專利名稱：準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉛酸蓄電池及制造方法，特別是指一種準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池及其制造方法。
背景技術(shù)：
鉛酸蓄電池目前廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，現(xiàn)有較先進的鉛酸蓄電池是水平電池和卷繞圓柱電池，二者結(jié)構(gòu)上均有獨特之處，水平電池采用鉛網(wǎng)板柵和準雙極水平結(jié)構(gòu)，電池的串聯(lián)由雙極板的鉛絲直接實現(xiàn)，卷繞圓柱電池采用拉網(wǎng)板柵，卷繞成單體電池后通過外部焊接的方式實現(xiàn)串聯(lián)。
專利98202241.7公布的卷繞圓柱電池采用拉網(wǎng)板柵，該專利采用的卷繞圓柱結(jié)構(gòu)，大大增強了極板的抗變形、抗震動能力，避免了活性物質(zhì)脫落引起的短路，采用圓柱形外殼，電池盒強度大大提高，泄氣閥啟閥壓力可提高至傳統(tǒng)電池的10倍，失水大大降低，因此壽命極高，是傳統(tǒng)電池的3-5倍，然而由于正負極端子在同一端面上，正負極的極耳分布必須嚴格控制在不同的扇形區(qū)域內(nèi)；而且各層容量不一致，造成各層電流分布不均勻，各個極耳承受的電流不一致，承受電流大的極耳易腐蝕斷裂，導(dǎo)致電池過早失效，在卷繞層數(shù)多時，這種現(xiàn)象更為明顯，因此該專利所述方法只適用于中小容量電池，不適合大容量電池；同時，由于單體電池的串聯(lián)還是局限于傳統(tǒng)的外部焊接方式，降低了電池的可靠性。
也有一種較先進的水平電池，采用鉛網(wǎng)板柵和水平準雙極結(jié)構(gòu)，沒有極耳和連接條，單體電池的串聯(lián)由雙極板的鉛絲直接實現(xiàn)，每個單體電池都有壓力框架固定，可靠性高、內(nèi)阻低、抗震動、大電流充放電性能極佳，但是限于電池盒的結(jié)構(gòu)，泄氣閥啟閥壓力較低，電池壽命不及卷繞圓柱電池，另外，電池擺放時，極板必須水平，否則會降低電池的性能。
因此如何制造一種鉛酸蓄電池，既具有水平電池低內(nèi)阻，高比能量，高比功率的特點，又具有圓柱卷繞電池使用壽命長的特點，而且這種蓄電池能夠突破圓柱卷繞電池只適宜做中小容量電池的局限性，成為業(yè)界亟需解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于制造一種準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池及其制造方法，采用準雙極卷繞結(jié)構(gòu)，可以有效地解決上述問題。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)一種準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池，包括有電池盒、盒蓋與端子，端子設(shè)于電池盒的兩端，一端端子設(shè)于電池盒底部中心，另一端端子套設(shè)于盒蓋并通過盒蓋封裝于電池盒上，盒蓋上設(shè)有安全閥及閥蓋，兩端端子分別向內(nèi)連接有匯流排，匯流排與端子間設(shè)有密封墊片，電池盒底部設(shè)有用于注入電解液的閥孔，閥孔上設(shè)工藝塞堵，還包括有正極板、負極板、雙極板、芯軸、隔膜及塑料卡具，除兩端連接匯流排的極板為單極板外，其余均為雙極板，雙極板上的正負極板間隔離有鉛絲，正負極板間設(shè)有隔膜，每一單體電池均設(shè)有一片正極板、一片負極板和一片隔膜，相鄰單體電池間串聯(lián)有鉛絲，所有單體電池的正極板、隔膜、負極板卷設(shè)于同一芯軸上，并于外部固定有塑料卡具，形成電池芯，電池芯設(shè)于圓桶狀電池盒內(nèi)，電池芯兩端分別連接匯流排；
