鉛蓄電池用板柵、極板、極板群和鉛蓄電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及鉛蓄電池用板柵、極板、極板群和鉛蓄電池，具體地說，涉及高率 放電特性優(yōu)異、匯流排的焊接操作性和耐內(nèi)部短路性良好的極板群以及使用了該極板群的 高率放電特性優(yōu)異、并且匯流排的焊接操作性、耐內(nèi)部短路性、耐振動性和組裝操作性良好 的鉛蓄電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉛蓄電池（下文中有時將"鉛蓄電池"簡稱為"電池"）廣泛用作車輛等的啟動 電源和備用電源、以及用作電動汽車、電動自行車、電動摩托車、電動滑板車、小型電動助力 車、高爾夫球車等的動力電源。鉛蓄電池還廣泛用作太陽能發(fā)電設(shè)備以及可再生能源等的 儲能蓄電池。在這些用途中，對鉛蓄電池的性能分別有不同的要求，例如要求高率放電特性 良好、可有效地抑制短路發(fā)生、耐振動性良好等。另外，在鉛蓄電池的加工和制作過程中，也 希望簡化加工工藝和提高效率等。
[0003] 為了提高鉛蓄電池的各個性能，在現(xiàn)有技術(shù)中一直在對各個結(jié)構(gòu)構(gòu)件和要素進(jìn)行 研宄。極板是鉛蓄電池的最主要的構(gòu)件之一，其結(jié)構(gòu)和性能對鉛蓄電池的性能等有著重要 的影響，所以一直在對極板進(jìn)行各種研宄。
[0004] 現(xiàn)有鉛蓄電池中使用的極板的板柵大多以橫向長方形網(wǎng)格設(shè)計為主，這種設(shè)計的 特點通常是橫筋條多、豎筋條少且筋條粗細(xì)均一。這種板柵的設(shè)計雖然能夠使得活性物質(zhì) 分布均勻，但板柵的網(wǎng)柵中間無強(qiáng)有力的支撐筋條，易遭到破壞，并且內(nèi)阻較高，不利于電 流的傳輸，從而電池在高功率、大電流放電方面受到制約。
[0005] 日本專利昭58-64763公開了一種鉛蓄電池用板柵，其著眼于集電性，通過流過板 柵的電流來對電壓下降進(jìn)行抑制、從而提高電壓特性。其具體的技術(shù)構(gòu)思是：通過使極耳從 板柵的上橫梁骨的端部向中間位置移動，并且使縱筋條的總重量或總根數(shù)增加、使橫筋條 減少，從而對縱筋條與橫筋條的重量分配比例進(jìn)行調(diào)整，由此改善了鉛蓄電池的急速放電 時的電壓特性。在該文獻(xiàn)中還提到了極耳可以被設(shè)置在板柵的上橫梁骨的除了中心和端部 以外的1/2區(qū)域內(nèi)，并且在圖3中示出了在板柵中可以使用斜筋條。
[0006] 日本專利特開平7-307148公開了一種極板的變形少、壽命性能優(yōu)良的鉛蓄電池， 其中，正負(fù)極板的極耳部的中心位置與極板的一端之間的距離相對于極板寬度W為1/5W~ 4/5W，匯流排通過鑄焊工藝（COS)來形成，相鄰單元電池之間的連接部的中心位置與極耳 部的中心位置一致，并且使所形成的匯流排的厚度為4mm以上。該文獻(xiàn)中明確提到：在鉛蓄 電池中，因為極耳被匯流排以及相鄰單元電池之間的連接部固定，所以極耳的下部的網(wǎng)柵 幾乎不發(fā)生變形；但是，與極耳間隔距離越遠(yuǎn)的位置的網(wǎng)柵越容易沿縱向發(fā)生變形；因此， 為了降低整個板柵的變形，最理想的是使極耳的位置保持在板柵的橫梁骨的中間位置。另 一方面，如果極耳的位置保持在板柵的橫梁骨的中間位置，則極板群中正極極耳和負(fù)極極 耳會處于相互很靠近的位置上，無法形成正負(fù)極匯流排，因此需要將極耳設(shè)置在稍稍偏離 橫梁骨的中間位置的位置。該文獻(xiàn)的技術(shù)構(gòu)思可以被歸納為：通過極耳部的中心位置與相 鄰單元電池之間的連接部的中心位置一致，從而使極板被匯流排以及相鄰單元電池之間的 連接部固定；通過使匯流排的位置靠近極板的中央部分，則從匯流排的位置到極板兩端部 的距離變短，所以在兩端部的極板的伸長率變少，由此能夠抑制整個極板的變形。并且，通 過使匯流排的厚度為規(guī)定的值以上，可以進(jìn)一步抑制板柵的變形。由此可見，在該文獻(xiàn)中， 通過在能確保完成正負(fù)極的匯流排鑄焊工藝的前提下，使極耳的位置盡可能靠近板柵的中 間位置，并且使匯流排的厚度為規(guī)定的值以上，由此抑制極板的變形和匯流排的變形等，從 而防止短路發(fā)生，提高電池的壽命性能。
