專利名稱：：一種鉛酸蓄電池板柵、極板以及板柵的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及蓄電池用板柵、極板及板柵的制造方法。
背景技術(shù)：
：在世界能源的供需緊張情況下，鉛酸蓄電池被作為部分領(lǐng)域的動(dòng)力和牽引替代量越來(lái)越大，同時(shí)汽車、后備UPS等工業(yè)的大力發(fā)展也大大增加對(duì)鉛酸蓄電池的需求量。鉛等有色金屬資源越來(lái)越來(lái)緊張，鉛價(jià)在近幾年飛漲，作為鉛的主要用途鉛酸蓄電池的用量增加是其中一主要因素。但鉛酸電池這一傳統(tǒng)的產(chǎn)品，在耗鉛占整個(gè)產(chǎn)品用鉛量約40%的導(dǎo)電骨架-一板柵的制作上大部分仍然沿用著重力澆鑄這一傳統(tǒng)工藝，該工藝決定了板柵重量重，能耗大，耐腐性差等缺陷。雖然在起動(dòng)型電池上有應(yīng)用拉網(wǎng)板柵，在負(fù)極上的應(yīng)用是較成熟的，但在正極上的應(yīng)用存在一些問(wèn)題，近年來(lái)有人研究將平面沖壓板柵應(yīng)用于正極取得了一些進(jìn)展，在材料節(jié)省和生產(chǎn)效率上均有所提升，但在厚極板的制作存在局限，一般只能制作lmm左右的極板，這對(duì)于初啟動(dòng)型汽車電池以外的電池來(lái)說(shuō)比較難應(yīng)用。其次平面沖壓板柵在制作過(guò)程中有80%以上的鉛被沖掉而重新回爐熔化，對(duì)于生產(chǎn)的能耗和材料的氧化都是很高的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明首先所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種既能節(jié)省鉛的用量、降低能耗，又能提高或不降低電池性能的鉛酸蓄電池板柵。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案它包括板柵主體，所述板柵主體的一側(cè)形成有陣列式排列的凸起，所述凸起與板柵主體之間形成"側(cè)開式"透孔。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還可同時(shí)采用以下技術(shù)方案所述板柵主體的上下側(cè)均形成有陣列式排列的凸起，所述凸起與板柵主體之間形成"側(cè)開式"透孔。本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種既能節(jié)省鉛的用量、降低能耗，又能提高或不降低電池性能的鉛酸蓄電池極板。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案所述極板包括板柵及涂于板柵表面的鉛膏，所述板柵為如上所述的板柵。由于采用本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1).在制備同樣容量的極板，采用本發(fā)明作為板柵可以大大節(jié)約用鉛量。2).大大提高反應(yīng)表面積，能大大降低極板內(nèi)阻，提高極板的充電接受能力和放電平臺(tái)、比能量和比功率。本發(fā)明再一個(gè)所要解決的技術(shù)方案是提供一種制備上述極板板柵的極板板柵制造方法。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案它包括以下步驟1).制作鉛帶，2).對(duì)鉛帶進(jìn)行軋帶，在鉛帶上對(duì)應(yīng)板柵的薄區(qū)，并在鉛帶的一側(cè)形成對(duì)應(yīng)極耳的厚邊，3).沖切，在步驟2)形成的鉛帶薄區(qū)中形成陣列式排列的孔，同時(shí)，對(duì)步驟2)形成的鉛帶厚邊沖切成極耳，4).拉深，在板柵主體上形成陣列式排列的凸起，并在所述凸起與板柵主體之間形成"側(cè)開式"透孔。由于采用本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，所制造的極板板柵質(zhì)量高，并且，采用本發(fā)明的技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)極板板柵的連續(xù)化、高產(chǎn)量生產(chǎn)；同時(shí)，在生產(chǎn)過(guò)程中，減少鉛的零料回爐損耗，降低生產(chǎn)的能耗和材料的氧化。