鉛酸蓄電池集流體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鉛酸蓄電池集流體，其含有低密度摻合材料顆粒和增強(qiáng)纖維，低密度摻合材料顆粒密度比鉛或含鉛合金低，熔點比鉛或含鉛合金的熔點高；增強(qiáng)纖維熔點比鉛或含鉛合金的熔點高；本發(fā)明的集流體的密度最低可達(dá)到3g/cm3、重量最多可以減少70%；表面積最高可以比傳統(tǒng)工藝的集流體提高40%；集流體強(qiáng)度提高200%。本發(fā)明的集流體可以廣泛地應(yīng)用于鉛酸電池。尤其運用在高比能量、高功率、充電快的啟停電池上。
【專利說明】鉛酸蓄電池集流體

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池集流體。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池集流體采用重力澆注的生產(chǎn)工藝。由于該工藝要求將鉛錠放到熔鉛鍋中加熱熔化，經(jīng)過抽液設(shè)備將液態(tài)的鉛倒入模具中，靠熔化的鉛自動流入模具的各個縫隙，冷卻后成為集流體。
[0003]傳統(tǒng)工藝存在很多弊端，1:如需要使用大量電能加熱熔鉛鍋、加熱抽液設(shè)備需要消耗大量的電能；2:由于鉛液在模具中會冷卻會使鉛液的流動性變差，無法流動到更細(xì)更窄的模具中，因此傳統(tǒng)集流體的筋條設(shè)計較厚，重量大、比表面積小。與鉛膏的接觸距離大，充電慢，大電流性能差，鉛膏利用率低；3:由于集流體在模具中的流動全靠液態(tài)的鉛的流動性以及鉛的重力作用流淌到模具的每一個空間，容易出現(xiàn)斷筋、孔洞、表面缺陷、不夠密實等缺陷；4:傳統(tǒng)工藝的集流體模具上端會多出部分鉛，脫模后需要切割多余的部分，再返回熔鉛鍋中，增加工藝步驟、浪費電能。5:傳統(tǒng)工藝的產(chǎn)生過程會大量的鉛塵鉛煙污染環(huán)境，需要增加環(huán)保設(shè)備投入。熔鉛鍋輻射大量的熱，工作環(huán)境差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有密度小、重量輕、能使筋條密集比表面積增加的鉛酸蓄電池集流體，使電池具有較高的比能量、比功率、充電速度、活性物質(zhì)利用率。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
鉛酸蓄電池集流體，其特征在于集流體的材料成分包含鉛或含鉛合金之外，還包括: 低密度摻合材料顆粒，其密度比鉛或含鉛合金低，熔點比鉛或含鉛合金的熔點高；
增強(qiáng)纖維，其熔點比鉛或含鉛合金的熔點高；
低密度摻合材料顆粒在集流體中的體積占比為5%?40% ;增強(qiáng)纖維在集流體中的體積占比為5%?40%。
[0005]進(jìn)一步地，所述低密度摻合材料顆粒經(jīng)過化學(xué)鍍錫、銀或金預(yù)處理。所述低密度摻合材料顆?？刹捎弥锌詹Ａ⑶颉?br> [0006]進(jìn)一步地，所述增強(qiáng)纖維經(jīng)過化學(xué)鍍錫、銀或金預(yù)處理，其可采用玻璃纖維。
[0007]低密度摻合材料顆粒的粒徑一般為微米級，最佳在10?150微米之間，低密度摻合材料顆粒既能夠起到代替鉛材料減輕集流體的重量，使得集流體密度小、重量輕的作用，又減少外露的可能性。
[0008]在集流體中，鉛或鉛合金為集流體的起導(dǎo)電作用的主要成分，其接觸、支撐活性物質(zhì)；在本發(fā)明中，增強(qiáng)纖維用于彌補(bǔ)中空玻璃微球，增強(qiáng)集流體的強(qiáng)度，防止彎曲，同時增加集流體的成型性能，使這種集流體混合物料能夠通過類似注塑的方法制造集流體，使集流體有條件實現(xiàn)筋條密集的設(shè)計，提高比表面積，使電池具有較高的比能量、比功率、充電速度、活性物質(zhì)利用率；進(jìn)一步地，化學(xué)鍍層可以有效增加中空玻璃微球、玻璃纖維與鉛及其合金的相容性，防止產(chǎn)生界面，防止集流體表面外露低密度摻合材料顆粒和增強(qiáng)纖維，提高集流體表面導(dǎo)電性。
[0009]通過本發(fā)明的技術(shù)方案，集流體的密度最低可達(dá)到3 g/cm3、重量最多可以減少70%(中空玻璃微球、玻璃纖維比例越高，集流體密度越低，密度為3 g/cm3~11.34 g/cm3)；表面積最聞可以比傳統(tǒng)工藝的集流體提聞40% ;集流體強(qiáng)度提聞200%。本發(fā)明的集流體可以廣泛的應(yīng)用于鉛酸電池。尤其運用在高比能量、高功率、充電快的啟停電池上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明集流體的一種實施例的示意圖。
[0011]圖2為圖1的局部放大圖，顯示本發(fā)明的筋條的二級精細(xì)結(jié)構(gòu)。
[0012]圖3為集流體內(nèi)部的示意圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0014]集流體實施例1的配方設(shè)計:鉛、中空玻璃微球和玻璃纖維體積各占33.3%的比例，
本發(fā)明集流體如圖1，2所示:集流體一級方形柵格內(nèi)向中間延伸了筋條、菱形、圓形或多邊形的二級幾何形狀。這些二級幾何形狀筋條明顯細(xì)于集流體柵格筋條。增加了活性物質(zhì)的接觸面積、縮短了電流路程。
[0015]本發(fā)明集流體如圖3所示:集流體內(nèi)部均勻分散了中空玻璃微球(圓形圖案)、玻璃纖維(長條形圖案)，減小了鉛的使用量，增加集流體強(qiáng)度，防止集流體彎曲。
[0016]本發(fā)明實施例的集流體參數(shù)對比如表1。
[0017]表1:同樣邊框尺寸的集流體參數(shù)對比

【權(quán)利要求】
1.鉛酸蓄電池集流體，其特征在于集流體的材料成分包含鉛或含鉛合金之外，還包括: 低密度摻合材料顆粒，其密度比鉛或含鉛合金低，熔點比鉛或含鉛合金的熔點高； 增強(qiáng)纖維，其熔點比鉛或含鉛合金的熔點高； 低密度摻合材料顆粒在集流體中的體積占比為5%?40% ;增強(qiáng)纖維在集流體中的體積占比為5%?40%ο
2.如權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池集流體，其特征在于所述低密度摻合材料顆粒經(jīng)過化學(xué)鍍錫、銀或金預(yù)處理。
3.如權(quán)利要求1所述的鉛酸蓄電池集流體，其特征在于所述增強(qiáng)纖維經(jīng)過化學(xué)鍍錫、銀或金預(yù)處理。
4.如權(quán)利要求1或2所述的鉛酸蓄電池集流體，其特征在于所述低密度摻合材料顆粒為中空玻璃微球。
5.如權(quán)利要求1或3所述的鉛酸蓄電池集流體，其特征在于所述增強(qiáng)纖維是玻璃纖維，直徑為10?100微米。
【文檔編號】H01M4/68GK104201394SQ201410490376
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】劉桃松, 黨志敏, 黃德金 申請人:浙江南都電源動力股份有限公司, 杭州南都動力科技有限公司