[0007] 但是，對于鉛蓄電池而言，如果極耳的位置保持在板柵的橫梁骨的中間位置或靠 近該中間位置，則有可能導(dǎo)致無法從電池中的極板的中央部分注入電解液，從而只能從中 央部分以外的區(qū)域注入電解液，結(jié)果不能確保電解液浸透到距離注液位置較遠(yuǎn)的極板區(qū) 域，而且電解液在整個極板中的浸透性差，電解液很難在整個極板中均勻分布。
[0008] 中國實用新型專利CN202268443U公開了一種鉛酸蓄電池板柵，其中，橫向筋條和 縱向筋條以由極耳處發(fā)出的縱向筋條作為主筋條呈網(wǎng)狀葉脈分布。上述主筋條從極耳處向 板柵底部逐漸變窄。該板柵形成葉脈狀的結(jié)構(gòu)，提高了電流傳輸?shù)男剩~脈狀柵格提高了 板柵的抗蠕變性能，主筋條的上寬下窄的形式有利于電流的傳導(dǎo)分布。
[0009] 中國實用新型專利CN202977604U公開了一種高功率鉛酸蓄電池板柵結(jié)構(gòu)，上述 板柵的極耳中置或偏置，極耳下方設(shè)置一條中央大筋，上述中央大筋直接連接極耳與底部 邊框；上述中央大筋與側(cè)面邊框或四周邊框之間由較粗的主筋連接；上述邊框、主筋、中央 大筋之間由網(wǎng)狀小筋條連接。通過中央大筋將極耳處的電流均衡的分配給各主筋，主筋再 將電流分配給各小筋條，由此能夠使電池在充放電過程電流分布更加均勻，可快速充放電， 改善大功率充放電能力。
[0010] 雖說現(xiàn)有技術(shù)中對板柵和極板的性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了各種研宄，但在目前對高功率 大電流放電的需求越來越強(qiáng)烈的背景下，要求進(jìn)一步提高鉛蓄電池的高率放電特性，同時 確保其他方面的性能例如匯流排的焊接操作性、耐內(nèi)部短路性、耐振動性和組裝操作性。 【實用新型內(nèi)容】
[0011] 所要解決的技術(shù)問題
[0012] 本實用新型的目的在于提供高率放電特性優(yōu)異、匯流排的焊接操作性和耐內(nèi)部短 路性良好的極板群和使用了該極板群的高率放電特性優(yōu)異、并且匯流排的焊接操作性、耐 內(nèi)部短路性、耐振動性和組裝操作性良好的鉛蓄電池。
[0013] 解決該技術(shù)問題的手段
[0014] 本實用新型通過對板柵的筋條配置形式、極耳的位置、極耳的寬度與極板的寬度 的比值、以及極板群中極板的寬度與單元電池室的寬度的比值進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，從而解決了 上述的技術(shù)問題。
[0015] gp，本實用新型涉及如下內(nèi)容。
[0016] (1)、一種鉛蓄電池用板柵，其特征在于，極耳的寬度方向的中心位置離上述板柵 的寬度方向的較近一端邊緣的距離a與上述板柵的寬度W的比值a/W為0. 29~0. 34,上述 板柵具有2個以上斜筋條群，每個斜筋條群由多根粗斜筋條構(gòu)成，上述多根粗斜筋條各自 的一端匯聚連接在上述板柵的上橫梁骨的匯聚連接點上、另一端與上述板柵的左縱梁骨、 右縱梁骨或下橫梁骨連接，一個斜筋條群的匯聚連接點為上述極耳與上述上橫梁骨相交叉 處的中心點。
[0017] (2)、根據(jù)上述（1)所述的鉛蓄電池用板柵，其特征在于，上述極耳的寬度b與上述 板柵的寬度W的比值b/W為0. 14~0. 205。
[0018](3)、根據(jù)上述⑴或⑵所述的鉛蓄電池用板柵，其特征在于，上述粗斜筋條的粗 度相對于上述板柵中的其他筋條的粗度為110~130%。
