專利名稱：一種鉛酸蓄電池板柵及其加工模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種鉛酸蓄電池，特別涉及一種鉛酸蓄電池板柵及其加工模具。
背景技術(shù)：
鉛酸蓄電池的發(fā)展歷史到現(xiàn)在已走過了 150個(gè)年頭。從最早的鉛片板柵和木隔板到現(xiàn)在的多元合金、新型的輕化板柵和概念的塑料板柵等等眾多新技術(shù)。板柵在鉛酸蓄電池部件中是個(gè)主要的角色，人們?yōu)樵O(shè)計(jì)出性能更優(yōu)越的板柵也絞盡腦汁，板柵既承托著鉛膏活性物質(zhì)不脫落，還要對活性物質(zhì)所產(chǎn)生的化學(xué)能——電輸送出來做功，當(dāng)化學(xué)能被釋放凈時(shí)，還要接受外來的充電設(shè)備對其進(jìn)行還原反應(yīng)，繼而蓄電池又可以繼續(xù)工作了。這樣的往復(fù)循環(huán)，使常規(guī)的蓄電池達(dá)到了 300—400次的循環(huán)壽命。但這樣的循環(huán)壽命并不能滿足現(xiàn)代化社會的需要?？捎绊戇@一缺陷的原因有很多，其中最主要的原因在于現(xiàn)在所采用的鉛多元合金板柵的電阻由于電阻的原因，鉛酸蓄電池在做大功率放電的時(shí)候，電池的內(nèi)部會產(chǎn)生很高的熱量，這樣一來便加劇了硫酸鉛的快速生成和結(jié)晶粒的加大，導(dǎo)致板柵上的活性物質(zhì)的鈍化，使蓄電池盡早的將化學(xué)能耗盡，終結(jié)了使用壽命。再者，由于電阻大的原因，板柵的的電壓下降，已成為鉛酸蓄電池大型化和高型化的障礙。其次的一個(gè)原因就是多元合金中摻雜很多的金屬元素，目的是為了增加板柵的機(jī)械強(qiáng)度或達(dá)到某種程度的抗腐蝕性能和改變析氫量等。但是摻雜其中的其他金屬元素也要參加化學(xué)反應(yīng)，也要產(chǎn)生其他的化學(xué)成分，這些成分也要附著在極板上，這樣一來又多了一層電阻層，影響了蓄電池的電化學(xué)性能。這樣的多元合金的介入帶來的收效甚微。在鉛酸蓄電池中板柵的抗腐蝕性能和析氫量最佳以及直接影響電化學(xué)性能的材料就是鉛錫合金，但其機(jī)械強(qiáng)度不夠、質(zhì)軟，滿足不了現(xiàn)代化機(jī)械工業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)需要， 使得鉛錫合金板柵的使用就成了蓄電池行業(yè)的一個(gè)瓶頸。雖說目前卷繞式蓄電池以產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，不要求板柵的機(jī)械強(qiáng)度，采用純鉛板柵，但是鉛的電阻問題還是一個(gè)技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電阻小，板柵的機(jī)械強(qiáng)度高，使用壽命長的鉛酸蓄電池板柵及其加工模具。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種鉛酸蓄電池板柵，由邊框、極耳、掛鉤、板柵組成，所述板柵是由鉛包銅復(fù)合絲編織成網(wǎng)帶的一體式板柵，所述該板柵的邊緣與邊框連接，所述邊框上一體的壓鑄有極耳。所述編織成網(wǎng)帶式的板柵的鉛包銅復(fù)合絲在編織前壓制成波浪狀。所述板柵的外緣為粗糙的毛邊，毛邊的突起為鉛包銅復(fù)合絲筋頭，所述這些筋頭與邊框壓鑄連接。所述板柵的一根鉛包銅復(fù)合絲深入到極耳內(nèi)與極耳壓鑄連接。所述該編織成網(wǎng)帶狀的板柵，其網(wǎng)眼形狀為矩形、菱形、五邊形或六邊形中的一種。