圖1為制造極板的流程圖。圖2為本發(fā)明所提供的極板板柵制造方法中，鉛帶被軋后的正面圖。圖3為圖2所示鉛帶的側(cè)視圖。圖4為本發(fā)明所提供的極板板柵制造方法中，鉛帶被沖切后的正面示意圖。圖5為對(duì)圖4所形成的沖切后的鉛帶單向拉深后形成的極板板柵示意圖。圖6為圖5的A1-A1剖視圖。圖7為圖5的B1-B1剖視圖。圖8為圖6的XI部位放大圖。圖9為圖7的Yl部位放大圖。圖10為對(duì)圖4所形成的沖切后的鉛帶雙向拉伸后形成的極板板柵示意圖。圖11為圖10的A2-A2剖視圖。圖12為圖10的左視圖。圖13為圖11的X2部位放大圖。圖14為對(duì)圖4所形成的沖切后的鉛帶雙向拉深后形成的極板板柵示意圖。圖15為圖14的A3-A3剖視圖。圖16為圖14的左視圖。圖17為圖15的X3部位放大圖。圖18為傳統(tǒng)澆鑄板柵的示意圖。圖19為圖18的A4-A4剖視放大圖。圖20為圖18的B4-B4剖視放大圖。圖21為傳統(tǒng)面沖壓板柵的剖視圖。圖22為圖21的側(cè)視圖。圖23為以圖10、11、12、13所示的板柵為基礎(chǔ)進(jìn)一步制得的鉛酸蓄電池極板的局剖圖。圖24為圖23的側(cè)視圖圖25為圖23的A5-A5方向的局部剖視圖。具體實(shí)施例方式以下按制造步驟并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明所提供的新型極板板柵、制造方法及效果作進(jìn)一步詳細(xì)描述。步驟1).在制造板柵時(shí)，首先我們將鉛錠熔化，鑄成一定形狀的鉛塊，即較厚的鉛4帶，步驟2).對(duì)步驟1)形成的較厚的鉛帶通過(guò)異型軋制或擠出等方式連續(xù)制作所需的鉛帶，即如圖2、3所示的鉛帶，在鉛帶上形成對(duì)應(yīng)極耳的厚邊1及對(duì)應(yīng)板柵的薄區(qū)2，厚邊1的厚度在2-3mm左右，而對(duì)應(yīng)板柵的薄區(qū)就是活性物質(zhì)涂制部分的鉛帶厚度盡量薄，一般在0.5-lmm左右。步驟3).參照?qǐng)D4，接下來(lái)對(duì)鉛帶進(jìn)行沖切，部分材料被切除圖示，約占30%左右，從而在在步驟2)形成的鉛帶薄區(qū)中形成陣列式排列的孔4，同時(shí)，對(duì)步驟2)形成的鉛帶厚邊沖切成極耳3，所述孔2為矩形孔，矩形孔的長(zhǎng)度方向與鉛帶的寬度方向相同，對(duì)應(yīng)極耳的厚邊處于鉛帶寬度方向的一側(cè)，所形成的極耳處于鉛帶寬度方向的一側(cè)。這樣，能方便之后進(jìn)行的拉深工序，使凸起更容易被成形、形狀更為均勻，從而能提高極板的性能。圖4中的箭頭表示，在該方向上，鉛帶連續(xù)延長(zhǎng)。為了更清楚地顯示板柵的形狀及厚度，故，在附圖中標(biāo)注了尺寸，其單位為毫米。步驟4).拉深。拉深可以采用壓力機(jī)的沖模一次單向拉深成形，其所形成的極板板柵如圖5、6、7、8、9所示。所述薄區(qū)的未凸起部分為板柵主體7A，所述板柵主體的一側(cè)形成有陣列式排列的凸起5A，所述凸起與板柵主體之間形成"側(cè)開式"透孔6A，類似"百葉窗式"，這樣，經(jīng)過(guò)拉伸后板柵的厚度達(dá)到2-5mm。并且，所述拉深使成形板柵的"側(cè)開式"透孔的開孔方向一致，這樣，能更容易地進(jìn)行拉深，而且制成的極板的性能也更高。圖5中的箭頭表示，在該方向上，鉛帶連續(xù)延長(zhǎng)。此板柵以窗式?jīng)_壓板柵A標(biāo)記，以此制得的極板以窗式?jīng)_壓板A標(biāo)記。拉深可以采用壓力機(jī)的沖模雙向拉深成形，其所形成的極板板柵如圖10、11、12、13所示。所述薄區(qū)的未凸起部分為板柵主體7B，所述板柵主體的上下側(cè)均形成有陣列式排列的凸起，板柵主體上側(cè)的凸起為向上凸起5B1，以板柵主體下側(cè)的凸起為向下凸起5B2，所述向上凸起5B1與板柵主體之間、向下凸起5B2與板柵主體之間形成"側(cè)開式"透孔6B，類似"百葉窗式"，這樣，經(jīng)過(guò)拉深后板柵的厚度達(dá)到2-5mm。