xiàn)象不易發(fā)生，但與吸附電解液相比，電池性能及電池壽命較差。在SLI等富液電池中，電解液的量較多，在電槽內(nèi)循環(huán)的自由度高，且汽車的振動(dòng)使得電池內(nèi)部的電解液經(jīng)常發(fā)生擾動(dòng)，因此在電槽上、下部的硫酸比重容易變得均勻。而密封式鉛蓄電池通常是固定的使用狀態(tài)，受重力影響，電槽下部的電解液的比重容易升高、電槽上部的電解液的比重容易降低，因此電解液的層化現(xiàn)象尤為顯著。如果電槽下部的硫酸比重變高，則格柵底部尤其是正極格柵的底部容易發(fā)生腐蝕，且負(fù)極板難以被充電，隨著充放電的進(jìn)行，在負(fù)極板的下部生成活性物質(zhì)的放電產(chǎn)物即硫酸鉛，造成負(fù)極板的劣化、格柵斷裂等，由此導(dǎo)致電池的使用壽命縮短、放電容量的快速下降。這就是密封式鉛蓄電池中通常不采用“上厚下薄”的格柵設(shè)計(jì)的原因。上述的電解液層化現(xiàn)象還限制了密封式鉛蓄電池中可以使用的電解液比重的范圍，從而限制了電池容量。目前，作為防止電解液層化現(xiàn)象的方法，主要是通過隔膜的改良來加強(qiáng)對(duì)電解液的保持力等。例如，專利文獻(xiàn)I中公開了一種在極板上設(shè)置凸條來壓緊正負(fù)極板之間的玻璃纖維隔膜、從而提高電解液的保持力的方法。但這種方法需要特意在極板上形成凸條，因而電池的制作較為復(fù)雜。另一方面，關(guān)于密封式鉛蓄電池中電槽的設(shè)計(jì)，以往出于防止短路或緩解膨脹應(yīng)力等目的，提出在極板組與電槽底部之間設(shè)置有空隙部。例如，專利文獻(xiàn)2中公開了為了防止負(fù)極板與正極板在極板組的底部發(fā)生內(nèi)部短路而在電槽內(nèi)側(cè)邊緣設(shè)置加強(qiáng)筋，使負(fù)極板的底端部搭接在該加強(qiáng)筋上。專利文獻(xiàn)3中公開了在電槽底部與極板組的下部之間設(shè)置空隙部，通過該空隙部來吸收消化由正極板的膨脹帶來的壓力。 但密封式鉛蓄電池的極板組主要是靠上部的匯流排、極柱等部件而固定在電槽中的，由于電解液少，缺乏對(duì)振動(dòng)的緩沖作用，如果在電槽的下部設(shè)置上述那樣的空隙部，則在搬運(yùn)或安裝時(shí)，更容易因振動(dòng)使得極耳發(fā)生破損，造成集電性下降、電連接不良等情況。為了提高電池的防振動(dòng)性，專利文獻(xiàn)4中公開了在電槽底部的外表面設(shè)置橡膠墊以防止振動(dòng)對(duì)電池帶來的損害。但是，現(xiàn)有技術(shù)中尚沒有提出通過對(duì)密封式鉛蓄電池的格柵和電槽進(jìn)行設(shè)計(jì)改良來同時(shí)提高電池壽命、放電容量和耐振動(dòng)性的技術(shù)方案。參考文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開平6-124725專利文獻(xiàn)2 :日本特開昭59-91675專利文獻(xiàn)3 :日本特開昭59-217963專利文獻(xiàn)4 :中國(guó)技術(shù)專利CN201156563Y
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決上述問題，本專利技術(shù)提供了一種密封式鉛蓄電池，其通過對(duì)鉛蓄電池的格柵和電槽的設(shè)計(jì)進(jìn)行改良，能夠得到優(yōu)良的放電容量和壽命和耐振動(dòng)性。具體來說，本專利技術(shù)的密封式鉛蓄電池包括極板組、電解液、以及容納該極板組和電解液的電槽，所述極板組包括正極板、負(fù)極板以及介于正極板與負(fù)極板之間的隔膜，所述正極板包含正極格柵以及涂布在所述正極格柵上的正極鉛膏，所述負(fù)極板包含負(fù)極格柵以及涂布在所述負(fù)極格柵上的負(fù)極鉛膏，其特征在于，所述正極格柵和所述負(fù)極格柵中的至少一個(gè)為拉網(wǎng)格柵，在所述拉網(wǎng)格柵中，靠近極耳的上部格柵的厚度大于遠(yuǎn)離極耳的下部格柵的厚度，在所述電槽的底部?jī)?nèi)表面上設(shè)置有加強(qiáng)筋，從而在所述極板組的底端與所述電槽的底部?jī)?nèi)表面之間形成有儲(chǔ)存游離電解液的儲(chǔ)液空間。優(yōu)選地，所述加強(qiáng)筋在所述電槽的底部?jī)?nèi)表面上從四個(gè)頂點(diǎn)開始沿對(duì)角線延伸成交叉狀，其頂端與所述極板組的底端接觸。優(yōu)選地，在所述拉網(wǎng)格柵中，構(gòu)成所述上部格柵的筋條的寬度大于構(gòu)成所述下部格柵的筋條的寬度。優(yōu)選地，在所述拉網(wǎng)格柵中，當(dāng)規(guī)定從靠近極耳的上部邊框開始O 30%的區(qū)域?yàn)樯喜繀^(qū)域、30% 60%的區(qū)域?yàn)橹胁繀^(qū)域、60% 100%的區(qū)域?yàn)橄虏繀^(qū)域時(shí)，這三個(gè)區(qū)域中的筋條的寬度按照從上到下的順序依次減小。優(yōu)選地，所述上部區(qū)域的筋條寬度與所述下部區(qū)域的筋條寬度之比以百分?jǐn)?shù)計(jì)為101%-140%的范圍，更優(yōu)選為103%-130%的范圍。