所述雙極板為在同一復(fù)合板柵的兩側(cè)分別涂敷上正、負極活性物，正負極活性物質(zhì)被噴涂了保護層的鉛絲隔離；將所述雙極板的隔離鉛絲裁斷，就可得到所述的正極板和負極板；所述復(fù)合板柵設(shè)經(jīng)、緯線，緯線為玻璃纖維復(fù)合鉛絲，鉛絲中心為玻璃纖維，外周包設(shè)有鉛或鉛合金；所述復(fù)合板柵的經(jīng)線為耐酸塑料絲或復(fù)合鉛絲；所述電池盒內(nèi)腔為圓柱狀通體，中間無隔斷；所述電池盒內(nèi)多余空間填設(shè)有固化劑，所述固化劑為石蠟、瀝青或工程塑料；一種準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池的制造方法，包括有以下步驟a、通過低溫擠壓方式，將鉛錫金均勻包敷在玻璃纖維外周制成鉛絲；按照經(jīng)緯方向?qū)⑺芰辖z和鉛絲編織成復(fù)合鉛網(wǎng)，作為復(fù)合板柵；b、在復(fù)合板柵的兩側(cè)沿經(jīng)線方向連續(xù)均勻涂敷正、負極活性物，正負活性物被10-20mm長的鉛絲隔離，鉛絲表面分別噴涂不同物質(zhì)鉛絲表面噴涂瀝青或塑料保護層成為雙極板；鉛絲表面噴涂助焊劑的，助焊劑干燥后，剪斷隔離鉛絲，成為極性單一的正極板和負極板；c、在正極引出端，正極板、隔膜、第一片雙極板的負極板和隔膜構(gòu)成第一個單體電池的電池芯，第一片雙極板的正極板、隔膜、第二片雙極板的負極板和隔膜構(gòu)成第二個單體電池的電池芯，同樣，第二片雙極板的正極板、隔膜、第三片雙極板的負極板和隔膜構(gòu)成第三個單體電池的電池芯，最后一片雙極板的正極板、隔膜、負極板(負極引出端)和隔膜構(gòu)成最后一個單體電池的電池芯，所有單體電池都卷繞在同一根芯軸上；所述芯軸為一根圓軸或兩根半圓軸組成；卷好的電池芯用塑料卡具固定；d、將卷繞好的電池芯在微波爐中干燥1-5分鐘，然后在恒溫真空干燥爐內(nèi)放置2-10小時，徹底干燥；e、將干燥后電池芯的兩端鉛絲通過鑄焊與匯流排和引出端子連接，形成電池的正負極；f、將鑄焊后的電池芯裝入電池盒，密封，裝閥、灌酸，排酸、化成；g、將化成合格的電池注入固化劑，密封，清洗。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點1.本發(fā)明采用了復(fù)合板柵，板柵重量僅相當(dāng)于傳統(tǒng)電池板柵的20％，提高了電池的比能量。
2.本發(fā)明取消了極耳和連接條，不僅降低了重量，而且提高了電池的連接可靠性。
3.本發(fā)明復(fù)合板柵中導(dǎo)電鉛絲分布均勻，內(nèi)阻小，大電流充放電性能極佳；復(fù)合板柵有足夠的彈性和強度，同時又具有很強的耐腐蝕性和柔韌性，足以承受活性物質(zhì)電化學(xué)反應(yīng)中的體積變化而不變形；而卷繞結(jié)構(gòu)，正負極板濕態(tài)下和隔膜在一定張力控制下緊密卷繞在一起，并用塑料卡具固定，使得極板始終承受向心壓力，極板在循環(huán)壽命中不易膨脹變形；正負極板濕態(tài)下和隔膜一起卷繞并干燥，活性物質(zhì)與隔膜的貼和會更加緊密，有利于電解液擴散，并且會降低接觸電阻，有很大的電極接觸表面積，有利于提高活性物質(zhì)利用率。
4.本發(fā)明電池盒內(nèi)腔是高強度的圓柱形，電池的開閥壓力高，有利于提高密閉反應(yīng)效率，有效防止失水，提高電池壽命。
5.本發(fā)明正負極端子分別由兩端引出，正負極引出端上的每一根鉛絲均與端子鑄焊在一起，每根鉛絲承載的電流相同，每根鉛絲均充當(dāng)傳統(tǒng)電池的極耳，因此準雙極卷繞電池的容量不受極耳分布的影響；同時，準雙極卷繞電池的內(nèi)部多余空間填充了固化劑，電池可以任意角度放置而不影響其性能。
綜上所述，準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池結(jié)合了準雙極水平電池和卷繞圓柱電池的優(yōu)點，同時彌補了這兩種電池的缺陷，具有高比能量、高比功率、高可靠性、長壽命等特點，工藝簡捷環(huán)保，具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1為利用本發(fā)明制造方法制造的準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池的縱向剖視圖；圖2為利用本發(fā)明制造方法制造的準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池的板柵示意圖；圖3為圖2的右視圖；圖4為利用本發(fā)明制造方法制造的準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池的正極板、負極板和雙極板示意圖；圖5為利用本發(fā)明制造方法制造的準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池的電池芯示意圖；圖6為利用本發(fā)明制造方法制造的準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池的卷繞原理示意圖。
