具有變化的耐腐蝕性的電池板柵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電池板柵。所述電池板柵包括板柵柵絲的圖案。所述圖案包括具有第一節(jié)段和第二節(jié)段的板柵柵絲，所述第一節(jié)段具有第一耐腐蝕性，所述第二節(jié)段具有比第一耐腐蝕性差的第二耐腐蝕性。在電池板柵的使用壽命期間，第二節(jié)段以快于第一節(jié)段的腐蝕速率的速率發(fā)生腐蝕，以便動(dòng)態(tài)地釋放其內(nèi)應(yīng)力并控制板柵增長(zhǎng)。還公開(kāi)了包括所述板柵的電池和形成所述板柵的方法。
【專利說(shuō)明】具有變化的耐腐蝕性的電池板柵
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2011年11月3日提交的系列號(hào)為61/555, 276的美國(guó)臨時(shí)專利申 請(qǐng)（標(biāo)題為ENHANCED POSITIVE BATTERY GRID)和2012年10月30日提交的系列號(hào) 為13/663, 872的美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng)（標(biāo)題為BATTERY GRID WITH VARIED CORROSION RESISTANCE)的優(yōu)先權(quán)，上述申請(qǐng)的內(nèi)容據(jù)此以全文引用的方式并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域（例如，鉛酸電池，包括用于車輛起動(dòng)、照明和點(diǎn)火應(yīng)用的 電池；船用電池；商務(wù)電池；工業(yè)電池；供混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、微混合動(dòng)力汽車等使用的電 池）。本發(fā)明更具體地涉及電池板柵和制作電池板柵的方法。

【背景技術(shù)】
[0004] 二次電池或可再充電電池、蓄電池或蓄電器是一組的一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)電池，其 中的電化學(xué)反應(yīng)是電學(xué)上可逆的。
[0005] 已知的是，鉛酸電池由浸入電解質(zhì)溶液的鉛板和二氧化鉛隔離板構(gòu)成。鉛、二氧化 鉛和電解質(zhì)引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，所述化學(xué)反應(yīng)釋放電子，使釋放出的電子流過(guò)導(dǎo)體以產(chǎn)生電力。
[0006] 鉛酸電池通常具有很長(zhǎng)的壽命或壽命周期，結(jié)果導(dǎo)致大數(shù)目的放電/充電循環(huán)。 電池放電時(shí)，電解質(zhì)的酸與所述板的材料發(fā)生反應(yīng)，使其表面變成硫酸鉛。電池充電時(shí)，化 學(xué)反應(yīng)逆轉(zhuǎn)。也就是說(shuō)，鉛酸電池充電時(shí)，正電極活性材料從硫酸鉛/氧化鉛轉(zhuǎn)化成二氧化 鉛。已知電池板柵（并且特別是正極電池板柵）在貫穿其壽命周期中隨時(shí)間的推移而增長(zhǎng)。
[0007] 鉛酸電池的一個(gè)眾所周知的故障模式是通過(guò)正極板柵增長(zhǎng)自然發(fā)生的。此外，電 池的過(guò)度循環(huán)、溫度過(guò)高和過(guò)度充電可加快正極板柵腐蝕的速率，并因此加快板柵增長(zhǎng)的 速率。
[0008] 傳統(tǒng)的電池板柵制造往往需要特別注意避免電池板柵柵絲結(jié)構(gòu)的顯著破壞。 據(jù) Prengaman 報(bào)告（Pb_80Seventh International Lead Conference, Madrid, Lead Development Association, London, 1983, p. 34)，老化后使鉛合金材料變形大大降低了后 續(xù)的機(jī)械性能和晶粒結(jié)構(gòu)以及耐腐蝕性。腐蝕仍然是鉛酸電池最常見(jiàn)的故障模式之一。因 此傳統(tǒng)上來(lái)說(shuō)，形成電池板柵要避免過(guò)度腐蝕和/或氧化。
[0009] 許多電池制造商通過(guò)這樣的方式來(lái)抵消板柵增長(zhǎng)，即將電池盒設(shè)計(jì)成具有間隙的 區(qū)域以允許板柵在電池壽命過(guò)程期間增長(zhǎng)。其它電池制造業(yè)試圖通過(guò)為其特定的板柵制造 工藝努力開(kāi)發(fā)耐腐蝕的鉛合金來(lái)弱化腐蝕的影響。另一種可供選擇的方案是向板柵中加鉛 以減少板柵增長(zhǎng)。然而，上述方案缺點(diǎn)在于材料和成本的增加。
[0010] 基于制造上的限制條件和/或?yàn)榇_保將濕糊劑保持在板柵結(jié)構(gòu)內(nèi)，傳統(tǒng)的板柵設(shè) 計(jì)往往限制板柵中開(kāi)口的尺寸。另外，在許多應(yīng)用中，由于車輛制造商所允許的電池空間有 限，較大的電池尺寸可能是不可取的或不可能的。此外，雖然使現(xiàn)有電池盒內(nèi)單獨(dú)的板較小 的話可以為板柵膨脹提供所需的空間，但這種方式可能會(huì)使容量和高倍率性能受損。因此， 在傳統(tǒng)的鉛酸電池中，在容器內(nèi)提供更多的空間以適應(yīng)板柵增長(zhǎng)的靈活性是有限的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 因此，提供了一種具有板柵柵絲的圖案的電池板柵。所述圖案包括具有第一節(jié)段 和第二節(jié)段的板柵柵絲，所述第一節(jié)段具有第一耐腐蝕性，所述第二節(jié)段具有比第一耐腐 蝕性差的第二耐腐蝕性。第二節(jié)段以快于第一節(jié)段的腐蝕速率的速率發(fā)生腐蝕，以便在電 池板柵的使用壽命期間動(dòng)態(tài)地釋放其內(nèi)應(yīng)力。
[0012] 提供了進(jìn)一步的電池板柵，其包括板柵柵絲的圖案。所述圖案具有預(yù)先確定的第 一腐蝕速率。圖案中的板柵柵絲節(jié)段具有預(yù)先確定的第二腐蝕速率，其與第一腐蝕速率不 同，以便在電池板柵的使用壽命期間動(dòng)態(tài)地釋放其內(nèi)應(yīng)力。
[0013] 提供了進(jìn)一步的電池板柵，其包括板柵柵絲的圖案。所述圖案包括具有一次變形 和二次變形的板柵柵絲。二次變形具有比板柵柵絲的腐蝕速率快的腐蝕速率，以便在電池 板柵的使用壽命期間動(dòng)態(tài)地釋放其內(nèi)應(yīng)力。
[0014] 還提供了形成電池板柵的方法。所述方法包括形成具有板柵柵絲的圖案的電池板 柵。板柵柵絲的圖案中的板柵柵絲的截面角部被改動(dòng)。板柵柵絲的圖案中的板柵柵絲節(jié)段 也被改動(dòng)，使得所述節(jié)段具有與圖案中另一條板柵柵絲節(jié)段不同的耐腐蝕性，并且一條板 柵柵絲節(jié)段將以快于板柵柵絲的圖案中另一板柵柵絲節(jié)段的腐蝕速率的速率發(fā)生腐蝕。
[0015] 本文根據(jù)實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例描述的板柵及方法使得有可能在電池和 板柵的實(shí)際使用壽命期間在板柵中產(chǎn)生必要的額外空間以動(dòng)態(tài)地釋放內(nèi)應(yīng)力。所述方法的 一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及以這樣的方式來(lái)控制精細(xì)標(biāo)定的板柵柵絲節(jié)段的微結(jié)構(gòu)，使得可以 將其選擇性地腐蝕掉，使之無(wú)法傳遞應(yīng)力，和/或減少導(dǎo)致電池故障的應(yīng)力積累。
[0016] 以下對(duì)實(shí)施方案的各種實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中描述了根據(jù)本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方 法的這些及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，并且從中也可顯而易見(jiàn)這些及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 將參考以下附圖來(lái)詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)、裝置和方法實(shí)施方案的各種實(shí) 施例，其中：
[0018] 圖1是電池板柵的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的立視圖，顯示了正極電池板柵。
[0019] 圖2是包括圖1中所示的電池板柵的正極板的立視圖，顯示剖開(kāi)了糊料以露出電 池板柵。
[0020] 圖3A是負(fù)極板的透視圖，顯示剖開(kāi)了糊料以露出負(fù)極電池板柵。
[0021] 圖3B是用于與電池板（如在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，圖3A中所示的負(fù) 極板）一起使用的隔板的透視圖。
[0022] 圖4是沖壓電池板柵的板柵柵絲的剖開(kāi)的截面視圖，是自圖1的線4-4截取的，顯 示了包括一次變形的板柵柵絲的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例。
[0023] 圖5是沖壓電池板柵的板柵柵絲的剖開(kāi)的截面視圖，是自圖1的線4-4截取的，顯 示了包括一次變形的板柵柵絲的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例。
[0024] 圖6是沖壓電池板柵的板柵柵絲的剖開(kāi)的截面視圖，是自圖1的線4-4截取的，顯 示了包括一次變形的板柵柵絲的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例。
[0025] 圖7是沖壓電池板柵的板柵柵絲的剖開(kāi)的截面視圖，是自圖1的線4-4截取的，顯 示了包括一次變形的板柵柵絲的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例。
[0026] 圖8是沖壓電池板柵的板柵柵絲的剖開(kāi)的截面視圖，是自圖1的線4-4截取的，顯 示了包括一次變形的板柵柵絲的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例。