并且，所述拉深使成形板柵的"側(cè)開式"透孔的開孔方向一致，向上凸起5B1和向下凸起5B2成行地間隔設(shè)置，這樣，也能使拉深更容易地進(jìn)行，而且制成的極板的性能也更高。圖10中的箭頭表示，在該方向上，鉛帶連續(xù)延長(zhǎng)。此板柵以窗式?jīng)_壓板柵B標(biāo)記，以此制得的極板以窗式?jīng)_壓板B標(biāo)記。拉深也可采用這樣的壓力機(jī)沖模雙向拉深成形，其所形成的極板板柵如圖14、15、16、17所示。所述薄區(qū)的未凸起部分為板柵主體7C，所述板柵主體的上下側(cè)均形成有陣列式排列的凸起，板柵主體上側(cè)的凸起為向上凸起5C1，以板柵主體下側(cè)的凸起為向下凸起5C2，所述向上凸起5C1與板柵主體之間、向下凸起5C2與板柵主體之間形成"側(cè)開式"透孔6C，類似"百葉窗式"，這樣，經(jīng)過(guò)拉深后板柵的厚度達(dá)到2-5mm。并且，所述拉深使成形板柵的"側(cè)開式"透孔的開孔方向一致，向上凸起5C1和向下凸起5C2間隔設(shè)置，使成形板柵的圖14中的箭頭表示，在該方向上，鉛帶連續(xù)延長(zhǎng)。此板柵以窗式?jīng)_壓板柵C標(biāo)記，以此制得的極板以窗式?jīng)_壓板C標(biāo)記。以上三種沖切和拉深方式均采用連續(xù)加工，之后，再通過(guò)整形、熱處理(退火、重5結(jié)晶)、涂膏后分切制得極板，圖23、24、25顯示了以圖10、11、12、13所示的板柵為基礎(chǔ)進(jìn)一步制得的鉛酸蓄電池極板的剖視圖，其中附圖標(biāo)號(hào)8為板柵主體表面所涂的鉛膏，在圖23、24、25中，與圖10、11、12、13中標(biāo)號(hào)相同的代表相同的含義。在本發(fā)明中所述的"側(cè)開式"透孔是指該孔穿透板柵，以圖11、13為例，"側(cè)開式"透孔6B包括以下部分因?yàn)樵摽椎囊徊糠质且虬鍠胖黧w上的凸起而形成，而使得該孔6B的孔口有面向側(cè)面的部分，即附圖標(biāo)號(hào)K1所指的部分；同時(shí)，該"側(cè)開式"透孔6B的孔口隨凸起的方向不同，而同時(shí)具有面向上方或下方的部分，如圖13所示，"側(cè)開式"透孔6B的該孔口部分包括處于凸起下方或上方的孔口部分K2及未被凸起所擋的孔口部分K3，或者，所述面向上方或下方的孔口部分僅包括處于凸起下方或上方的孔口部分K2而不具有未被凸起所擋的孔口部分K3。以下對(duì)本發(fā)明板柵所制得的極板與傳統(tǒng)板柵所制得的極板在重量、單位涂膏量比鉛合金重量以及表面積、表面積比單位鉛合金幾個(gè)方面進(jìn)行比較。參照?qǐng)D18、19、20，它為傳統(tǒng)的的澆鑄板柵，其尺寸參數(shù)如圖所示，以此制得的極板在發(fā)明中稱為澆鑄板。參照?qǐng)D21，它為傳統(tǒng)的平面沖壓板柵，其尺寸參數(shù)如圖所示，以此制得的極板在發(fā)明中稱為平面沖壓板。比較結(jié)果如下表1所示。鉛膏密度按正極膏4.2g/cm3計(jì)算，鉛合金密度按11.3g/cm3計(jì)算。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從表1可以看出，本發(fā)明所提供的極板板柵在厚度上與澆鑄板可以相同，能比平面沖壓板柵更厚。在重量上，本發(fā)明所提供的極板板柵在單塊重量上比澆鑄板柵輕30%，比平面沖壓板柵略重，但比平面沖壓板柵能涂制更多的膏，所以單位涂膏量比鉛合金重量值，窗式?jīng)_壓板柵B與C最大，比澆鑄板柵多157%，比平面沖壓板柵多132%，此結(jié)果說(shuō)明同樣容量的極板采用窗式?jīng)_壓板柵使用的鉛最少，節(jié)省約100%以上。同時(shí)，"本發(fā)明所提供的極板板柵在單位表面積上是最大的，是澆鑄板柵和平面沖壓板柵的的3.8倍。單位鉛合金的表面積分別是澆鑄板柵的5.5倍，是平面沖壓板柵的2.8倍。由此可以看出，本發(fā)明所提供的極板板柵的反應(yīng)表面積大大提高，將大大降低極板內(nèi)阻，提高極板的充電接受能力和放電平臺(tái)、比能量和比功率。從表1還可以看出，正極鉛用量下降30%以上，正極綜合成本下降20%以上。