3
一種鉛酸蓄電池板柵的加工模具，由上、下開合的兩部分移動模具組成，所述上移動模具由上部后移動模具和上部前移動模具通過絕熱層連接為一體，所述下移動模具由下部后移動模具和下部前移動模具通過絕熱層連接一體，所述模具的內(nèi)腔設(shè)有極耳模具腔、 板柵腔、邊框槽，所述板柵腔內(nèi)設(shè)有四個(gè)定位柱。所述該加工模具的上部后移動模具和下部前移動模具上分別設(shè)置有加熱裝置和冷卻水道。本發(fā)明是通過對板柵的電阻和機(jī)械強(qiáng)度以及采用最為優(yōu)越的鉛錫合金等多項(xiàng)改善和提高而設(shè)計(jì)的，此板柵是由鉛包銅絲編網(wǎng)后再通過鑄鉛邊框和極耳復(fù)合而成的，在此板柵中銅既減小了電阻，又增加了板柵的機(jī)械強(qiáng)度。銅的電阻率只是鉛的十分之一，所以板柵的電阻問題被大大的優(yōu)化，在蓄電池中， 板柵上有一梯度電阻的問題，越向下電阻越大，也就是說板柵的下半部的電阻要比上半部的電阻大得多，進(jìn)而板柵上涂覆的活性物質(zhì)通過使用一段時(shí)間后，板柵下半部分的電能根本就釋放不出來了，可使用的只有上半部分，使蓄電池的實(shí)際使用容量大大下降，影響了活性物質(zhì)的利用率。改用鉛包銅絲編網(wǎng)板柵后，由于電阻的降低，使電池在充電時(shí)，能把有效的電能輸送到板柵的底部，激活活性物質(zhì)，更多的參加到電化學(xué)反應(yīng)中來，再者由于內(nèi)阻小了，沒有了高溫的產(chǎn)生，硫酸鉛的產(chǎn)生速度被減慢和結(jié)晶粒的粗大化被改善，延長了蓄電池的使用壽命。電阻小就等于省電節(jié)能，可以把受電阻影響的板柵底部的電能有效的輸送出來做功，電阻的減小更適合于蓄電池的大功率放電，提高了蓄電池的質(zhì)量比能量，更提高了利用率。延長了放電的時(shí)間。據(jù)上世紀(jì)70年代德國做的一項(xiàng)銅拉網(wǎng)鍍鉛板柵的實(shí)驗(yàn)證明 采用銅拉網(wǎng)鍍鉛負(fù)極板的蓄電池在放電時(shí)間上延長了 25%，容量提高了 35%以上，使原來常規(guī)的鉛多元合金板柵的電阻下降了 25%甚至更高。本發(fā)明的復(fù)合板柵中不僅有銅，還有鉛錫合金，因此復(fù)合板柵要比常規(guī)板柵的電阻還要降低5%。近幾年來國內(nèi)外有很多的專家和企業(yè)致力于對銅板柵的研究和開發(fā)，但由于工藝、成本和不能產(chǎn)業(yè)化等問題直到現(xiàn)在也沒有一個(gè)成品上市使用，面對科研和巨大的市場前景及鉛酸蓄電池在行業(yè)中的主導(dǎo)地位和發(fā)展，發(fā)明了此種鉛包銅絲編網(wǎng)復(fù)合式板柵，利用此復(fù)合板柵生產(chǎn)的蓄電池可以應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電，太陽能發(fā)電的儲備電源，純電動汽車的電源，船舶，航天，鐵路，礦山工業(yè)等行業(yè)，更適合于大型的蓄電池組，也可作為牽引及起動用電源，尤其以需要大電流放電的行業(yè)和為卷繞式蓄電池提供最優(yōu)化的板柵。


