專利名稱：波形曲面蓄電池極板及其制作的鉛酸蓄電池的制作方法
技術領域：
本實用新型與鉛酸蓄電池及其極板有關，尤其與包括活性材料的波形曲面電極有關。
現有的鉛酸蓄電池一般采用平面形狀極板。這種極板在使用中由于經常大電流放電和充電，極板表面各部分電流與密度不同，活性物質局部膨脹收縮過甚，導致極板拱曲，使活性物質附著性能降低而容易脫落，使板柵暴露在硫酸液中受到腐蝕，加遂活性物質從板柵上脫落和板柵斷裂。
公號告為2253870Y的實用新型專利用三角槽形極板做為正負極板，取代現有鉛酸蓄電池的平板式極板，據說使極板與活性物質的接觸面積增加，使活性物質的表面積提高，同時增強了極板對活性物質的保持能力，從而提高了蓄電池的比能量和壽命。
由于三角槽形極板有一面為平面，在單格電解槽中只能容納一片正極板和一片負極板。而活性物質利用率與極板的厚薄有關，在一定的容積下，三角槽形極板只增加了兩片極板間的活性物質與電解液的接觸面積，但由于極板厚度的增加和極板數量的減少，極板上的活性物質與電解液接觸的總面積并沒有增加甚至有所減少。因此三角槽形極板雖增加了板板的強度和活性物質的附著性能，但耗費材料，增加重量和成本，減少了蓄電池的容量，沒有實用性。
本實用新型的目的是提供一種容量大，耐大電流深充放電，使用壽命長，重量比能量高，制造容易，成本低廉的波形曲面電池極板及其制作的鉛酸蓄電池。
本實用新型是這樣實現的本實用新型極板的厚度相等，其兩面的波形曲面由多段折線及其構成的多個夾角α組成，每個夾角α有過渡園弧。
本實用新型曲面極板上的每個α角及其過渡園弧都相等，每段折線的長度相等。
本實用新型折線構成的夾角α＝80°～140°。
本實用新型夾角的過渡園弧的內園半徑R＝1～6mm。
本實用新型波形曲面的折彎中心距B＝5-20mm。
一種用波形曲面蓄電池極板作為正負極板1、3制的鉛酸蓄電池，電池槽的中隔板5及兩端面4具有與極板相應的波形曲面。
本實用新型正、負極板1、3之間的片式或袋式隔板2具有與極板相應的波形曲面。
鉛酸蓄電池的充放電過程實質上是正負極板與電解質發(fā)生電化學反應的過程，同時伴隨著二氧化鉛、海錦狀鉛與硫酸鉛的相互轉換。由于硫酸鉛的摩爾體積大于二氧化鉛和海綿狀鉛，因此極板上的活性物質的體積始終隨著電化反應的進行在不斷地膨脹或收縮，而且其脹縮的程度與電化反應的充分程度有關。眾所周知，極板表面層的電化反應最充分，故表面活性物質的體積變化量最大。隨著往極板厚度方向的深入，特別是極板的中心層，由于硫酸滲透和擴散的速度受阻等原因，中心層及附近的活性物質電化反應的程度就不那么充分，其體積的脹縮程度相應也就小。也可以說，極板外層與內層的物質沿平行于極板表面方向上的線伸長或縮短量是不相等的，在極板的內外層之間始終存在著平行于極板表面的剪切應力。另外，充放電時所產生的熱量亦會使極板產生熱脹冷縮現象，由于構成板柵的合金鉛與構成活性物質的海綿狀鉛、二氧化鉛、硫酸鉛等物質的熱脹系數各不相等，以及各層面生成的反應熱量不同，在極板內部亦會產生剪切應力和拉應力。在大電流深充放電的情況下，以上幾種應力對普通平面極板的綜合破壞作用是巨大的，足以便極板變形、活性物質松散并脫落、極板板柵的筋條斷裂，致使極板失效，從而導致蓄電池終止壽命。這種現象已為眾多的試驗和電池解剖所證實。
應力對極板的破壞作用是與應力作用方向上的極板長度有直接關系的，當長度較長時，不同層次的物質線性脹縮量之差的絕對值就大，也就是應力在同一條直線上有疊加效應。作用線越長，應力就越大，對極板的破壞作用相應就越大；作用線越短，應力就越小，破壞作用自然就小。
當極板被加工成有園弧過渡的一組折線波形時，在大電流深充放電時，雖然前面談到應力仍然存在，但由于其在折線段的直線長度小，每一節(jié)折線上的活性物質的絕對脹縮之差就小，應力相應就減小了。加之折線之間用園弧過濾，使應力在園弧處拐彎且方向相反，不能形成首尾相接的疊加效應，大大降低了應力對極板的破壞作用。正是基于上述原因，曲線極板與普通平面極板相比，更耐大電流和深度放電，其容量和壽命得到很大的提高。實驗證明提高30％。