采用表1中尺寸的窗式?jīng)_壓板、澆鑄板和平面沖壓板組裝的電池參數(shù)如下表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>(注1、充電接受能力從1*到5*表示從差到優(yōu)的水平；2、比能量、比功率從1*到5*表示從低到高的水平。)從表2可以看出，以本發(fā)明提供的板柵所制得的極板較澆鑄板和平面沖壓板的單片容量分別提高將近35%_100%以上，從另一方面也可以說(shuō)明在單片容量相同的情況下，以本發(fā)明提供的板柵所制得的極板將需要更少的用鉛量，可以達(dá)到節(jié)約成本的效果。由于以本發(fā)明提供的板柵所制得的極板的鉛膏與板柵的接觸面積更大，導(dǎo)致內(nèi)阻減小，相應(yīng)的單片放電功率也較普通板高，所以比能量與比功率也較普通板柵高。同時(shí)由于板柵合金的耐腐性的提高，表面積的大大增大，有效的改善了耐腐性和充放電內(nèi)阻，提高充電接受能力和放電平臺(tái)。權(quán)利要求一種鉛酸蓄電池板柵，其特征在于它包括板柵主體，所述板柵主體的一側(cè)形成有陣列式排列的凸起，所述凸起與板柵主體之間形成“側(cè)開式”透孔。2.如權(quán)利要求1所述的一種鉛酸蓄電池板柵，其特征在于所述"側(cè)開式"透孔的開孔方向一致。3.—種鉛酸蓄電池板柵，其特征在于所述板柵主體的上下側(cè)均形成有陣列式排列的凸起，所述凸起與板柵主體之間形成"側(cè)開式"透孔。4.如權(quán)利要求3所述的一種鉛酸蓄電池板柵，其特征在于所述"側(cè)開式"透孔的開孔方向一致。5.如權(quán)利要求3所述的一種鉛酸蓄電池板柵，其特征在于以板柵主體上側(cè)的凸起為向上凸起，以板柵主體下側(cè)的凸起為向下凸起，向上凸起和向下凸起成行地間隔設(shè)置。6.如權(quán)利要求3所述的一種鉛酸蓄電池板柵，其特征在于以板柵主體一側(cè)的凸起為向上凸起，以板柵主體另一側(cè)的凸起為向下凸起，所述向上凸起和向下凸起間隔設(shè)置。7.—種鉛酸蓄電池極板，其特征在于所述極板包括板柵及涂于板柵表面的鉛膏，所述板柵為權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的任意一種板柵。8.—種鉛酸蓄電池板柵的制造方法，其特征在于它包括以下步驟1).制作鉛帶，2).對(duì)鉛帶進(jìn)行軋帶，在鉛帶上對(duì)應(yīng)板柵的薄區(qū)，并在鉛帶的一側(cè)形成對(duì)應(yīng)極耳的厚邊，3).沖切，在步驟2)形成的鉛帶薄區(qū)中形成陣列式排列的孔，同時(shí)，對(duì)步驟2)形成的鉛帶厚邊沖切成極耳，4).拉深，在板柵主體上形成陣列式排列的凸起，并在所述凸起與板柵主體之間形成"側(cè)開式"透孔。9.如權(quán)利要求7所述的鉛酸蓄電池板柵的制造方法，其特征在于所述孔為矩形孔，矩形孔的長(zhǎng)度方向與鉛帶的寬度方向相同，對(duì)應(yīng)極耳的厚邊處于鉛帶寬度方向的一側(cè)，所形成的極耳處于鉛帶寬度方向的一側(cè)。10.如權(quán)利要求7所述的鉛酸蓄電池板柵的制造方法，其特征在于所述拉深為在鉛帶的上下方向上的單方向拉深或雙方向拉深。全文摘要本發(fā)明提供了一種鉛酸蓄電池板柵，它包括板柵主體，板柵主體的一側(cè)形成有陣列式排列的凸起，凸起與板柵主體之間形成“側(cè)開式”透孔。本發(fā)明還提供一種鉛酸蓄電池極板，極板包括板柵及涂于板柵表面的鉛膏。本發(fā)明還提供一種制備上述極板板柵的極板板柵制造方法，它包括.制作鉛帶；.對(duì)鉛帶進(jìn)行軋帶；.沖切；拉深。本發(fā)明可以大大節(jié)約用鉛量；可提高極板的充電接受能力和放電平臺(tái)、比能量和比功率；本發(fā)明提供的方法簡(jiǎn)單，所制造的極板板柵質(zhì)量高，能夠?qū)崿F(xiàn)極板板柵的連續(xù)化、高產(chǎn)量生產(chǎn)；減少鉛的零料回爐損耗，降低生產(chǎn)的能耗和材料的氧化。文檔編號(hào)H01M4/14GK101740781SQ20081016217公開日2010年6月16日申請(qǐng)日期2008年11月27日優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日發(fā)明者徐莘,王德力,赫伯特·杰斯,陳建申請(qǐng)人:浙江南都電源動(dòng)力股份有限公司;杭州南都能源科技有限公司;杭州南都電池有限公司