圖1是本實(shí)用新型板柵實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型加工模具實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型加工模具實(shí)施例的截面圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，該一種鉛酸蓄電池板柵是由鉛包銅復(fù)合絲編織成網(wǎng)帶的一體式板柵5，所述鉛包銅復(fù)合絲中鉛衣的厚度根據(jù)蓄電池的實(shí)際容量而定，以提高板柵5的抗腐壽命；所述鉛包銅復(fù)合絲中銅絲的直徑根據(jù)蓄電池的容量而定，以增大銅絲電荷的承受能力， 減小電池內(nèi)的內(nèi)阻和過熱問題。所述板柵5的外緣為粗糙的毛邊，毛邊的突起為鉛包銅復(fù)合絲筋頭，所述這些筋頭與邊框3壓鑄連接。所述邊框3上一體的壓鑄有極耳2。所述邊框3采用鉛錫合金，其與極耳1和掛鉤1同時(shí)壓鑄完成。所述板柵5的一根鉛包銅復(fù)合絲深入到極耳2內(nèi)與極耳2壓鑄連接，這根極耳鉛包銅復(fù)合絲通向極耳2中，使包含同的復(fù)合絲更加靠近蓄電池中的匯流排，起到減小電阻的作用。所述極耳2的自由端一體的形成有掛鉤1，該掛鉤1為板柵5在硫化過程中起到懸掛的作用，此部分和極耳2局采用鉛錫合金材料壓鑄而成。上述編織成網(wǎng)帶式的板柵5的鉛包銅復(fù)合絲在編織前壓制成波浪狀。上述該編織成網(wǎng)帶狀的板柵5的網(wǎng)眼4形狀為矩形、菱形、五邊形或六邊形中的任意一種。上述鉛包銅復(fù)合絲是通過金屬拉絲機(jī)單芯復(fù)合技術(shù)制備完成，根據(jù)蓄電池容量大小規(guī)格不同的差異，可將鉛衣包裹成不同的厚度，以增加復(fù)合板柵5在實(shí)際應(yīng)用中的抗腐蝕性能和壽命。也可將銅絲更換成所需的粗細(xì)，以適應(yīng)蓄電池的各種型號帶來的不同負(fù)荷。 為防止矩形格的尺寸不均勻，上述板柵5根據(jù)不同型號和尺寸編織制備成網(wǎng)帶狀的半成品，根據(jù)所需板柵的尺寸不同，可以將網(wǎng)帶式的板柵進(jìn)行裁剪，使板柵5的大小尺寸復(fù)合各種不同型號蓄電池的加工應(yīng)用。并且可以將編織成網(wǎng)帶狀的鉛包銅復(fù)合絲在編織前壓制成波浪狀。采用波浪狀的結(jié)構(gòu)也增加了板柵5的機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)網(wǎng)帶式板柵5編織完成后，按照所需的尺寸進(jìn)行剪切，然后將裁剪好的板柵5放入到加工模具內(nèi)進(jìn)行壓鑄加工。參見圖2 與圖3所示，在剪切時(shí)板柵的四周都要留有5-20mm的筋條毛邊，此毛邊是為了將板柵5放入壓鑄模具中時(shí)可以讓筋條毛邊與模具槽口緊密的閉合，完成邊框3、極耳2與板柵5的連接。根據(jù)蓄電池的容量大小不同和極耳長度的不同，按照所需，對板柵5的筋條毛邊的長短進(jìn)行預(yù)留。如圖2和圖3所示，上述一種鉛酸蓄電池板柵的加工模具，是由上、下開合的兩部分移動模具組成，所述上移動模具由上部后移動模具12和上部前移動模具14通過絕熱層 13連接為一體，所述下移動模具由下部后移動模具18和下部前移動模具16通過絕熱層13 連接一體，所述模具的內(nèi)腔設(shè)有極耳模具腔6、板柵腔5、邊框槽10，所述板柵腔5內(nèi)設(shè)有四個(gè)定位柱9，用來固定板柵5，使板柵5外緣的筋頭與邊框3和極耳2的位置對應(yīng)。上述極耳模具腔6和邊框槽10與壓鑄進(jìn)料道11連通。所述極耳模具腔6和邊框槽10上還連通有排氣道8。所述該加工模具的上部后移動模具12和下部前移動模具16上分別設(shè)置有加熱裝置17和冷卻水道19。上述模具的溫度控制在不超過300士5攝氏度的范圍，使進(jìn)入模具中的鉛溶液能夠順暢的瞬間注入模腔，又不能讓提前夾在模具中的板柵5融化，在鉛溶液從氣道流出時(shí)， 便可證明模腔中鉛溶液已完全注滿，此時(shí)冷卻水道打開，通過水道將冷卻水注入模具，使注入模具中的的鉛溶液完全凝固，便可將板柵5從模具中取出，取出的板柵通過平整模具將板柵進(jìn)行平整后，鉛包銅絲編網(wǎng)復(fù)合式板柵便制備完成。