由于本實用新型極板的兩面都是波形曲面，隔板和電池槽兩端面也具有與極板相應的波形曲面，在一定的體積下，單格蓄電池可設置多片極板，并且負極板可比正極板多一片，增加了活性物質利用率和電池容量，提高了重量比能量，制造容易，成本低廉。
如下是本實用新型的附圖

圖1為本實用新型極板的立體結構圖。
圖2為圖1的局部俯視圖。
圖3為極板曲線參數圖。
圖4為本實用新型的蓄電池結構圖。
如下是本實用新型的實施例實施例1用鉛板制成雙面曲面極板。極板厚度相同，都是由多段折線及其構成的相等多個夾角和每個夾角具有相同的過渡小園弧構成。每段折線長度相等，其夾角α的度數可為下列角度中的任意一個80°，85°，90°，95°，100°，105°，110°，115°，120°，125°，130°，135°，140°。
α值較小時，波形曲線的展開長度與折彎中心距的比值就大，極板面積就大，即增加了極板間的活性物質反應的面積，增加了蓄電池容量。但α值如選取過小，波形曲線的高度就會過大，電池槽兩側的空間浪費就過大，會減少電池的容量。
當α值選取過大如超過140°時，曲面極板的優(yōu)越性顯示不出來，其最佳范圍在80°-140°之間。
極板的折彎中心距B可選擇下列數據中的任一個單位mm5，8，10，12，15，18，20。
當折彎中心距B選取較大值時，曲線高度h增大，電池槽浪費的空間較多，且曲面極板所特有的優(yōu)越性顯示不出來。如果B值選取太小，則加工工藝復雜，制造成本增加，亦受極板厚度限制，其最佳范圍在5-20mm之間。
極板曲面的過渡園弧的半徑R可選擇下列效據中的任一個單位mm1、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6過渡園弧的半徑R值如選取太大，則正、負極板與隔膜不能密實平行裝配的區(qū)域太長，不利于活性物質的反應。如選取值太小，又受極板材料延展性的限制，其最佳范圍在1-6mm之間。
實施例2蓄電池的正、負極板1，3采用實施例1的波形曲面極板。蓄電池的中隔板5，兩端面板4，極板之間的片式或袋式隔板2也采用與極板相應的波形曲面，每個電池槽內裝有由隔板2絕緣的正、負極板極群組。每個蓄電池由6個電池槽串聯組成。
權利要求1.一種波形曲面蓄電池極板，其特征在于極板的厚度相等，其兩面的波形曲面由多段折線及其構成的多個夾角α組成，每個夾角α有過渡園弧。
2.根據權利要求1所述的蓄電池極板，其特征在于曲面極板上的每個α角及其過渡園弧都相等，每段折線的長度相等。
3.根據權利要求2所述的蓄電池極板，其特征在于折線構成的夾角α＝80°～140°。
4.根據權利要求2所述的蓄電池極板，其特征在于夾角的過渡園弧的內園半徑R＝1～6mm。
5.根據權利要求2所述的蓄電池極板，其特征在于波形曲面的折彎中心距B＝5-20mm。
6.一種用波形曲面蓄電池極板作為正負極板(1)、(3)制的鉛酸蓄電池，其特征在于電池槽的中隔板(5)及兩端面(4)具有與極板相應的波形曲面。
7.根據權利要求6所述的蓄電池，其特征在于正、負極板(1)、(3)之間的片式或袋式隔板(2)具有與極板相應的波形曲面。
專利摘要本實用新型為波形曲面蓄電池極板及其制作的鉛酸蓄電池。極板的厚度相等,其兩面波形曲面由多段折線及其構成的多個夾角α組成。每個夾角α有過渡圓弧。電池用上述極板作為正、負極板。其中隔板5,端面4,片式或袋式隔板2也具有與極板相應的波形曲面。
文檔編號H01M4/73GK2358560SQ99208498
公開日2000年1月12日 申請日期1999年4月5日 優(yōu)先權日1999年4月5日
發(fā)明者鄧智華, 陶武漢, 陶濤, 李平, 高翔, 王云安, 秦小峰 申請人:四川合邦電力投資有限責任公司