[0027] 圖9是電池板柵的剖開(kāi)的立視圖，顯示了板柵柵絲的圖案中的板柵柵絲或板柵柵 絲節(jié)段上的二次變形節(jié)段。
[0028] 圖10是包括圖9中所示的二次變形節(jié)段（由圖9中的線10-10標(biāo)示）的板柵柵 絲的透視圖。
[0029] 圖11是圖9中所示的電池板柵的剖開(kāi)的立視圖，顯示了由圖9中示出的二次變形 節(jié)段的腐蝕所形成的板柵柵絲中的間隙。
[0030] 圖12是包括圖11中所示的間隙（由圖11中的線12-12標(biāo)示）的板柵柵絲的透 視圖。
[0031] 圖13是電池板柵上的板柵柵絲圖案中的板柵柵絲的剖開(kāi)的透視圖，顯示了二次 變形節(jié)段的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例。
[0032] 圖14是電池板柵上的板柵柵絲圖案中的板柵柵絲的剖開(kāi)的透視圖，顯示了二次 變形節(jié)段的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例。
[0033] 圖15是電池板柵上的板柵柵絲圖案中的板柵柵絲的剖開(kāi)的透視圖，顯示了二次 變形節(jié)段的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例。
[0034] 圖16是電池板柵上的板柵柵絲圖案中的板柵柵絲的剖開(kāi)的透視圖，顯示了二次 變形節(jié)段的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例。
[0035] 圖17是電池板柵上的板柵柵絲圖案中的板柵柵絲的剖開(kāi)的透視圖，顯示了具有 一定程度變形的二次變形節(jié)段的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例。
[0036] 圖18是電池板柵上的板柵柵絲圖案中的板柵柵絲的剖開(kāi)的透視圖，顯示了具有 一定程度變形的二次變形節(jié)段的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例，所述一定程度的變形小于圖17 中所示的變形程度。
[0037] 圖19是電池板柵上的板柵柵絲圖案中的板柵柵絲的剖開(kāi)的透視圖，顯示了具有 一定程度變形的二次變形節(jié)段的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例，所述一定程度的變形大于圖17 和18中所示的變形程度。
[0038] 圖20是供與圖1中所示的電池板柵結(jié)合使用的電池的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的分解 透視圖。
[0039] 應(yīng)當(dāng)理解的是，附圖不一定是按比例繪制的。在某些情況下，有些細(xì)節(jié)對(duì)于理解本 發(fā)明來(lái)說(shuō)是沒(méi)有必要的，或者它們使得其它細(xì)節(jié)難以被察覺(jué)，這些細(xì)節(jié)可能已被略去。當(dāng)然 應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不一定局限于本文中示出的具體實(shí)施方案。

【具體實(shí)施方式】
[0040] 公開(kāi)了用于電池（并且特別是可再充電電池，例如鉛酸電池）的板柵或集電體。
[0041] 如在下文更詳細(xì)地闡述的那樣，鉛酸電池板柵制作的已知技術(shù)包括：間歇工藝，如 書(shū)型模重力澆注；和連續(xù)工藝，如帶材膨脹、帶材沖壓、連續(xù)澆注以及連續(xù)澆注接著進(jìn)行軋 制。由這些工藝制成的板柵具有特定工藝所特有的獨(dú)特特征，并且在鉛酸電池中的表現(xiàn)不 同，特別是就粘糊工藝而言。應(yīng)當(dāng)理解的是，本文描述的裝置、特征和工藝可采用由任何常 規(guī)的板柵制造工藝或?qū)?lái)開(kāi)發(fā)的板柵制造工藝形成的板柵，并且并不旨在將本發(fā)明限制于 本文為例示目的而公開(kāi)的特定板柵設(shè)計(jì)。
[0042] 電池板柵102示于圖1-3。在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，板柵102是沖壓板 柵。如圖1-2中所示，沖壓板柵102是提供用于與正極板104聯(lián)合使用的正極板柵。在所 提供的具體實(shí)施例中，正極電池板柵是平板或平面板。
[0043] 板柵102包括框架106?？蚣?06具有頂部框架元件108、第一和第二側(cè)部框架 元件110, 112和底部框架元件114。集流耳片116與頂部框架元件108成一體。耳片116 可偏離頂部框架元件108的中心，或者是可以居中或位置更接近第一或第二側(cè)部框架元件 110, 112。因此，電池板柵框架具有頂部、第一側(cè)部、第二側(cè)部和底部，其中頂部具有耳片。
[0044] 頂部框架元件108還可包括擴(kuò)展的導(dǎo)電部分118,其至少一部分正好在耳片116之 下，以優(yōu)化到耳片的電流傳導(dǎo)。底部框架元件114可任選形成有一個(gè)或多個(gè)向下延伸的底 腳（未顯示），用于將板柵的其余部分與電池容器的底部隔開(kāi)。
[0045] 電池板柵102還包括板柵柵絲120。板柵柵絲120可設(shè)置在由按圖案122布置的 多條板柵柵絲形成的板柵網(wǎng)絡(luò)中。板柵網(wǎng)絡(luò)可包括接合到頂部框架元件108的一條或多條 板柵柵絲120。板柵網(wǎng)絡(luò)可包括接合到第一側(cè)部框架元件110的一條或多條板柵柵絲120。 板柵網(wǎng)絡(luò)可包括接合到第二側(cè)部框架元件112的一條或多條板柵柵絲120。板柵網(wǎng)絡(luò)可包 括接合到底部框架元件114的一條或多條板柵柵絲120。板柵網(wǎng)絡(luò)還可以包括前述的組合， 例如像接合到頂部框架元件108和底部框架元件114的一條或多條板柵柵絲120 ;接合到 頂部框架元件108和側(cè)部框架元件110或112的一條或多條板柵柵絲120 ;接合到底部框 架元件114和側(cè)部框架元件110或112的一條或多條板柵柵絲120 ;和/或接合到第一側(cè) 部框架元件110和第二側(cè)部框架元件112的一條或多條板柵柵絲120 ;等等。
[0046] 多條板柵柵絲120限定出包括在板柵網(wǎng)絡(luò)中且在框架106內(nèi)的開(kāi)孔區(qū)124的圖案 122。換言之，多條板柵柵絲在各框架內(nèi)互連以產(chǎn)生空隙。開(kāi)孔區(qū)124有助于保持活性材料 或糊劑126 (參見(jiàn)圖2)。如圖示的實(shí)施例中所示，一條或多條板柵柵絲120可沿其長(zhǎng)度從底 部到頂部截面積增加，或具有錐形形狀，以優(yōu)化柵絲的載流能力，從而幫助將從板柵102上 離耳片116最遠(yuǎn)距離處產(chǎn)生的越來(lái)越多的電流帶走到最接近耳片的距離處。可預(yù)先確定側(cè) 部元件之間的柵絲的寬度和間距，使得跨越板柵102的寬度基本上有等電位點(diǎn)。
[0047] 在圖1中所示的實(shí)施例中，板柵柵絲120的圖案122包括輻射狀延伸的板柵柵絲 128。特別地，多條輻射狀延伸的板柵柵絲128自頂部框架元件108延伸。柵絲的圖案自輻 射點(diǎn)發(fā)出。輻射點(diǎn)位于框架的邊界之外。多條輻射狀延伸的板柵柵絲128中的一條或多 條也可與底部框架元件114和/或側(cè)部框架元件110或112或者兩個(gè)側(cè)部框架元件接合。 在圖示的實(shí)施例中，還將輻射狀延伸的板柵柵絲中的一條130設(shè)置成平行于側(cè)部框架元件 110, 112。其余的輻射狀延伸的板柵柵絲128自半徑線上的假想的交點(diǎn)（即，輻射點(diǎn)）輻射 狀延伸，所述半徑線貫穿平行于側(cè)部框架元件110, 112安置的輻射狀延伸的板柵柵絲130。 在前述實(shí)施例中，當(dāng)從接近底部框架元件114的位置移動(dòng)到接近頂部框架元件108的位置 時(shí)，輻射狀延伸的板柵柵絲128變得更加靠攏，并且當(dāng)自平行于側(cè)部框架元件安置的輻射 狀延伸的板柵柵絲130朝第一側(cè)部框架元件110或第二側(cè)部框架元件112移動(dòng)時(shí)，其還變 得間隔更遠(yuǎn)。
[0048] 在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，板柵102還包括板柵交叉柵絲132。在圖4所 示的實(shí)施例中，交叉柵絲132(包括例如水平板柵柵絲）是間隔開(kāi)的，并且可平行于頂部和/ 或底部框架元件108, 114,盡管對(duì)于本文所提供的目的而言，其上的變化是可以接受的。例 如，一條或多條交叉柵絲可以不等距分開(kāi)或平行于頂部和/或底部框架元件，如在圖中可 以看到的那樣?？梢詾楦鞣N不同的目的設(shè)置板柵交叉柵絲，其一個(gè)例子是為了在制造期間 協(xié)助支撐板柵102和/或支撐電化學(xué)糊劑126和/或允許形成糊團(tuán)。
[0049] 輻射狀延伸的板柵柵絲128和板柵交叉柵絲132的相交或接合發(fā)生在節(jié)點(diǎn)134 處。多條這樣的相交或連接的板柵柵絲128和板柵交叉柵絲132形成多個(gè)節(jié)點(diǎn)134。輻射 狀延伸的板柵柵絲128、板柵交叉柵絲132和節(jié)點(diǎn)134的組合在由框架106所攜帶的板柵柵 絲網(wǎng)絡(luò)中形成一個(gè)或多個(gè)開(kāi)孔空間124。
[0050] 雖然為示例的目的示出和描述了特定的板柵圖案122,但其上的變化將不會(huì)偏離 本發(fā)明的總體范圍，如（但不限于）板柵柵絲厚度和取向。同樣地，如前面所討論的那樣， 把現(xiàn)在已知的或?qū)?lái)開(kāi)發(fā)的其它類型的板柵當(dāng)做本文描述的板柵是可以接受的，如（但不 限于）蜂窩類型的板柵圖案或者直線類型的板柵圖案。