權(quán)利要求
1.一種鉛酸蓄電池板柵，由邊框、極耳、掛鉤、板柵組成，所述板柵是由鉛包銅復(fù)合絲編織成網(wǎng)帶的一體式板柵(5)，所述該板柵(5)的邊緣與邊框(3)連接，所述邊框(3)上一體的壓鑄有極耳(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛酸蓄電池板柵，其特征在于所述編織成網(wǎng)帶式的板柵(5)的鉛包銅復(fù)合絲在編織前壓制成波浪狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛酸蓄電池板柵，其特征在于所述板柵(5)的外緣為粗糙的毛邊，毛邊的突起為鉛包銅復(fù)合絲筋頭，所述這些筋頭與邊框(3)壓鑄連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛酸蓄電池板柵，其特征在于所述板柵(5)的一根鉛包銅復(fù)合絲深入到極耳(2)內(nèi)與極耳(2)壓鑄連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛酸蓄電池板柵，其特征在于所述該編織成網(wǎng)帶狀的板柵(5)，其網(wǎng)眼(4)形狀為矩形、菱形、五邊形或六邊形中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉛酸蓄電池板柵的加工模具，由上、下開合的兩部分移動模具組成，所述上移動模具由上部后移動模具(12)和上部前移動模具(14)通過絕熱層 (13)連接為一體，所述下移動模具由下部后移動模具(18)和下部前移動模具(16)通過絕熱層(13 )連接一體，所述模具的內(nèi)腔設(shè)有極耳模具腔(6 )、板柵腔(5 )、邊框槽(10 )，所述板柵腔(5 )內(nèi)設(shè)有四個(gè)定位柱(9 )，上述極耳模具腔(6 )和邊框槽(10 )與壓鑄進(jìn)料道(11)連通，所述極耳模具腔(6 )和邊框槽(10 )上還連通有排氣道(8 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鉛酸蓄電池板柵的加工模具，其特征在于所述該加工模具的上部后移動模具(12)和下部前移動模具(16)上分別設(shè)置有加熱裝置(17)和冷卻水道(19)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉛酸蓄電池板柵及其加工模具，由邊框、極耳、掛鉤、板柵組成，所述板柵是由鉛包銅復(fù)合絲編織成網(wǎng)帶的一體式板柵，所述該板柵的邊緣與邊框連接，所述邊框上一體的壓鑄有極耳。本發(fā)明是通過對板柵的電阻和機(jī)械強(qiáng)度以及采用最為優(yōu)越的鉛錫合金等多項(xiàng)改善和提高而設(shè)計(jì)的，此板柵是由鉛包銅絲編網(wǎng)后再通過鑄鉛邊框和極耳復(fù)合而成的，在此板柵中銅既減小了電阻，又增加了板柵的機(jī)械強(qiáng)度。
文檔編號H01M4/73GK102208650SQ20111012076
公開日2011年10月5日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者關(guān)凱 申請人:關(guān)凱