本發(fā)明涉及鉛酸蓄電池，尤其是涉及一種高功率、高倍率放電的卷繞式鉛酸超級蓄電池，屬于蓄電池加工制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，傳統(tǒng)的卷繞式鉛酸蓄電池大多采用單個或多個極耳作為集流方式，電流的導(dǎo)出和引入局限在有限的幾個焊接點上，通導(dǎo)能力較低，內(nèi)阻較高，充放電過程中電流分布不均勻，難以實現(xiàn)大電流充放電。另外，大電流充放電時，由于電池內(nèi)阻大，導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重，電池溫度過高，從而引起安全隱患；由于一般的卷繞式鉛酸蓄電池高倍率充放電較差，導(dǎo)致電池在需要高倍率充電和放電的使用場合表現(xiàn)不佳；一般的蓄電池安全閥防爆膜為單膜結(jié)構(gòu)，一旦膜被酸腐蝕就會使安全閥失去保護(hù)作用，使電池壽命縮短，且易引發(fā)安全事故；現(xiàn)有卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池在極板材料及卷繞工藝方面尚存在問題，由于鉛的機(jī)械強(qiáng)度低，使用沖孔鉛箔作為卷繞結(jié)構(gòu)電池的板柵材料，材料壓延工藝及電池極板卷繞的制造工藝復(fù)雜，成本較高，板柵材料在制造過程中產(chǎn)生的應(yīng)力集中，造成板柵材料在電解液中劇烈的應(yīng)力腐蝕，極易出現(xiàn)極板裂紋，板柵耐受充放電循環(huán)中活性物質(zhì)變形的能力差，易造成活性物質(zhì)與板柵的脫離，導(dǎo)致電池過早失效。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有卷繞式鉛酸蓄電池電流通導(dǎo)能力較低，內(nèi)阻較高，充放電過程中電流分布不均勻的缺陷以及在需要高倍率充電和放電的使用場合表現(xiàn)不佳的缺陷；安全閥防爆膜為單膜結(jié)構(gòu)，易引發(fā)安全事故以及鉛箔作為卷繞結(jié)構(gòu)電池的板柵材料強(qiáng)度低、加工難等弊端，本發(fā)明提供一種對稱混合網(wǎng)狀電極有孔集流盤囊膜安全閥卷繞電池，它能使充放電過程中電流分布均勻，有效提高電流通導(dǎo)能力，并提高了電極的機(jī)械強(qiáng)度和抗震動性能，降低了電極內(nèi)阻，同時具備超級電容高倍率充電和放電特性，安全閥雙膜結(jié)構(gòu)防爆膜使電池更安全；極板材料使用導(dǎo)電性好的高強(qiáng)度纖維材料編織而成的網(wǎng)片狀材料作為極板的基材通導(dǎo)性好，活性物質(zhì)不易脫離，極板的強(qiáng)度較原來的鉛箔有大幅度地提高并且加工容易。上述特點使蓄電池更安全，延長了電池的循環(huán)使用壽命，降低了制造成本，使卷繞式鉛酸蓄電池的性能進(jìn)一步提高。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種對稱混合網(wǎng)狀電極有孔集流盤囊膜安全閥卷繞電池，包括電池外殼(5)和電芯(33)，其特征是：電芯(33)由正極片(1)、負(fù)極片(2)以及位于所述正極片和負(fù)極片之間的隔膜(3)通過電芯卷軸(23)卷繞成柱狀體，在電芯(33)的兩端端頂分別設(shè)有正極集流盤(6)和負(fù)極集流盤(7)；所述正極片(1)在靠正極集流盤(6)一側(cè)頂端設(shè)有一與正極片(1)等長的極耳即正極連續(xù)極耳(8)；所述負(fù)極片(2)在靠負(fù)極集流盤(7)一側(cè)頂端設(shè)有一與負(fù)極片(2)等長的極耳即負(fù)極連續(xù)極耳(9)；所述正極集流盤(6)為盤狀體，盤體上設(shè)有一與正極極片螺旋相吻合的螺旋狀槽體即正極片卡槽(32)，正極片(1)的正極連續(xù)極耳(8)沿正極片卡槽(32)卡制于其中，并通過焊接方法固定，沿正極片卡槽(32)一側(cè)設(shè)有至少一個正極集流盤氣孔(40)；所述負(fù)極集流盤(7)也為盤狀體，盤體上設(shè)有一與負(fù)極極片螺旋相吻合螺旋狀槽體即負(fù)極片卡槽(35)，負(fù)極片(2)的負(fù)極連續(xù)極耳(9)沿負(fù)極片卡槽(35)卡制于其中，并通過焊接方法固定，沿負(fù)極片卡槽(35)一側(cè)設(shè)有至少一個負(fù)極集流盤氣孔(41)。