[0051] 用于實(shí)現(xiàn)所提供的目的的任意合適的材料均可用作板柵材料，并且在實(shí)施方案的 一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，板柵材料由鉛或鉛合金形成。在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，用 于板柵材料的材料可對(duì)板柵102賦予均勻腐蝕的特性。其結(jié)果是，實(shí)現(xiàn)了對(duì)板柵102的所 有材料的更有效的利用。例如，材料在電池的使用壽命期間可發(fā)生反應(yīng)，以便隨著時(shí)間的推 移均勻地薄化板柵102 (即，腐蝕）。合適鉛的一個(gè)或多個(gè)例子可以是鍛造鉛或者例如是一 種或多種高晶粒細(xì)化的合金。
[0052] 參考圖4-8,板柵柵絲120和/或節(jié)點(diǎn)134的截面可根據(jù)板柵制作工藝的情況而有 所變化。在各種實(shí)施方案中，可以對(duì)板柵柵絲120和/或節(jié)點(diǎn)134進(jìn)行再成形或再拋光或 變形，形成一次變形的板柵柵絲。例如，板柵柵絲120和/或節(jié)點(diǎn)134的截面可具有任意的 截面設(shè)計(jì)，包括基本上橢圓形狀、基本上矩形形狀、基本上菱形形狀、基本上斜方形狀、基本 上六邊形形狀和/或基本上八邊形形狀。要理解的是，這些形狀的術(shù)語(yǔ)被用來(lái)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貥?biāo) 識(shí)一般的截面形狀，并且由于例如制造工藝中的精確度水平原因，板柵柵絲或節(jié)點(diǎn)134的 實(shí)際截面可與所說(shuō)的形狀有所不同。
[0053] 可以使通過(guò)沖壓工藝形成的截面邊緣或角部136 (示于圖4的示例性實(shí)施例中） 變形或向內(nèi)凹進(jìn)，或者以其它方式自圖5-7中的初始外邊緣136內(nèi)凹。在實(shí)施方案的一個(gè) 或多個(gè)實(shí)施例中，使沖壓板柵102變形或再成形（例如，參考138)，使得通過(guò)沖壓工藝形成 的硬邊緣或角部136變"圓"或以其它方式變形。除了成形的截面邊緣136外，還可以對(duì)板 柵柵絲的表面進(jìn)行平滑處理以減少或消除毛刺及其它表面缺陷。
[0054] 在電池板柵102中，各板柵柵絲節(jié)段可具有不同的截面構(gòu)形，或者各板柵柵絲節(jié) 段可具有相同或類似的截面構(gòu)形。根據(jù)需要，板柵102可僅在堅(jiān)向柵絲或輻射狀延伸的板 柵柵絲處、僅在板柵交叉柵絲或橫向柵絲元件處或在這兩者處以及例如在節(jié)點(diǎn)134和任選 一個(gè)或多個(gè)框架元件處包括這些一次變形138。板柵102的沖壓或沖制（導(dǎo)致截面通常如 圖4中所示）也可以被認(rèn)為是一次變形。
[0055] -般來(lái)說(shuō)，如上文所述的板柵102的一次變形138是板柵材料或板柵的"較小"變 形，因?yàn)槠鋵?dǎo)致板柵材料的微結(jié)構(gòu)變化很小。換言之，板柵柵絲120的變形量非常小。這些 一次變形138在板柵102的表面中產(chǎn)生非常小的變動(dòng)。使截面角部136 "變圓"（即，減小 銳度或角度）降低了開(kāi)裂的可能性，并且也改善了糊劑粘附性。雖然對(duì)特定的實(shí)施例進(jìn)行 了描述，但應(yīng)當(dāng)理解的是，可以采用適于制造和產(chǎn)品耐久性以及合適的糊劑粘附特性的任 意數(shù)目的板柵柵絲和/或節(jié)點(diǎn)形狀。
[0056] 在實(shí)施方案的各實(shí)施例中提供了包括板柵柵絲的電池板柵，所述板柵柵絲具有第 一節(jié)段和第二節(jié)段，第一節(jié)段具有第一耐腐蝕性，第二節(jié)段具有比第一耐腐蝕性差的第二 耐腐蝕性。第二節(jié)段以快于第一節(jié)段的腐蝕速率的速率發(fā)生腐蝕。在實(shí)施方案的一個(gè)或多 個(gè)實(shí)施例中，第二節(jié)段是通過(guò)二次變形形成的。為此目的，板柵102設(shè)有二次變形140(參 見(jiàn)圖9-10)。二次變形140或不止一個(gè)的二次變形位于板柵柵絲上期望有上面提到的各種 性質(zhì)的區(qū)域?？梢韵挛母敱M描述的各種形式提供的二次變形對(duì)板柵、板柵柵絲及相應(yīng)的 結(jié)構(gòu)有多種影響。在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，二次變形是板柵柵絲的選擇性定位 以便最小化板柵增長(zhǎng)的節(jié)段。
[0057] 與一次變形相比，二次變形140是鉛材料的更顯著的變形。與傳統(tǒng)的板柵表面處 理不同，本文描述的二次變形是對(duì)板柵材料的腐蝕性質(zhì)的控制或改變。也就是說(shuō)，選定柵絲 上的二次變形140可減小板柵柵絲的機(jī)械強(qiáng)度以增大腐蝕的可能性，和/或降低板柵柵絲 的耐腐蝕性。
[0058] 更具體地，二次變形140包括對(duì)板柵柵絲進(jìn)行改變或改動(dòng)的量，該量比一次變形 情況的要大，使得板柵102包括二次變形140的區(qū)域或節(jié)段將比板柵102不包括二次變形 140的區(qū)域或節(jié)段更快地發(fā)生腐蝕，即具有不同的耐腐蝕性。換言之，板柵柵絲120的具有 或形成二次變形140的板柵節(jié)段、區(qū)域或片段將具有較差的耐腐蝕性，并且因此首先或者 先于不包括或不是二次變形的那些節(jié)段以及具有較少二次變形或包括較大耐腐蝕性的那 些節(jié)段腐蝕掉。在實(shí)施方案的一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例中，板柵柵絲的節(jié)段可以是或兼有一次 變形和二次變形。
[0059] 改變耐腐蝕性的一個(gè)或多個(gè)節(jié)段（如二次變形140)可用于內(nèi)在地補(bǔ)償板柵增長(zhǎng)。 二次變形140改變了板柵柵絲的一個(gè)或多個(gè)節(jié)段的耐腐蝕性和腐蝕速率。更具體地，板柵 102的具有二次變形140的選定片段或區(qū)域具有加速的腐蝕。降低的耐腐蝕性和加速的腐 蝕最終在電池的使用期間導(dǎo)致板柵柵絲中的間隙142(圖11-12)，在框架106內(nèi)的板柵圖 案122中產(chǎn)生開(kāi)口。板柵柵絲的選定節(jié)段（例如，具有第一和第二節(jié)段的板柵柵絲的第二 節(jié)段）的加速消失在板柵圖案中留出了用以使板柵柵絲的其余部分增長(zhǎng)和/或釋放遍及板 柵102的應(yīng)力的開(kāi)口。如此，通過(guò)耐腐蝕性的選擇性降低和板柵102 (并且特別是板柵柵絲 120)的一個(gè)或多個(gè)選定節(jié)段的加速腐蝕，板柵102通過(guò)腐蝕動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生必要的額外空間以 在電池（及板柵）的實(shí)際使用期間以及一些情況下在這種使用的早期當(dāng)中動(dòng)態(tài)地釋放板柵 中的內(nèi)應(yīng)力。隨著內(nèi)應(yīng)力的動(dòng)態(tài)緩解，導(dǎo)致意外短路的板柵增長(zhǎng)得以減少或消除，并且電池 故障的可預(yù)測(cè)性得到提高。
[0060] 改變了耐腐蝕性的區(qū)域或節(jié)段或二次變形140可采取多種形式中的一種或多種 或組合形式。例如，包括板柵柵絲的電池板柵可具有第一微結(jié)構(gòu)和具有與第一微結(jié)構(gòu)不同 的第二微結(jié)構(gòu)的節(jié)段。
[0061] 板柵柵絲微結(jié)構(gòu)通常由結(jié)晶結(jié)構(gòu)形成，其中各晶體中的金屬原子有序地組織成晶 格系統(tǒng)。板柵柵絲材料的微結(jié)構(gòu)影響物理性質(zhì)，如強(qiáng)度、韌性、延展性、硬度、耐腐蝕性、高/ 低溫特性、耐磨損性等。在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)選定柵絲上的二次變形 140來(lái)實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)奈⒔Y(jié)構(gòu)控制。板柵柵絲節(jié)段的二次變形140可包括晶粒結(jié)構(gòu)的變化、再結(jié) 晶和/或材料強(qiáng)度及耐腐蝕性的變化中的一種或多種或組合。如此，具有二次變形140的 板柵柵絲節(jié)段具有與無(wú)二次變形的板柵柵絲不同的微結(jié)構(gòu)（例如，形狀和金屬的顯微組分 的排列）。在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施例中，電池板柵可包括這樣的板柵柵絲，其中 一個(gè)或多個(gè)第一節(jié)段具有表示第一耐腐蝕性的第一微結(jié)構(gòu)，并且一個(gè)或多個(gè)第二節(jié)段具有 表示第二耐腐蝕性的第二微結(jié)構(gòu)。第一微結(jié)構(gòu)可由第一結(jié)晶結(jié)構(gòu)形成，其中各晶體中的金 屬原子有序地組織成晶格系統(tǒng)。第二微結(jié)構(gòu)是選自以下的第二結(jié)晶結(jié)構(gòu)：晶粒結(jié)構(gòu)的變化、 第一結(jié)晶結(jié)構(gòu)的再結(jié)晶、材料強(qiáng)度的變化和/或上述的組合。
[0062] 在上述實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)施例中，具有一次變形138的板柵柵絲具有這樣的微結(jié) 構(gòu)，其具有第一晶粒密度和/或晶粒方向和/或晶粒尺寸和第一耐腐蝕性，而具有二次變形 140的板柵柵絲或板柵柵絲節(jié)段具有不同的微結(jié)構(gòu)，這種微結(jié)構(gòu)具有第二晶粒密度和/或 晶粒方向和/或晶粒尺寸和第二耐腐蝕性。二次變形140的微結(jié)構(gòu)包括上述性質(zhì)中的一種 或多種，其濃度或程度可使二次變形節(jié)段的腐蝕速率增加到超過(guò)具有一次變形138的板柵 柵絲的腐蝕速率。按這種方式，所述微結(jié)構(gòu)可使節(jié)段更容易受到腐蝕。
[0063] 可以通過(guò)任何目前已知的或未來(lái)開(kāi)發(fā)的方法對(duì)板柵102賦予微結(jié)構(gòu)控制和板柵 102和/或板柵柵絲中的微結(jié)構(gòu)差異。例如，可通過(guò)板柵柵絲中的物理變化來(lái)賦予微結(jié)構(gòu)變 化，包括比如板柵柵絲形狀的改變，如圖10和13-16中所示。在一個(gè)實(shí)施例中，二次變形可 以是板柵柵絲的形狀變化和微結(jié)構(gòu)的改動(dòng)兩者，用以增加腐蝕?？梢酝ㄟ^(guò)板柵柵絲的物理 改動(dòng)或板柵柵絲的差異、板柵柵絲材料的再結(jié)晶和/或板柵柵絲材料的熱處理來(lái)形成具有 第二微結(jié)構(gòu)的節(jié)段。如下文更詳細(xì)討論的那樣，物理改動(dòng)可包括板柵材料的形狀、尺寸、厚 度、密度、體積或量的改變等等，其中的每一種可對(duì)板柵柵絲節(jié)段賦予不同的性質(zhì)。