圖中標(biāo)號說明如下1-正極板 2-雙極板 3-隔膜 4-塑料卡具5-電池盒 6-芯軸 7-固化劑 8-負極板9-安全閥 10-閥蓋11-盒蓋12-密封墊片13-匯流排 14-負極端子15-正極端子16-工藝塞堵17-復(fù)合板柵18-電池芯 19-經(jīng)線20-緯線
21-玻璃纖維22-鉛錫合金
具體實施例方式如圖1至圖6所示一種準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池，包括有電池盒5、盒蓋11與端子，端子設(shè)于電池盒的兩端，正極端子15設(shè)于電池盒底部中心，負極端子14套設(shè)于盒蓋11并通過盒蓋11封裝于電池盒5上，盒蓋11上設(shè)有安全閥9及閥蓋10，兩端端子分別向內(nèi)連接有匯流排13，匯流排13與端子間設(shè)有密封墊片12，電池盒5底部設(shè)有用于注入電解液的閥孔，閥孔上設(shè)工藝塞堵16，電池盒5內(nèi)還設(shè)有正極板1、負極板8、雙極板2、芯軸6、隔膜3及塑料卡具4；所述雙極板2為在同一復(fù)合板柵17的兩側(cè)分別涂敷上正、負極活性物，正負極活性物質(zhì)被噴涂了保護層的鉛絲隔離；將所述雙極板2的隔離鉛絲裁斷，就可得到所述的正極板1和負極板8；所述復(fù)合板柵17設(shè)經(jīng)線19、緯線20，緯線20為玻璃纖維復(fù)合鉛絲，鉛絲中心為玻璃纖維21，外周包設(shè)有錫鉛合金22；復(fù)合板柵17的經(jīng)線19為耐酸塑料絲；所述正極板1、隔膜3、第一片雙極板2的負極板和隔膜3構(gòu)成第一個單體電池的電池芯，第一片雙極板的正極板、隔膜、第二片雙極板的負極板和隔膜構(gòu)成第二個單體電池的電池芯，同樣，第二片雙極板的正極板、隔膜、第三片雙極板的負極板和隔膜構(gòu)成第三個單體電池的電池芯，最后一片雙極板的正極板、隔膜3、負極板8即負極引出端和隔膜構(gòu)成最后一個單體電池的電池芯，所有單體電池都卷繞在同一根芯軸6上；所述芯軸為一根圓軸或兩根半圓軸組成；卷好的電池芯18用塑料卡具4固定；干燥后電池芯17的兩端鉛絲通過鑄焊與匯流排13和引出端子14連接，形成電池的正負極；將鑄焊后的電池芯18連同匯流排13、正極端子15、負極端子14裝入電池盒5，并在端子處加裝密封墊片12；將電池盒蓋11安裝在電池盒5上，并密封；從電池盒蓋11的閥孔處注入電解液，隔膜3充分吸附電解液；從正極端子15和負極端子14導(dǎo)入電流化成；將化成合格的電池從電池盒蓋11的閥孔處注入固化劑；在盒蓋11上安裝安全閥9；閥蓋10封裝在電池盒蓋11上，并將所述工藝塞堵16封裝在電池盒5上。
權(quán)利要求
1.一種準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池，包括有電池盒、盒蓋與端子，端子設(shè)于電池盒的兩端，一端端子設(shè)于電池盒底部中心，另一端端子套設(shè)于盒蓋并通過盒蓋封裝于電池盒上，盒蓋上設(shè)有安全閥及閥蓋，兩端端子分別向內(nèi)連接有匯流排，匯流排與端子間設(shè)有密封墊片，電池盒底部設(shè)有用于注入電解液的閥孔，閥孔上設(shè)工藝塞堵，其特征在于還包括有正極板、負極板、雙極板、芯軸、隔膜及塑料卡具，除兩端連接匯流排的極板為單極板外，其余均為雙極板，雙極板上的正負極板間隔離有鉛絲，正負極板間設(shè)有隔膜，每一單體電池均設(shè)有一片正極板、一片負極板和一片隔膜，相鄰單體電池間串聯(lián)有鉛絲，所有單體電池的正極板、隔膜、負極板卷設(shè)于同一芯軸上，并于外部固定有塑料卡具，形成電池芯，電池芯設(shè)于圓桶狀電池盒內(nèi)，電池芯兩端分別連接匯流排。
2.如權(quán)利要求1所述的準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池，其特征在于所述雙極板為在同一復(fù)合板柵的兩側(cè)分別涂敷上正、負極活性物，正負極活性物質(zhì)被噴涂了保護層的鉛絲隔離；將所述雙極板的隔離鉛絲裁斷，就可得到所述的正極板和負極板。