所述安全閥(14)由安全閥座(15)和防爆膜(11)及安全閥蓋(10)構(gòu)成，安全閥座(15)為一柱狀體，其中心設(shè)有一螺旋狀的氣道(16)，氣道(16)的下部和上部分別設(shè)有下濾酸片(13)和上濾酸片(12)，在上濾酸片(12)的上部設(shè)有一帽狀防爆膜(11)，防爆膜(11)為雙膜結(jié)構(gòu)，由防爆膜氣囊(45)和防爆膜外膜(26)構(gòu)成，防爆膜外膜(26)為蓋狀，由防爆膜外膜側(cè)膜(46)和防爆膜外膜頂膜(47)構(gòu)成，在防爆膜外膜側(cè)膜(46)的下端設(shè)有防爆膜外膜唇口加強(qiáng)筋(39)，防爆膜外膜唇口加強(qiáng)筋(39)套接于安全閥座(15)的防爆防爆膜外膜臺階(31)上，防爆膜氣囊(45)由防爆膜外膜頂膜(47)和防爆膜氣囊半球面膜(25)構(gòu)成，防爆膜氣囊半球面膜(25)的外緣與防爆膜外膜側(cè)膜(46)的上端連接，防爆膜氣囊(45)內(nèi)充有氣體，防爆膜氣囊半球面膜(25)與安全閥座(15)的上口即安全閥座防爆膜氣囊封口(30)相接，在防爆膜(11)的上部設(shè)有一與安全閥座(15)卡扣相接的帽狀安全閥蓋(10)，安全閥蓋(10)的頂端內(nèi)面與防爆膜氣囊(45)的防爆膜外膜頂膜(47)相接，并對防爆膜氣囊(45)有適當(dāng)?shù)膲毫?。在安全閥蓋(10)的側(cè)面設(shè)有安全閥蓋氣孔(29)。

在正極集流盤(6)和負(fù)極集流盤(7)的外側(cè)分別設(shè)有電池正極保護(hù)蓋(21)和電池負(fù)極保護(hù)蓋(22)。在電池正極保護(hù)蓋(21)和電池負(fù)極保護(hù)蓋(22)的中心分別設(shè)有正極安全閥安裝孔(36)和負(fù)極安全閥安裝孔(37)，其孔內(nèi)分別安裝有安全閥(14)。在正極集流盤(6)和負(fù)極集流盤(7)上分別設(shè)有正極端子(18)和負(fù)極端子(19)。

所述正極片(1)、負(fù)極片(2)由高強(qiáng)度導(dǎo)電纖維絲編織而成的網(wǎng)片作為底板(43)，在正負(fù)極底板(43)上分別涂布有正極活性物質(zhì)(51)和負(fù)極活性物質(zhì)(52)。所述的高強(qiáng)度導(dǎo)電纖維絲為玻璃纖維、碳纖維、金屬絲中的一種或幾種。所述正極片(1)的底板(43)上設(shè)有與正極活性物質(zhì)點狀相間的金屬氧化物涂層(42)；所述負(fù)極片(2)的底板(43)上設(shè)有與負(fù)極活性物質(zhì)點狀相間的金屬氧化物涂層(42)，其金屬氧化物涂層物質(zhì)為ruo2、mno2、co3o4、nio、v2o5、fe3o4、sno2等其中一種或幾種。