[0064] 在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例中，第二節(jié)段或二次變形節(jié)段相對(duì)于板柵的 其余部分可以是易碎的。特別地，當(dāng)經(jīng)受電池內(nèi)的環(huán)境條件時(shí)，第二節(jié)段可以是易碎的。電 池中的環(huán)境條件的例子包括：電池板柵的腐蝕性；因電池板柵在電池殼體內(nèi)增長(zhǎng)產(chǎn)生的內(nèi) 應(yīng)力；等等。第二節(jié)段可通過(guò)耐腐蝕性較差而相對(duì)于板柵的其余部分易碎。在實(shí)施方案的 一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例中，第二節(jié)段通過(guò)物理性質(zhì)的差異而相對(duì)于板柵的其余部分易碎， 艮P，第一節(jié)段和第二節(jié)段具有物理性質(zhì)的差異，這種物理性質(zhì)的差異產(chǎn)生耐腐蝕性的差異。 物理性質(zhì)的差異可以是以下中的任何一種或其組合：微結(jié)構(gòu)的差異；厚度的差異；形狀的 差異；密度的差異；熱處理的差異；等等。
[0065] 一般來(lái)說(shuō)，板柵102可設(shè)有具有預(yù)先選定形狀的二次變形140?？梢詾檫_(dá)到所需的 效果（即，耐腐蝕性、腐蝕速率和腐蝕區(qū)域的尺寸）而選擇性地將各二次變形140成形和/ 或設(shè)定其尺寸?？梢钥刂谱冃蔚男螤詈妥冃味蔚拈L(zhǎng)度兩者。通過(guò)改變板柵柵絲的形狀可相 應(yīng)地提高或降低耐腐蝕性或腐蝕速率。更具體地，在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，提供 沒(méi)變形或包括一次變形138的板柵柵絲或板柵柵絲節(jié)段120,其包括具有第一形狀、寬度、 尺寸和密度的第一截面。板柵柵絲還可包括具有二次變形140的板柵柵絲節(jié)段。二次變形 140設(shè)置在具有一次變形138的板柵柵絲上，和/或可以設(shè)置在一次變形138諸板柵柵絲 節(jié)段或諸區(qū)域之間。在示出的實(shí)施例中，示出的二次變形節(jié)段140具有與一次變形138板 柵柵絲節(jié)段不同的形狀和截面寬度?？梢钥吹皆趫D10中，在此示出的實(shí)施例中的二次變形 140是以近似扁平的矩形形狀形成的。與具有一次變形138或沒(méi)有變形的板柵柵絲相比，二 次變形140具有較窄的截面和較大的側(cè)向?qū)挾?。二次變形?jié)段140可處于與板柵柵絲的外 表面平行并且例如在板柵柵絲的外表面之間的平面中。任選地，二次變形140可以與板柵 柵絲的外表面間隔開(kāi)，例如自外表面內(nèi)凹或者可制成非平面的。
[0066] 具有二次變形特征的替代形狀和尺寸也是可以接受的?？刹捎酶鞣N物理及非物理 工藝來(lái)產(chǎn)生二次變形，并由此產(chǎn)生所得到的成形二次變形節(jié)段140,比如采用金屬扭曲、齒 輪軋制、鋸齒狀壓制及其它合適的工藝，其例子示于圖10和圖13-16中。如圖13-16中所 示，示出的二次變形140具有與圖10中所示的二次變形相比不同的（例如，更重度的）物 理二次變形，如近似的波狀表面（圖13)或近似的鋸齒狀表面，例如包括近似尖銳的峰和谷 (圖14)。圖13和14示出的實(shí)施例中的二次變形節(jié)段140在兩側(cè)遠(yuǎn)離板柵平面。圖15示 出了具有由谷狀凹陷分開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)圓峰的二次變形節(jié)段140。圖16示出了包括扭曲或 以其它方式為非均勻節(jié)段的二次變形的二次變形節(jié)段140。
[0067] 二次變形也可以位于板柵柵絲的一側(cè)或一面，或不止一側(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中，二次 變形位于板柵柵絲的相反面。在實(shí)施方案的一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例中，二次變形可以是板柵 柵絲的被推離平面板柵的平面的節(jié)段。
[0068] 二次變形節(jié)段140也可以是包括比板柵柵絲或一次變形的板柵柵絲少的板柵材 料的板柵柵絲節(jié)段120,從而使該節(jié)段以快于板柵柵絲的腐蝕速率的速率發(fā)生腐蝕。包括較 少板柵材料的節(jié)段140可以通過(guò)從板柵材料中去除材料而形成，或者例如可以是板柵材料 的穿孔節(jié)段。同樣，包括較少板柵材料的節(jié)段可以是其中板柵材料密度較小或與形成板柵 柵絲120的板柵材料相比密度不同的節(jié)段。
[0069] 二次變形節(jié)段140可以是經(jīng)熱處理的板柵柵絲的節(jié)段。例如，一段板柵柵絲可以 是或者包括已經(jīng)被熔化并再固化的層，如表面層。熱處理可以為選定的板柵柵絲改變微結(jié) 構(gòu)。
[0070] 除了選定的變形的形狀外，二次變形節(jié)段140可設(shè)有特定程度的變形，例如板柵 柵絲120的較多或較少的變形，或者較多或較少的微結(jié)構(gòu)變化。一般來(lái)說(shuō)，關(guān)于物理變形， 變形的物理形狀和從初始板柵柵絲形式中移除的板柵材料（即鉛）的量提供變形的程度。 作為示例性的例子，可以將一條板柵柵絲或板柵柵絲節(jié)段形成為與同一板柵上的板柵柵絲 的另一節(jié)段相比具有較大的厚度，或者在替代方案中具有較小的變形百分比。此外，可以在 同一板柵102上設(shè)置具有不同厚度、深度或變形程度的多個(gè)二次變形140。
[0071] 圖17-19示出了具有不同變形程度的二次變形節(jié)段140的實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè) 實(shí)施例。比較圖17、18和19,在此實(shí)施例中可以看到，二次變形的特征在于二次變形節(jié)段 140和初始板柵柵絲120上的一次變形138節(jié)段的物理差異。各二次變形節(jié)段140在程度 上彼此不同，為舉例的目的在圖中以厚度變化簡(jiǎn)單地示出。例如，圖17中的二次變形節(jié)段 140已變形的程度或范圍（由線A-A標(biāo)示）比圖18中的二次變形節(jié)段140的情況（由線 B-B標(biāo)示）大，但程度或范圍比圖19中的二次變形節(jié)段140的情況（由線C-C標(biāo)示）小。 同樣，圖19中的二次變形節(jié)段140(線C-C)變形的程度或范圍比圖18中的二次變形節(jié)段 140的情況（線B-B)大。
[0072] 因此，可對(duì)二次變形節(jié)段140(如圖17-19中示出的）提供厚度范圍。在實(shí)施方案 的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，二次變形節(jié)段140可與初始板柵柵絲或一次變形138相差大于零 (0)的值-零是與初始板柵柵絲或與一次變形138相比沒(méi)有變形。更具體地，基于最初的板 柵厚度，與一次變形138或初始板柵柵絲厚度相比，二次變形節(jié)段140可具有一定范圍的變 形或厚度差異。
[0073] 類似地，不管二次變形的類型如何，二次變形140可具有大于零（0)的變形程度。 例如，任何大于大約3-5%的二次變形量可提供所需的性質(zhì)，如板柵柵絲的微結(jié)構(gòu)和/或機(jī) 械性能的改變，并且對(duì)所施加的變形沒(méi)有上限，100%變形程度為完全切下板柵柵絲。更優(yōu) 選地，二次變形140可具有以百分比表示為從3%到95%的變形程度或厚度變化范圍（最 終板柵柵絲厚度與最初板柵柵絲厚度之間），并且甚至更優(yōu)選地，可具有從30 %到80 %的 變形程度，變形的百分比（％)通常為與初始板柵柵絲或一次變形138相比變形的差異量。
[0074] 如所示的那樣，二次變形140的區(qū)域或節(jié)段或者含有二次變形的板柵柵絲的片段 具有與一次變形板柵柵絲節(jié)段138相比不同的耐腐蝕性，在電池的正常使用壽命期間通常 首先先于初始或一次變形板柵柵絲節(jié)段腐蝕掉。此外，變形的程度與耐腐蝕性并且因此與 可能發(fā)生的腐蝕量有直接關(guān)系。也就是說(shuō)，提高的腐蝕速率依賴于二次變形140的量。變 形越大，選定柵絲招致腐蝕就越快。為此目的，板柵上可有不止一種不同程度的腐蝕。
[0075] 如所討論的那樣，可以將二次變形140或預(yù)先確定或不同耐腐蝕性的區(qū)域選擇性 地定位在板柵102上和選定的板柵柵絲120上?？梢詫⒍巫冃?40設(shè)置在輻射狀延伸的 板柵柵絲428和/或交叉柵絲132上?？商峁┚哂幸粋€(gè)或不止一個(gè)二次變形節(jié)段140或不 同耐腐蝕性的區(qū)域的板柵102。例如，可以在板柵上設(shè)置多個(gè)第二節(jié)段。二次變形或多個(gè)二 次變形也可在板柵柵絲的一側(cè)上，或者可以在板柵柵絲的不止一側(cè)上。例如，二次變形可以 在板柵柵絲的相反面上的完全相同位置或不同位置處。
[0076] 雖然可取的是一些板柵柵絲120斷裂或腐蝕，但可能不期望讓某些板柵柵絲120 斷裂或腐蝕。在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，二次變形可用于優(yōu)化耐腐蝕性或二次變 形的影響以實(shí)現(xiàn)板柵102的應(yīng)力緩解。板柵102還可避免意外故障，同時(shí)保持均勻腐蝕鉛 的效率。
[0077] 如此，可以將板柵102專門設(shè)計(jì)成內(nèi)在地補(bǔ)償板柵增長(zhǎng)，通過(guò)選擇性地定位一個(gè) 或多個(gè)不同耐腐蝕性的區(qū)域或二次變形140以及在替代方案中通過(guò)板柵柵絲120中的耐腐 蝕性程度或二次變形140來(lái)補(bǔ)償這種增長(zhǎng)，后者繼而影響其中板柵柵絲將發(fā)生腐蝕的位置 和時(shí)機(jī)，留出開(kāi)口或間隙142,集中或允許板柵在該間隙142中增長(zhǎng)或膨脹。例如，在圖9-10 中，板柵柵絲120上的二次變形節(jié)段140早于可包括一次變形138的其它板柵柵絲腐蝕掉。 這一過(guò)程導(dǎo)致產(chǎn)生了圖11和12中所示的板柵節(jié)段，圖中示出間隙142代替了二次變形節(jié) 段140。隨著板柵柵絲120在電池自然使用壽命期間的增長(zhǎng)，板柵柵絲120可增長(zhǎng)到由間隙 142產(chǎn)生的空間里。