[0019] (4)、根據(jù)上述⑴或⑵所述的鉛蓄電池用板柵，其特征在于，上述比值a/W為 0. 31 ~0. 33。
[0020] (5)、根據(jù)上述（2)所述的鉛蓄電池用板柵，其特征在于，上述比值b/W為0. 15~ 0. 18〇
[0021] (6)、根據(jù)上述（1)所述的鉛蓄電池用板柵，其特征在于，上述多根粗斜筋條中的 一部分粗斜筋條的上述另一端與上述左縱梁骨、上述右縱梁骨或上述下橫梁骨的中間位置 連接。
[0022] (7)、根據(jù)上述（1)所述的鉛蓄電池用板柵，其特征在于，上述多根粗斜筋條中的 一部分粗斜筋條的上述另一端與上述左縱梁骨和上述下橫梁骨兩者的交叉點連接、或者與 上述右縱梁骨和上述下橫梁骨兩者的交叉點連接。
[0023] (8)、根據(jù)上述（1)所述的鉛蓄電池用板柵，其特征在于，上述斜筋條群為2~4 個。
[0024] (9)、根據(jù)上述（1)所述的鉛蓄電池用板柵，其特征在于，上述多根粗斜筋條為2~ 6根粗斜筋條。
[0025] (10)、根據(jù)上述（1)、（6)或（7)所述的鉛蓄電池用板柵，其特征在于，一個斜筋條 群中的一個粗斜筋條的另一端和另一個斜筋條群中的一個粗斜筋條的另一端各自的與上 述左縱梁骨、上述右縱梁骨或上述下橫梁骨的交叉點相同。
[0026] (11)、根據(jù)上述（1)、（8)或（9)所述的鉛蓄電池用板柵，其特征在于，一個斜筋條 群中的各個粗斜筋條與另一個斜筋條群中的各個粗斜筋條被配置成相對于上述板柵的寬 度方向的中心線是左右對稱的。
[0027](12)、根據(jù)上述（1)、⑶或（9)所述的鉛蓄電池用板柵，其特征在于，上述板柵中 的上述2個以上斜筋條群中的所有粗斜筋條在整體上被配置成相對于上述板柵的寬度方 向的中心線是左右對稱的。
[0028] (13)、一種鉛蓄電池用極板，其包含板柵和由該板柵保持的活性物質(zhì)層，其特征在 于，上述板柵是上述（1)~（12)中任一項所述的板柵。
[0029] (14)、根據(jù)上述（13)所述的鉛蓄電池用極板，其特征在于，上述極板為正極板或 負(fù)極板。
[0030] (15)、一種鉛蓄電池用極板群，其由多片正極板和多片負(fù)極板隔著隔板交替重疊 而成，其特征在于，上述正極板為上述（13)所述的極板；上述負(fù)極板的極耳的寬度方向的 中心位置離上述負(fù)極板的寬度方向的較近一端邊緣的距離a與上述負(fù)極板的寬度W的比值 a/W為0.34以下，上述負(fù)極板的板柵具有2個以上斜筋條群，每個斜筋條群由多根粗斜筋條 構(gòu)成，上述多根粗斜筋條各自的一端匯聚連接在上述板柵的上橫梁骨的匯聚連接點上、另 一端與上述板柵的左縱梁骨、右縱梁骨或下橫梁骨連接，一個斜筋條群的匯聚連接點為上 述極耳與上述上橫梁骨相交叉處的中心點。
[0031] (16)、根據(jù)上述（15)所述的鉛蓄電池用極板群，其特征在于，上述負(fù)極板的極耳 的寬度b與上述負(fù)極板的寬度W的比值b/W為0. 205以下。
[0032] (17)、根據(jù)上述（15)所述的鉛蓄電池用極板群，其特征在于，上述負(fù)極板的上述 比值a/W為0.29~0.34。
[0033] (18)、根據(jù)上述（15)所述的鉛蓄電池用極板群，其特征在于，上述負(fù)極板的上述 比值a/W為0.31~0.33。
[0034] (19)、根據(jù)上述（15)所述的鉛蓄電池用用極板群，其特征在于，上述負(fù)極板的極 耳的寬度b與上述板柵的寬度W的比值b/W為0. 14~0. 205。
[0035] (20)、根據(jù)上述（15)所述的鉛蓄電池用極板群，其特征在于，上述負(fù)極板為上述 (13)所述的極板。
[0036] (21)、根據(jù)上述（15)~（20)中任一項所述的鉛蓄電池用極板群，其特征在于，上 述正極板中一個斜筋條群中的各個粗斜筋條與另一個斜筋條群中的各個粗斜筋條被配置 成相對于板柵的寬度