本發(fā)明的有益效果是該發(fā)明通過獨特的端面集流結(jié)構(gòu)，大大提高了電池極片的集流面積并提高了極片與集流體之間的連接強(qiáng)度，使電極的機(jī)械強(qiáng)度和抗震動性能大幅度提高，實現(xiàn)電池大電流充放電過程中的電流密度的均勻分布，降低了內(nèi)阻，散熱性能好，可以有效降低大電流充放電時的電池溫度；混合電極使蓄電池同時具備超級電容高倍率充電和放電特性；安全閥的濾酸片既能阻止大顆粒酸霧的通過而容許氣體通過，又能防止氣體大量沖出，螺旋狀氣道減緩氣體流速并使酸霧在螺旋面凝結(jié)，減少酸對防爆膜的腐蝕，雙膜結(jié)構(gòu)的防爆片既能有效控制電池內(nèi)部的氣體壓力，保持水分，又能隔離明火竄入電池內(nèi)部而引爆電池內(nèi)氣體，并且是雙重梯度保護(hù)；極板材料使用導(dǎo)電性好的高強(qiáng)度纖維材料編織而成的網(wǎng)片狀材料作為極板的基材，在基材之上均勻涂布電池活性物質(zhì)，由于高強(qiáng)度纖維材料編織而成的網(wǎng)片狀材料作為極板的基材其表面積相對于同面積的鉛板要大得多，提高了基材與涂布于其上的電池活性物質(zhì)之間的導(dǎo)電性以及附著力，活性物質(zhì)不易脫離，極板的強(qiáng)度較原來的鉛箔有大幅度地提高，并且較原來的鉛箔極板加工容易。上述特點使蓄電池更安全，延長了電池的循環(huán)使用壽命，降低了制造成本，使卷繞式鉛酸蓄電池的性能進(jìn)一步提高。本發(fā)明的制作方法經(jīng)濟(jì)、簡單，易于實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，在蓄電池制造領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明剖視圖；

圖2為本發(fā)明局部剖視圖；

圖3為本發(fā)明正極片示意圖；

圖4為本發(fā)明正極集流盤示意圖；

圖5為本發(fā)明電芯截面圖；

圖6為本發(fā)明負(fù)極片示意圖；

圖7為本發(fā)明負(fù)極集流盤示意圖；

圖8為本發(fā)明安全閥剖視圖；

圖9為本發(fā)明安全閥蓋剖視圖；

圖10為本發(fā)明安全閥帽外觀圖；

圖11為本發(fā)明安全閥防爆膜剖視圖；

圖12為本發(fā)明安全閥防爆膜外觀圖；

圖13為本發(fā)明上濾酸片示意圖；

圖14為本發(fā)明下濾酸片示意圖；

圖15為本發(fā)明安全閥座剖視圖；

圖16為本發(fā)明安全閥座外觀圖；

圖17為本發(fā)明電池正極保護(hù)蓋剖視圖；

圖18為本發(fā)明電池負(fù)極保護(hù)蓋剖視圖。

圖中1.正極片，2.負(fù)極片，3.隔膜，4.安全閥保護(hù)蓋，5.電池外殼，6.正極集流盤，7.負(fù)極集流盤，8.正極連續(xù)極耳，9.負(fù)極連續(xù)極耳，10.安全閥蓋，11.防爆膜，12.上濾酸片，13.下濾酸片，14.安全閥，15.安全閥座，16.氣道，17.電池，18.正極端子，19.負(fù)極端子，21.電池正極保護(hù)蓋，22.電池負(fù)極保護(hù)蓋，23.電芯卷軸，24.保護(hù)膜，25.防爆膜氣囊半球面膜，26.防爆膜外膜，28.安全閥密封圈，29.安全閥蓋氣孔，30.安全閥座防爆膜氣囊封口，31.防爆膜外膜臺階，32.極片卡槽，33.電芯，35.負(fù)極片卡槽，36.正極安全閥安裝孔，37.負(fù)極安全閥安裝孔，39.防爆膜外膜唇口加強(qiáng)筋，40.正極集流盤氣孔，41.負(fù)極集流盤氣孔，42.金屬氧化物涂層，43.底板，45.防爆膜氣囊，46.防爆膜外膜側(cè)膜，47.防爆膜外膜頂膜，51.正極活性物質(zhì)，52.負(fù)極活性物質(zhì)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步說明。