[0078] 本文描述的二次變形140的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可用于控制板柵材料的腐蝕特性。 雖然提供了具體的實(shí)施例，但在不偏離本發(fā)明總體范圍的情況下可采用改變腐蝕特性的替 代方法，如但不限于通過(guò)在電池中使用具有不同腐蝕特性的不同合金或者在板柵102的諸 節(jié)段或諸部分中采用其它化學(xué)制劑或變化來(lái)改變腐蝕特性。
[0079] 本文描述的板柵實(shí)施方案的各種實(shí)施例可用在電池中，并且特別是可再充電電 池。為此目的，本文描述的電池可包括但不限于所述類型的具有框架的沖壓正極電池板柵， 所述框架具有頂部、第一側(cè)部、第二側(cè)部和底部，其中頂部具有耳片，并且進(jìn)一步地，其中多 條板柵柵絲形成在框架內(nèi)圖案，于其使用壽命期間選擇性地腐蝕所述板柵柵絲以最小化板 柵增長(zhǎng)的手段。對(duì)采用本文描述的實(shí)施方案，其它板柵類型也是可以接受的。
[0080] 可以為任意合適的目的使用或提供所述電池。一個(gè)或多個(gè)特定的例子包括車輛， 如汽車、摩托車、公共汽車、休閑車、船、高爾夫球車等。
[0081] 圖20的分解視圖中所示的電池150被構(gòu)造成提供啟動(dòng)或操作車輛和/或各種車 輛系統(tǒng)（例如，啟動(dòng)、照明和點(diǎn)火系統(tǒng)）所需的至少一部分電力。進(jìn)一步地，應(yīng)當(dāng)理解的是， 所述電池可用在不涉及車輛的多種應(yīng)用中，并且所有此類應(yīng)用旨在屬于本公開(kāi)的范圍之 內(nèi)。
[0082] 圖20中所示的電池150可包括任意類型的二次電池（例如，可再充電電池）。根 據(jù)實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，電池150為鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池的各種實(shí)施方案可 以是密封的（例如，免維護(hù)）或不密封的（例如，濕式）。根據(jù)實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施 例，鉛酸蓄電池150是不密封的鉛酸電池，并且定期地需要添加電解質(zhì)和/或水，以維持其 任一者或兩者的所需體積和/或濃度。在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例中，電池可以 是SLI型的。電池或者可以是吸收玻璃氈電池。雖然描述和示出了具體的實(shí)施例，但對(duì)于 所提供的用途來(lái)說(shuō)，任意合適的二次電池都是可接受的。
[0083] 鉛酸蓄電池150包括若干單元電池元件，它們被設(shè)置在容納電解質(zhì)（如硫酸水溶 液）的容器或殼體152的分開(kāi)的隔室中。為殼體152設(shè)置了蓋166,并且在各種實(shí)施方案 中，蓋包括端接套管和填充管以允許將電解質(zhì)添加至單元電池并允許檢修。為防止電解質(zhì) 不期望地自填充管溢出并允許在電化學(xué)反應(yīng)期間產(chǎn)生的氣體排放，電池殼體或蓋還可以包 括一個(gè)或多個(gè)填充孔帽和/或通氣帽組件。
[0084] 本文為示例的目的提供的圖示涉及汽車應(yīng)用，其中在六個(gè)堆疊或板集合154的每 個(gè)中使用8-20塊板的套組，正極和負(fù)極均有，用于生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的汽車12伏電池。每個(gè)板塊 154可包括一個(gè)或多個(gè)正極板104和一個(gè)或多個(gè)負(fù)極板，它們各自具有耳片116。隔板材料 156 (參見(jiàn)圖3B)設(shè)置在各正極板104與負(fù)極板之間。根據(jù)鉛蓄電池150的容量將多個(gè)板塊 或集段或單元電池154串聯(lián)連接。在其它應(yīng)用中，在堆疊中可以使用6至31塊板中的任意 多少塊。堆疊或集段或板集合154的數(shù)目也可以變化。本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本說(shuō)明書(shū)之 后顯而易見(jiàn)的是，任何特定堆疊中的板的尺寸和數(shù)目（包括單獨(dú)板柵的尺寸和數(shù)目）以及 用于構(gòu)造電池的堆疊的數(shù)目可以有很大的不同，這取決于所需的最終用途。
[0085] 可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)正極和一個(gè)或多個(gè)負(fù)極端柱164。此類端柱164通常包括可延 伸穿過(guò)蓋166和/或殼體152的部分，這取決于電池設(shè)計(jì)的情況。端柱也可以延伸穿過(guò)端 柱密封組件以有助于防止酸的泄漏。要意識(shí)到的是，多種端子布置方式是可行的，包括本領(lǐng) 域中已知的頂部、側(cè)部或角部配置。還可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)澆注帶162,其電耦接板集合中的 耳片116和相應(yīng)的板集合。
[0086] 如所不的那樣，電池150包括正極板104 (圖2)和負(fù)極板158 (圖3A)。每一塊板 104包括支承電化學(xué)活性材料的鉛或鉛合金板柵102。在示出的實(shí)施方案的實(shí)施例中，正極 和負(fù)極板104是糊劑型電極。糊劑型電極包括本文描述的形成基板的板柵102和設(shè)置在基 板上的電化學(xué)活性材料或"糊劑"126。板柵（包括如上文詳細(xì)描述的正極板柵102以及負(fù) 極板柵168)提供用來(lái)傳導(dǎo)電流的正極與負(fù)極活性材料或糊劑126之間的電接觸。
[0087] 常規(guī)上是通過(guò)將活性材料或糊劑施加到諸如鉛合金板柵102的導(dǎo)電載體上來(lái)制 造用于鉛酸電池的板104。板及板柵可根據(jù)其制造方法加以分類。例如，生產(chǎn)電池板的一 種工藝包括在熔爐中熔化熱鉛的初始步驟，接下來(lái)的步驟是將熔化的鉛合金送入帶材澆注 機(jī)。在帶材膨脹工藝中，通常將澆注或鍛造鉛帶材穿透，在帶材平面上方或下方展開(kāi)，并然 后拉扯或膨脹以形成具有菱形圖案的板柵。在各種實(shí)施方案中，在卷繞機(jī)上盤繞帶材，并將 鉛合金帶材卷儲(chǔ)存供以后使用。在各種實(shí)施方案中，也可以將帶材卷起。為形成電池板柵， 在各種實(shí)施方案中，通過(guò)膨脹機(jī)供給帶材，所述膨脹機(jī)將帶材卷切割、扯裂并展開(kāi)以形成板 柵。
[0088] 可采用其它已知的或以后開(kāi)發(fā)的工藝生產(chǎn)本文描述的板柵102。例如，如上文所討 論的那樣，可以通過(guò)澆注工藝（例如，通過(guò)將熔化的合金傾注到模具里）、沖壓工藝或通過(guò) 連續(xù)軋制來(lái)形成基板。在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可作為自動(dòng)化電池板制作工藝 (包括板柵沖壓）的一部分生產(chǎn)電池板柵102。為此目的，將常規(guī)的鉛或鉛合金電池板柵材 料熔化并連續(xù)澆注以形成板柵材料的連續(xù)帶材，其板柵材料可設(shè)置或形成為卷。例如，在繞 組上將板柵材料帶材盤繞起來(lái)。
[0089] 板柵材料可以是生帶材?？梢詫⑦B續(xù)帶材卷起以改變板柵材料的厚度或晶粒結(jié) 構(gòu)。可使用一系列連續(xù)的輥以減小板柵帶材厚度。然后（如但不限于）以漸進(jìn)沖制操作 對(duì)帶材進(jìn)行沖制以形成一系列互連的電池板柵，其具有由一個(gè)或多個(gè)框架元件構(gòu)成的框架 106,所述框架元件圍繞形成圖案122的板柵柵絲120的網(wǎng)絡(luò)。在漸進(jìn)沖制操作中，在板柵 上發(fā)生一系列沖制步驟以移除板柵材料并形成完整的電池板柵，包括板柵柵絲、節(jié)點(diǎn)和其 中的開(kāi)口。
[0090] 更具體地，所述方法包括用帶材材料形成板柵材料的步驟，如通過(guò)沖壓或沖制，以 形成互連電池板柵102的帶材。各互連電池板柵包括形成圖案122的板柵網(wǎng)絡(luò)，所述圖案 122以相對(duì)的頂部和底部框架元件108, 114以及相對(duì)的第一和第二側(cè)部框架元件110, 112 為界。板柵網(wǎng)絡(luò)或圖案122具有在板柵網(wǎng)絡(luò)中限定多個(gè)開(kāi)孔空間的多個(gè)間隔開(kāi)的板柵柵絲 元件。板柵材料的沖制或沖壓導(dǎo)致板柵102中的金屬板柵柵絲120和節(jié)點(diǎn)134大致為矩形 或方形的截面。
[0091] 在沖制或沖壓工藝期間或之后，可以在第一或一次變形步驟中使板柵圖案122或 網(wǎng)絡(luò)變形以改動(dòng)或改變板柵柵絲的截面角部136的形狀。更具體地，在板柵102的制造期 間，可以對(duì)板柵柵絲120進(jìn)行表面整修或再成形。在各種實(shí)施方案中，在板柵的沖壓、澆注 和/或連續(xù)軋制后使一條或多條板柵柵絲的至少一條部分變形、變鈍、變斜或變圓。用以使 板柵柵絲變形的合適裝置包括但不限于模具、齒輪傳動(dòng)壓機(jī)、機(jī)械壓機(jī)、液壓驅(qū)動(dòng)壓機(jī)及其 它類似裝置。在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可首先在沖壓臺(tái)中使板柵柵絲變形。特 別地，在工件或模具中使電池板柵102或電池板柵的帶材或所述板柵的連續(xù)帶材經(jīng)受精密 沖壓操作，其中板柵材料經(jīng)受足夠高的應(yīng)力或力以誘導(dǎo)材料表面上的塑性流動(dòng)，或者以其 它方式使板柵框架元件塑性變形，減小表面晶粒尺寸，硬化表面，并允許變形或根據(jù)模具的 形狀再成形。如圖5-8中所示，一次變形操作或步驟導(dǎo)致板柵102具有變形的截面角部和 /或邊緣136。