優(yōu)選地，所述加強(qiáng)筋的高度、即所述加強(qiáng)筋從頂端到所述電槽的底部?jī)?nèi)表面的距離為2mm 8mm,更優(yōu)選為3_ 7mm。優(yōu)選地，所述加強(qiáng)筋的高度在所述四個(gè)頂點(diǎn)處為3mm 7mm，且從所述四個(gè)頂點(diǎn)開始朝向所述對(duì)角線的交叉點(diǎn)逐漸降低，其頂端形成為弧狀。 優(yōu)選地，所述加強(qiáng)筋在所述對(duì)角線的交叉點(diǎn)處的高度為所述頂點(diǎn)處的高度的30% 80%。優(yōu)選地，所述加強(qiáng)筋是連續(xù)或間斷地設(shè)置的。優(yōu)選地，所述電解液是比重為I. 34g以上的硫酸電解液。優(yōu)選地，當(dāng)所述加強(qiáng)筋的高度為3mm 7mm時(shí)，所述硫酸電解液的比重為I. 34g/cm3 I. 38g/cm3。優(yōu)選地，所述正極格柵和所述負(fù)極格柵均為上述拉網(wǎng)格柵。優(yōu)選地，所述隔膜為玻璃纖維隔膜。根據(jù)本專利技術(shù)的密封式鉛蓄電池，通過在電槽底部設(shè)置加強(qiáng)筋，形成極板組與電槽底部?jī)?nèi)表面之間的儲(chǔ)液空間，避免了電解液的層化現(xiàn)象對(duì)電池性能的不利影響，從而能夠采用了 “上厚下薄”的格柵設(shè)計(jì)，因此有效地提高了格柵中鉛的利用效率，同時(shí)可以采用較高比重的電解液，因此能本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種密封式鉛蓄電池，其包括極板組、電解液、以及容納該極板組和電解液的電槽，所述極板組包括正極板、負(fù)極板以及介于正極板與負(fù)極板之間的隔膜，所述正極板包含正極格柵以及涂布在所述正極格柵上的正極鉛膏，所述負(fù)極板包含負(fù)極格柵以及涂布在所述負(fù)極格柵上的負(fù)極鉛膏，其特征在于，所述正極格柵和所述負(fù)極格柵中的至少一個(gè)為拉網(wǎng)格柵，在所述拉網(wǎng)格柵中，靠近極耳的上部格柵的厚度大于遠(yuǎn)離極耳的下部格柵的厚度，在所述電槽的底部?jī)?nèi)表面上設(shè)置有加強(qiáng)筋，從而在所述極板組的底端與所述電槽的底部?jī)?nèi)表面之間形成有儲(chǔ)存游離電解液的儲(chǔ)液空間。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種密封式鉛蓄電池，其包括極板組、電解液、以及容納該極板組和電解液的電槽，所述極板組包括正極板、負(fù)極板以及介于正極板與負(fù)極板之間的隔膜，所述正極板包含正極格柵以及涂布在所述正極格柵上的正極鉛膏，所述負(fù)極板包含負(fù)極格柵以及涂布在所述負(fù)極格柵上的負(fù)極鉛膏，其特征在于， 所述正極格柵和所述負(fù)極格柵中的至少一個(gè)為拉網(wǎng)格柵，在所述拉網(wǎng)格柵中，靠近極耳的上部格柵的厚度大于遠(yuǎn)離極耳的下部格柵的厚度， 在所述電槽的底部?jī)?nèi)表面上設(shè)置有加強(qiáng)筋，從而在所述極板組的底端與所述電槽的底部?jī)?nèi)表面之間形成有儲(chǔ)存游離電解液的儲(chǔ)液空間。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的密封式鉛蓄電池，其特征在于，所述加強(qiáng)筋在所述電槽的底部?jī)?nèi)表面上從四個(gè)頂點(diǎn)開始沿對(duì)角線延伸成交叉狀，其頂端與所述極板組的底端接觸。3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的密封式鉛蓄電池，其特征在于，在所述拉網(wǎng)格柵中，構(gòu)成所述上部格柵的筋條的寬度大于構(gòu)成所述下部格柵的筋條的寬度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封式鉛蓄電池，其特征在于，在所述拉網(wǎng)格柵中，當(dāng)規(guī)定從靠近極耳的上部邊框開始O 30%的區(qū)域?yàn)樯喜繀^(qū)域、30% 60%的區(qū)域?yàn)橹胁繀^(qū)域、60% 100%的區(qū)域?yàn)橄虏繀^(qū)域時(shí)，這三個(gè)區(qū)域中的筋條的寬度按照從上到下的順序依次減小。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的密封式鉛蓄電池，其特征在于，所述上部區(qū)域的筋條寬度與所述下部區(qū)域的筋條寬度之比以百分?jǐn)?shù)計(jì)為...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王宇，榑松道男，佐佐木健浩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：松下蓄電池沈陽有限公司，松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：