3.如權(quán)利要求2所述的準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池，其特征在于所述復(fù)合板柵設(shè)經(jīng)、緯線，緯線為玻璃纖維復(fù)合鉛絲，鉛絲中心為玻璃纖維，外周包設(shè)有鉛或鉛合金；所述復(fù)合板柵的經(jīng)線為耐酸塑料絲或復(fù)合鉛絲。
4.如權(quán)利要求1所述的準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池，其特征在于所述電池盒內(nèi)腔為圓柱狀通體，中間無隔斷。
5.如權(quán)利要求1所述的準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池，其特征在于電池盒內(nèi)多余空間填設(shè)有固化劑，所述固化劑為石蠟、瀝青或工程塑料。
6.一種準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池的制造方法，該制造方法包括以下步驟a、通過低溫擠壓方式，將鉛錫金均勻包敷在玻璃纖維外周制成鉛絲；按照經(jīng)緯方向?qū)⑺芰辖z和鉛絲編織成復(fù)合鉛網(wǎng)，作為復(fù)合板柵；b、在復(fù)合板柵的兩側(cè)沿經(jīng)線方向連續(xù)均勻涂敷正、負極活性物，正負活性物被10-20mm長的鉛絲隔離，鉛絲表面分別噴涂不同物質(zhì)鉛絲表面噴涂瀝青或塑料保護層成為雙極板；鉛絲表面噴涂助焊劑的，助焊劑干燥后，剪斷隔離鉛絲，成為極性單一的正極板和負極板；c、在正極引出端，正極板、隔膜、第一片雙極板的負極板和隔膜構(gòu)成第一個單體電池的電池芯，第一片雙極板的正極板、隔膜、第二片雙極板的負極板和隔膜構(gòu)成第二個單體電池的電池芯，同樣，第二片雙極板的正極板、隔膜、第三片雙極板的負極板和隔膜構(gòu)成第三個單體電池的電池芯，最后一片雙極板的正極板、隔膜、負極板(負極引出端)和隔膜構(gòu)成最后一個單體電池的電池芯，所有單體電池都卷繞在同一根芯軸上；所述芯軸為一根圓軸或兩根半圓軸組成；卷好的電池芯用塑料卡具固定；d、將卷繞好的電池芯在微波爐中干燥1-5分鐘，然后在恒溫真空干燥爐內(nèi)放置2-10小時，徹底干燥；e、將干燥后電池芯的兩端鉛絲通過鑄焊與匯流排和引出端子連接，形成電池的正負極；f、將鑄焊后的電池芯裝入電池盒，進行密封、裝閥、灌酸、排酸、化成；g、將化成合格的電池注入固化劑，并進行密封與清洗。
7.如權(quán)利要求6所述的準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池的制造方法，其特征在于所述雙極板的鉛絲表面噴涂瀝青或塑料保護層；所述極性單一的正極板和負極板的鉛絲表面噴涂助焊劑。
全文摘要
本發(fā)明一種準雙極卷繞結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池及其制造方法，在同一復(fù)合板柵的兩側(cè)分別涂敷上正、負極活性物，活性物質(zhì)被鉛絲隔離，由此制成雙極板；可將鉛絲裁斷，從而得到只有單一極性的正極板和負極板；相鄰單體電池由鉛絲隔離并實現(xiàn)單體間的串聯(lián)，所有單體電池的正極板、隔板、負極板卷繞在同一芯軸上，卷繞后用塑料卡具固定成為電池芯，干燥后將該電池芯置于圓桶狀電池盒內(nèi)，在完成電化學(xué)工藝后，加灌固化劑；本發(fā)明結(jié)合了水平準雙極性電池和圓柱卷繞電池的優(yōu)點，既具有水平電池低內(nèi)阻，高比能量，高比功率的特點，又具有圓柱卷繞電池使用壽命長的優(yōu)點，且突破了圓柱卷繞電池只適宜做中小容量電池的局限性，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。
文檔編號H01M10/12GK1677736SQ20051007108
公開日2005年10月5日 申請日期2005年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月24日
發(fā)明者李向秀 申請人:李向秀