[0092] 還可以在板柵102或板柵柵絲上并且特別是在板柵柵絲120的選定節(jié)段上進(jìn)行二 次變形步驟。在一個(gè)實(shí)施例中，二次變形步驟可在一次變形步驟之后發(fā)生。在替代方案中， 二次變形步驟和一次變形步驟可同時(shí)發(fā)生。在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施例中，通過(guò) 在最初沖壓以形成板柵后進(jìn)行沖壓反復(fù)來(lái)形成二次變形。也就是例如在漸進(jìn)沖制操作期 間，其中操作的沖制步驟可以是對(duì)板柵柵絲賦予二次變形的過(guò)程。
[0093] 二次變形步驟可以使板柵102的目標(biāo)段或位置（并且具體來(lái)說(shuō)，板柵柵絲的片段） 更顯著地變形以形成二次變形節(jié)段140。在所描述的實(shí)施例中，正極電池板柵板的板柵柵 絲具有在一個(gè)或多個(gè)預(yù)先選定的位置處對(duì)板柵柵絲賦予的二次變形。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例 中，選擇性地定位第二節(jié)段或二次變形節(jié)段以便最小化板柵增長(zhǎng)。
[0094] 在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，二次變形方法或步驟采用賦予本文所描述的 特征的任意合適的技術(shù)改變板柵102中選定的柵絲，用于板柵的選擇性或受控蝕解或耐腐 蝕性的選定變化。可采用任何已知的或?qū)?lái)開(kāi)發(fā)的工藝或工藝組合來(lái)實(shí)施二次變形步驟。 二次變形步驟可以發(fā)生在任意合適的裝置中，如下文將進(jìn)一步詳細(xì)討論的那樣。
[0095] 在一種情況下，可以通過(guò)機(jī)械裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)所需水平或耐腐蝕性，或者可以通過(guò)機(jī) 械裝置來(lái)進(jìn)行二次變形步驟。因此，二次變形步驟可通過(guò)板柵柵絲節(jié)段的物理改動(dòng)而發(fā)生。 t匕如，可以通過(guò)作為板柵制造工藝的一部分采用合適的金屬加工技術(shù)二次地使選定的柵絲 變形來(lái)實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)奈⒔Y(jié)構(gòu)控制，這些金屬加工技術(shù)包括用平模簡(jiǎn)單壓制、精沖按壓、沖壓、 壓印、扭曲、壓制、模鍛模鍛壓、齒輪軋制、斜軋制、乳制鍛壓、頭壓等。同樣，將板柵柵絲一 直切割到完全切開(kāi)板柵柵絲（例如，100%變形）并且包括完全切開(kāi)板柵柵絲可以是二次變 形的一種形式。因此，在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可使用壓印模、包括硬化模沖頭 (例如，平整表面）、硬化沖裁模（例如，平整表面）和與沖裁模形狀/尺寸類似的導(dǎo)板的精 密沖切壓制進(jìn)行二次變形步驟。二次變形步驟包括通過(guò)使板柵柵絲的節(jié)段變形或以其它方 式改變節(jié)段的微結(jié)構(gòu)的工具施加壓力?？墒褂盟璧暮穸葴p少百分比來(lái)計(jì)算為了二次地使 板柵柵絲變形要施加的功的量。也可以對(duì)板柵柵絲或板柵柵絲節(jié)段施加反壓力，雖然可以 采用簡(jiǎn)單的壓制工藝而無(wú)需反壓力。根據(jù)此工藝所得到的變形柵絲顯示出平整的表面，如 圖10中所示。
[0096] 在物理工藝實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例中，沖制或沖壓板柵材料的帶材以 在模具中形成板柵102。使具有由沖壓或沖制工藝引起的第一程度的變形或一次變形138 的沖壓板柵在模具中經(jīng)歷二次變形步驟，其中板柵102的節(jié)段被按壓，導(dǎo)致金屬節(jié)段塑性 變形，到達(dá)第二程度的變形或耐腐蝕性，形成二次變形節(jié)段140。
[0097] 在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例中，微沖壓/壓印可用于使選定的柵絲120 變形。在這種情況下，沖頭和/或模具上的表面可呈鋸齒形以提供二次變形的替代形式（與 導(dǎo)致平整表面的變形工藝相比），包括例如更重度的二次變形140。此外，可以改動(dòng)所得到 的變形柵絲，使得它們?cè)趦蓚?cè)遠(yuǎn)離板柵平面，如圖13-14中所示。也可以采用斜軋制/軋制 鍛壓。這些工藝在選定的柵絲通過(guò)一對(duì)或一套不同形狀的槽紋輥時(shí)減少截面面積并改變板 柵柵絲節(jié)段的形狀。圖15顯示由此二次變形工藝形成所得到的變形柵絲的形狀的一個(gè)或 多個(gè)實(shí)施例。重度塑性變形（SPD)也可用于在選定的柵絲上完成二次變形步驟。如上面所 指出的那樣，用以使單個(gè)選定的板柵柵絲120變形的其它物理工藝包括金屬扭曲、齒輪軋 制、鋸齒狀壓制等。在圖10、13-16中簡(jiǎn)要地指示和說(shuō)明了所得到的二次變形節(jié)段140或變 形柵絲及形狀的例子。
[0098] 除了先前描述的物理金屬加工變形技術(shù)外，也可以實(shí)施二次變形步驟，并且通過(guò) 板柵柵絲120的穿孔形成不同耐腐蝕性的區(qū)域。在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，在選 定柵絲上具有一個(gè)或多個(gè)穿孔區(qū)域的板柵102可用于改變選定柵絲的腐蝕速率。穿孔可有 所不同，使得選定的節(jié)段或板柵柵絲120可具有不同的密度或穿孔的量。可通過(guò)任意合適 的已知或?qū)?lái)開(kāi)發(fā)的工藝實(shí)施板柵柵絲的穿孔。在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)替代實(shí)施例中， 穿孔可包括在選定的板柵柵絲120中沖制小孔?？字睆胶脱匕鍠艝沤z120的孔的密度可有 所不同，以便實(shí)現(xiàn)所需的腐蝕圖案。也可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)模切工藝的操作來(lái)實(shí)施板柵柵 絲的穿孔，在板柵柵絲中沖制出許多孔。雖然對(duì)穿孔進(jìn)行了具體描述，但也可采用其它現(xiàn)在 已知或?qū)?lái)開(kāi)發(fā)的方法來(lái)從板柵柵絲中移除材料以形成二次變形節(jié)段。同樣，可以形成在 板柵的一個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵位置具有較少板柵材料的板柵。
[0099] 也可以采用熱處理（如激光）在板柵柵絲或板柵柵絲節(jié)段以及此類節(jié)段的圖案中 施加或產(chǎn)生具有不同耐腐蝕性的區(qū)域或二次變形140。特別地，激光可對(duì)板柵102產(chǎn)生或引 起熱影響。也就是說(shuō)，板柵102通過(guò)導(dǎo)致板柵柵絲節(jié)段的熱量改變的熱處理而發(fā)生變形，形 成二次變形。在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可施加激光以使板柵的表面層熔化和再 固化，例如通過(guò)選擇性激光熔化。在此類技術(shù)中，高功率激光束（例如，鐿光纖激光器）用于 改變選定板柵柵絲的微結(jié)構(gòu)。這種處理導(dǎo)致耐腐蝕性的提高或降低以及板柵柵絲再結(jié)晶的 改變（例如，增加或減少）。雖然本文具體描述了各種實(shí)施例，但賦予熱處理的其它方法以 及對(duì)板柵柵絲提供不同耐腐蝕性區(qū)域或二次變形140的其它方法包括但不限于粒子轟擊； CNC加工，如但不限于水射流；真空成形或逆壓、高壓空氣；電??；濺射泵；等等。
[0100] 按前述情況，二次變形賦予電池板柵并且特別是板柵柵絲以形狀的差異。在實(shí)施 方案的替代實(shí)施例中，二次變形賦予厚度的差異；密度的差異；熱處理的差異；穿孔；等等。 [0101] 除了前述的二次變形工藝外，二次變形步驟的時(shí)機(jī)可有所變化，以實(shí)現(xiàn)所需的微 結(jié)構(gòu)變化或耐腐蝕性程度?？衫邕B續(xù)地、在于粘糊生產(chǎn)線中對(duì)板104粘糊劑前的任何時(shí) 間、與板柵的沖制同時(shí)和/或在于沖制生產(chǎn)線中進(jìn)行板柵沖制后完成板柵102中選定柵絲 120的二次變形步驟。因此，在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可以使用板柵材料的"新 制"帶材。在替代方案中，二次變形步驟可在后來(lái)的工藝中在板柵材料的"老化"（以及在 一些情況下硬化）帶材上發(fā)生。比如，可以使板柵102在制造工藝的粘糊線上經(jīng)歷二次變 形步驟，如通過(guò)在所述線上增加的適于產(chǎn)生二次變形的機(jī)器。在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí) 施例中，將板柵材料選擇性地老化，或者在板柵形成工藝中延遲二次變形步驟，以便適應(yīng)選 定或所需的微結(jié)構(gòu)變化程度。在實(shí)施方案的一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例中，在最初沖壓后的沖壓 反復(fù)中形成二次變形。
[0102] 在一次和二次變形步驟之后，然后將活性材料或糊劑126施加到或以其它方式設(shè) 置（例如，通過(guò)常規(guī)的涂膠紙粘貼糊劑）到板柵102上?？梢赃B續(xù)地對(duì)具有包括二次變形 140的選定柵絲的板柵102粘貼糊劑。在各種實(shí)施方案中，可以將一種或多種糊料或裱糊 紙（未顯示）設(shè)置在活性材料的一個(gè)或兩個(gè)表面上。在各種實(shí)施方案中，可以在連續(xù)的工 藝中設(shè)置糊料或紙。
[0103] 可以將板柵102、活性材料和糊料或紙送至分割器，帶材在這里被切成板104。因 此，切出各板柵102以形成多個(gè)電池板柵?？梢詫⑶凶詭Р牡陌?04弄平或以其它方式進(jìn) 行改動(dòng)以有助于使糊劑的任何不均勻區(qū)域變平滑。在各種實(shí)施方案中，板104通過(guò)（例如， 在傳送帶上）烘箱以進(jìn)行快速干燥，并且然后可進(jìn)行堆疊以供后來(lái)使用。常規(guī)上，可以使用 開(kāi)放式氣體火焰或烘箱進(jìn)行快速干燥，例如板104于常規(guī)的鼓風(fēng)干燥烘箱中在約260攝氏 度（約500華氏度）下干燥10-15秒。干燥后，電池板104經(jīng)受本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的化 學(xué)處理。接下來(lái)通常將粘糊劑板104在升高的溫度和濕度下固化若干小時(shí)以幫助氧化任何 游離的鉛以及以其它方式調(diào)節(jié)板104的晶體結(jié)構(gòu)。