如圖1-18所示，一種對稱混合網(wǎng)狀電極有孔集流盤囊膜安全閥卷繞電池，包括電池外殼(5)和電芯(33)，其特征是：電芯(33)由正極片(1)、負(fù)極片(2)以及位于所述正極片和負(fù)極片之間的隔膜(3)通過電芯卷軸(23)卷繞成柱狀體，在電芯(33)的兩端端頂分別設(shè)有正極集流盤(6)和負(fù)極集流盤(7)；所述正極片(1)在靠正極集流盤(6)一側(cè)頂端設(shè)有一與正極片(1)等長的極耳即正極連續(xù)極耳(8)；所述負(fù)極片(2)在靠負(fù)極集流盤(7)一側(cè)頂端設(shè)有一與負(fù)極片(2)等長的極耳即負(fù)極連續(xù)極耳(9)；所述正極集流盤(6)為盤狀體，盤體上設(shè)有一與正極極片螺旋相吻合的螺旋狀槽體即正極片卡槽(32)，正極片(1)的正極連續(xù)極耳(8)沿正極片卡槽(32)卡制于其中，并通過焊接方法固定，沿正極片卡槽(32)一側(cè)設(shè)有至少一個正極集流盤氣孔(40)；所述負(fù)極集流盤(7)也為盤狀體，盤體上設(shè)有一與負(fù)極極片螺旋相吻合螺旋狀槽體即負(fù)極片卡槽(35)，負(fù)極片(2)的負(fù)極連續(xù)極耳(9)沿負(fù)極片卡槽(35)卡制于其中，并通過焊接方法固定，沿負(fù)極片卡槽(35)一側(cè)設(shè)有至少一個負(fù)極集流盤氣孔(41)。

所述安全閥(14)由安全閥座(15)和防爆膜(11)及安全閥蓋(10)構(gòu)成，安全閥座(15)為一柱狀體，其中心設(shè)有一螺旋狀的氣道(16)，氣道(16)的下部和上部分別設(shè)有下濾酸片(13)和上濾酸片(12)，在上濾酸片(12)的上部設(shè)有一帽狀防爆膜(11)，防爆膜(11)為雙膜結(jié)構(gòu)，由防爆膜氣囊(45)和防爆膜外膜(26)構(gòu)成，防爆膜外膜(26)為蓋狀，由防爆膜外膜側(cè)膜(46)和防爆膜外膜頂膜(47)構(gòu)成，在防爆膜外膜側(cè)膜(46)的下端設(shè)有防爆膜外膜唇口加強(qiáng)筋(39)，防爆膜外膜唇口加強(qiáng)筋(39)套接于安全閥座(15)的防爆防爆膜外膜臺階(31)上，防爆膜氣囊(45)由防爆膜外膜頂膜(47)和防爆膜氣囊半球面膜(25)構(gòu)成，防爆膜氣囊半球面膜(25)的外緣與防爆膜外膜側(cè)膜(46)的上端連接，防爆膜氣囊(45)內(nèi)充有氣體，防爆膜氣囊半球面膜(25)與安全閥座(15)的上口即安全閥座防爆膜氣囊封口(30)相接，在防爆膜(11)的上部設(shè)有一與安全閥座(15)卡扣相接的帽狀安全閥蓋(10)，安全閥蓋(10)的頂端內(nèi)面與防爆膜氣囊(45)的防爆膜外膜頂膜(47)相接，并對防爆膜氣囊(45)有適當(dāng)?shù)膲毫?。在安全閥蓋(10)的側(cè)面設(shè)有安全閥蓋氣孔(29)。

在正極集流盤(6)和負(fù)極集流盤(7)的外側(cè)分別設(shè)有電池正極保護(hù)蓋(21)和電池負(fù)極保護(hù)蓋(22)。在電池正極保護(hù)蓋(21)和電池負(fù)極保護(hù)蓋(22)的中心分別設(shè)有正極安全閥安裝孔(36)和負(fù)極安全閥安裝孔(37)，其孔內(nèi)分別安裝有安全閥(14)。在正極集流盤(6)和負(fù)極集流盤(7)上分別設(shè)有正極端子(18)和負(fù)極端子(19)。

所述正極片(1)、負(fù)極片(2)由高強(qiáng)度導(dǎo)電纖維絲編織而成的網(wǎng)片作為底板(43)，在正負(fù)極底板(43)上分別涂布有正極活性物質(zhì)(51)和負(fù)極活性物質(zhì)(52)。所述的高強(qiáng)度導(dǎo)電纖維絲為玻璃纖維、碳纖維、金屬絲中的一種或幾種。所述正極片(1)的底板(43)上設(shè)有與正極活性物質(zhì)點狀相間的金屬氧化物涂層(42)；所述負(fù)極片(2)的底板(43)上設(shè)有與負(fù)極活性物質(zhì)點狀相間的金屬氧化物涂層(42)，其金屬氧化物涂層物質(zhì)為ruo2、mno2、co3o4、nio、v2o5、fe3o4、sno2等其中一種或幾種。