[0104] 固化后，將板104組裝成電池?？梢詫⒎纸M的個(gè)別電池板104并且因此將多個(gè)板柵 或沖壓板柵板組裝、包封、交錯(cuò)或以其它方式與隔板材料156(參見(jiàn)圖3-A-3B，顯示了與負(fù) 極板158關(guān)聯(lián)的隔板材料156)分隔，并設(shè)置在一起以形成板集合154。正極電池板柵板與 負(fù)極電池板柵板交替，并且與隔板交錯(cuò)以形成堆疊。堆疊安裝在電池殼體內(nèi)。例如，在一種 常見(jiàn)的電池設(shè)計(jì)中，在電池150中的板每隔一個(gè)（例如，每個(gè)負(fù)極板158)插入到封套形式 的電池隔板156里。封套充當(dāng)封套中的板與其在電池板集合154中的相鄰板之間的隔板。 將板集合154組裝在容器152中以幫助形成電池150。正極電池板柵板與負(fù)極電池板柵板 交替并且與隔板交錯(cuò)以形成堆疊。堆疊安裝在電池殼體內(nèi)。
[0105] 在組裝期間，將電池板104的正極耳片116耦接在一起，并將電池板158的負(fù)極耳 片160 (圖3A)耦接在一起。這通常是使用澆注帶162完成的，所述澆注帶162的形成方式 是，取得組裝的電池堆疊 154,將其倒置，并將耳片浸入到設(shè)置在模具中的熔融鉛里。為允許 電流在整個(gè)電池中流動(dòng)，將堆疊的澆注帶162連接或耦接起來(lái)。此外，設(shè)置延伸穿過(guò)蓋166 或盒152的端電極164以允許與車輛的電系統(tǒng)或者需要或打算使用電池電力的其它系統(tǒng)電 接觸。
[0106] 設(shè)置容納電池單元的電池殼體152 (包括蓋166)。在實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施 例中，將電池殼體152浸在酸性電解質(zhì)流體中，以便通過(guò)電池蓋中的填充管孔用電解質(zhì)流 體填充電池殼體。在用電解質(zhì)流體填充電池殼體后，將電池150從電解質(zhì)流體中取出。可 洗掉任何殘留的電解質(zhì)流體涂層、灰塵及其它雜物以制成供裝運(yùn)的電池。在洗滌電池殼體 外表面之前，可塞住填充管孔以防止洗滌流體進(jìn)入電池殼體。
[0107] 繼初次洗滌之后，通過(guò)接通電流將硫酸鉛或堿式硫酸鉛轉(zhuǎn)化成二氧化鉛（正極 板）或鉛（負(fù)極板）而以電化學(xué)方式形成電池150。這被稱為"形成"過(guò)程。
[0108] 在制成電極并放入電池中以后，對(duì)電池150充電。在其充電時(shí)，正電極活性材料從 硫酸鉛/氧化鉛轉(zhuǎn)化成二氧化鉛。
[0109] 實(shí)施例
[0110] 以下實(shí)施例例示實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，并且不意圖限制本 發(fā)明的范圍。
[0111] 實(shí)施例1
[0112] 以下給出二次變形程度或耐腐蝕性及其影響的示例性實(shí)施例。
[0113] 提供由鍛造鉛形成的裸（無(wú)涂層）沖壓電池板柵。在沖壓電池板柵上設(shè)置百分之 五十（50%)的板柵柵絲二次變形。也就是說(shuō)，板柵柵絲的變形使其由初始的沖壓形狀變 化了百分之五十（50%)。變形是通過(guò)改變板柵柵絲的節(jié)段的形狀和厚度的壓力機(jī)完成的。 百分之五十的二次變形對(duì)應(yīng)于所得到的第一加速腐蝕速率或耐腐蝕性。要注意，腐蝕速率 的加速是相對(duì)于不經(jīng)歷二次變形的板柵柵絲而言。還設(shè)置了百分之三十五（35%)的二次 變形并根據(jù)相同的一般工藝來(lái)完成。百分之三十五的二次變形對(duì)應(yīng)于所得到的第二耐腐蝕 性或加速腐蝕速率，其快于不經(jīng)歷二次變形的板柵柵絲的腐蝕速率，但比百分之五十的二 次變形的加速腐蝕速率慢。
[0114] 測(cè)試和結(jié)果。進(jìn)行電池板柵的初步腐蝕測(cè)試。將選定的板柵柵絲完全移除的第一 板柵與對(duì)照板柵進(jìn)行比較。對(duì)照板柵包括與通過(guò)相同工藝形成的第一板柵相同的板柵柵絲 圖案，但所有的板柵柵絲都保持不變。使第一板柵和對(duì)照板柵均經(jīng)受引起板柵材料發(fā)生腐 蝕的完全相同的條件。使包括大約百分之五十（50%)二次變形的第二板柵經(jīng)受與對(duì)照板 柵在相同的測(cè)試下相同的條件。使包括大約百分之三十五（35%)二次變形的第三板柵經(jīng) 受與對(duì)照板柵在相同的測(cè)試下相同的條件。使根據(jù)前述的電池板柵在75°C的溫度下經(jīng)受測(cè) 試，并且電解質(zhì)或酸比重為1. 280。相對(duì)于Hg/Hg2S04參比電極施加1. 35伏電壓。
[0115] 可以按至少兩種方式計(jì)算變形百分比。對(duì)于板柵的直接壓縮，其實(shí)際上可以是板 柵柵絲節(jié)段的厚度的簡(jiǎn)單減小，可以用下式計(jì)算變形百分之：
[0116]

【權(quán)利要求】
1. 一種電池板柵，包括具有第一節(jié)段和第二節(jié)段的板柵柵絲，所述第一節(jié)段具有第一 耐腐蝕性，所述第二節(jié)段具有比所述第一耐腐蝕性差的第二耐腐蝕性，使得所述第二節(jié)段 以快于所述第一節(jié)段的腐蝕速率的速率發(fā)生腐蝕，所述第二節(jié)段是通過(guò)二次變形形成的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池板柵，其中所述板柵柵絲是形成第一節(jié)段的圖案的多條 板柵柵絲之一。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池板柵，其中在所述圖案中預(yù)先選定的位置處有第二節(jié) 段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池板柵，其中在所述第二節(jié)段中有不同的耐腐蝕性程度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池板柵，還包括具有頂部、第一側(cè)部、第二側(cè)部和底部的框 架，其中所述頂部具有耳片。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池板柵，其中柵絲的圖案自輻射點(diǎn)產(chǎn)生。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池板柵，其中所述輻射點(diǎn)位于所述框架的邊界之外。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池板柵，其中所述二次變形賦予形狀的差異。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池板柵，其中所述二次變形賦予厚度的差異。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池板柵，其中所述二次變形賦予密度的差異。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池板柵，其中所述二次變形賦予熱處理的差異。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池板柵，其中所述二次變形賦予穿孔。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池板柵，其中所述二次變形是所述板柵柵絲中與所述第 一節(jié)段的微結(jié)構(gòu)差異。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池板柵，其中所述二次變形在所述板柵柵絲的一側(cè)上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池板柵，其中所述二次變形在所述板柵柵絲的不止一側(cè) 上。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池板柵，其中選擇性地定位所述第二節(jié)段，以便在所述電 池板柵的使用壽命期間動(dòng)態(tài)地釋放其內(nèi)應(yīng)力。
17. -種電池，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池板柵。
18. -種電池板柵，包括板柵柵絲的圖案，所述圖案具有多個(gè)第一節(jié)段和第二節(jié)段，所 述第一節(jié)段具有指示第一耐腐蝕性的第一微結(jié)構(gòu)，所述第二節(jié)段具有指示第二耐腐蝕性的 第二微結(jié)構(gòu)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的電池板柵，其中所述第一微結(jié)構(gòu)由第一結(jié)晶結(jié)構(gòu)形成，其 中各晶體中的金屬原子有序地組織成晶格系統(tǒng)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的電池板柵，其中所述第二微結(jié)構(gòu)是選自以下的第二結(jié)晶結(jié) 構(gòu)：晶粒結(jié)構(gòu)的變化、第一結(jié)晶結(jié)構(gòu)的再結(jié)晶、材料強(qiáng)度的變化以及上述的組合。
21. -種鉛酸電池，包括沖壓的正極電池板柵，其具有帶頂部、第一側(cè)部、第二側(cè)部和底 部的框架，其中所述頂部具有耳片，并且進(jìn)一步地，其中多條板柵柵絲形成具有第一節(jié)段和 第二節(jié)段的圖案，所述第一節(jié)段在所述框架內(nèi)且具有第一耐腐蝕性，所述第二節(jié)段在所述 圖案中預(yù)先選定的位置處且具有第二耐腐蝕性，使得所述第二節(jié)段以快于所述第一節(jié)段的 腐蝕速率的速率發(fā)生腐蝕，所述第二節(jié)段是通過(guò)二次變形形成的。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的電池，其中所述正極電池板柵是平板。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的電池，其中所述二次變形是在初始沖壓以形成所述板柵后 通過(guò)沖壓反復(fù)形成的。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的電池，其中所述板柵柵絲形成自輻射點(diǎn)產(chǎn)生的圖案。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的電池，其中選擇性地定位所述第二節(jié)段，以便使板柵增長(zhǎng) 最小化。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的電池，其中選擇性地定位所述第二節(jié)段，以便在所述電池 板柵的使用壽命期間動(dòng)態(tài)地釋放其內(nèi)應(yīng)力。
27. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的電池，其中所述電池是SLI-型的。
28. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的電池，其中所述電池是吸收玻璃氈電池。
29. -種電池，包括具有板柵柵絲的圖案的正極電池板柵，所述圖案包括具有第一節(jié)段 和第二節(jié)段的板柵柵絲，所述第二節(jié)段是通過(guò)二次變形形成的且選擇性地定位在所述圖案 中，并且相對(duì)于所述板柵的其余部分是易碎的。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的電池，其中當(dāng)經(jīng)受所述電池內(nèi)的環(huán)境條件時(shí)，所述第二節(jié) 段是易碎的。
31. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的電池，其中所述環(huán)境條件包括所述電池板柵的腐蝕性。
32. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的電池，其中所述環(huán)境條件包括因所述電池板柵在電池殼體 內(nèi)增長(zhǎng)而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
33. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的電池，其中所述第二節(jié)段相對(duì)于所述板柵的其余部分通過(guò) 耐腐蝕性較差而易碎。
34. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的電池，其中所述第二節(jié)段相對(duì)于所述板柵的其余部分通過(guò) 物理性質(zhì)有差異而易碎。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的電池，其中所述第一節(jié)段和所述第二節(jié)段具有物理性質(zhì)差 異以產(chǎn)生耐腐蝕性的差異。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的電池，其中物理性質(zhì)的差異是微結(jié)構(gòu)的差異。
37. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的電池，其中物理性質(zhì)的差異是厚度的差異。
38. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的電池，其中物理性質(zhì)的差異是形狀的差異。
39. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的電池，其中物理性質(zhì)的差異是密度的差異。
40. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的電池，其中物理性質(zhì)的差異是熱處理的差異。
41. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的電池，其中所述電池板柵具有框架，所述框架具有頂部、第 一側(cè)部、第二側(cè)部和底部，其中所述頂部具有耳片，并且所述板柵柵絲形成自輻射點(diǎn)產(chǎn)生的 圖案。
42. -種鉛酸電池，包括具有框架的沖壓正極電池板柵，所述框架帶有頂部、第一側(cè)部、 第二側(cè)部和底部，其中所述頂部具有耳片，并且進(jìn)一步地，其中多條板柵柵絲形成在所述框 架內(nèi)的圖案，以及于其使用壽命期間選擇性地腐蝕所述板柵柵絲以最小化板柵增長(zhǎng)的手 段。
43. -種鉛酸電池，包括多個(gè)各自具有框架的沖壓正極電池板柵板，所述框架具有頂 部、第一側(cè)部、第二側(cè)部和底部，其中所述頂部具有耳片，并且進(jìn)一步地，其中多條板柵柵絲 在各所述框架內(nèi)互連以在其間產(chǎn)生空隙，所述正極電池板柵板與負(fù)極電池板柵板交替并且 與隔板交錯(cuò)以形成堆疊，所述堆疊裝配在電池殼體內(nèi)，所述正極電池板柵板的板柵柵絲在 一個(gè)或多個(gè)預(yù)先選定的位置處具有對(duì)所述板柵柵絲賦予的二次變形。
44. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的鉛酸電池，其中所述二次變形的一個(gè)或多個(gè)預(yù)先選定的位 置易碎并且被定位成緩解由所述正極電池板柵板在所述殼體內(nèi)的預(yù)期增長(zhǎng)而產(chǎn)生的應(yīng)力。
45. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的鉛酸電池，其中各所述電池板柵板具有X個(gè)空隙，各所述空 隙以板柵柵絲的連續(xù)長(zhǎng)度為界，并且其中在所述正極板柵板于所述殼體內(nèi)預(yù)期增長(zhǎng)后有不 到X個(gè)空隙。
46. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的鉛酸電池，其中當(dāng)經(jīng)受腐蝕時(shí)，所述板柵柵絲在所述二次 變形的位置處先于所述板柵柵絲的其余部分易碎。
47. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的鉛酸電池，其中所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)先選定的位置比所述板 柵柵絲的其余部分更容易受到腐蝕。
48. -種鉛酸電池，包括多個(gè)各自具有框架的沖壓正極電池板柵板，所述框架具有頂 部、第一側(cè)部、第二側(cè)部和底部，其中所述頂部具有耳片，并且進(jìn)一步地，其中多條板柵柵絲 在各所述框架內(nèi)互連以在其間產(chǎn)生空隙，所述正極電池板柵板與負(fù)極電池板柵板交替并且 與隔板交錯(cuò)以形成堆疊，所述堆疊裝配在電池殼體內(nèi)，所述正極電池板柵板的板柵柵絲具 有形成在所述板柵柵絲中預(yù)先選定的位置處的更容易受到腐蝕的不同的微結(jié)構(gòu)。
49. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的鉛酸電池，其中所述二次變形的預(yù)先選定的位置易碎并且 被定位成緩解由所述正極電池板柵板在所述殼體內(nèi)的預(yù)期增長(zhǎng)而產(chǎn)生的應(yīng)力。
50. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的鉛酸電池，其中各所述電池板柵板具有X個(gè)空隙，各所述空 隙以板柵柵絲的連續(xù)長(zhǎng)度為界，并且其中在所述正極板柵板于所述殼體內(nèi)預(yù)期增長(zhǎng)后有不 到X個(gè)空隙。
51. -種電池板柵，包括板柵柵絲的圖案，所述板柵柵絲包括通過(guò)一次變形形成的第一 節(jié)段以及通過(guò)所述一次變形和二次變形形成的第二節(jié)段，使得所述第二節(jié)段以快于所述第 一節(jié)段的速率發(fā)生腐蝕。
52. 根據(jù)權(quán)利要求51所述的電池板柵，其中所述板柵柵絲包括多個(gè)第一節(jié)段。
53. 根據(jù)權(quán)利要求51所述的電池板柵，其中所述板柵柵絲包括多個(gè)第二節(jié)段。
54. 根據(jù)權(quán)利要求51所述的電池板柵，其中在所述圖案中預(yù)先選定的位置處設(shè)置所述 第二節(jié)段。
55. 根據(jù)權(quán)利要求51所述的電池板柵，其中所述二次變形提供與所述一次變形相比節(jié) 段形狀的差異。
56. 根據(jù)權(quán)利要求51所述的電池板柵，其中所述二次變形提供與所述一次變形相比節(jié) 段厚度的差異。
57. 根據(jù)權(quán)利要求51所述的電池板柵，其中所述二次變形提供與所述一次變形相比節(jié) 段密度的差異。
58. 根據(jù)權(quán)利要求51所述的電池板柵，其中所述二次變形提供與所述一次變形相比節(jié) 段熱處理的差異。
59. -種形成電池板柵的方法，包括： 形成具有板柵柵絲的圖案的電池板柵； 改動(dòng)板柵柵絲的所述圖案中的板柵柵絲的截面角部； 改動(dòng)板柵柵絲的所述圖案中的板柵柵絲節(jié)段，使得所述節(jié)段具有與所述圖案中另一板 柵柵絲節(jié)段不同的耐腐蝕性，并且一條板柵柵絲節(jié)段將以快于板柵柵絲的所述圖案中另一 板柵柵絲節(jié)段的腐蝕速率的速率發(fā)生腐蝕。
60. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中形成步驟包括沖壓板柵材料以形成沖壓的電池 板柵。
61. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，進(jìn)一步包括漸進(jìn)沖制操作。
62. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中改動(dòng)板柵柵絲的所述截面角部和改動(dòng)所述板柵 柵絲節(jié)段的步驟發(fā)生在壓印模中。
63. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，其中改動(dòng)所述截面的板柵柵絲和改動(dòng)所述板柵柵絲 節(jié)段的步驟同時(shí)發(fā)生。
64. 根據(jù)權(quán)利要求59所述的方法，進(jìn)一步對(duì)多個(gè)輥供給板柵材料，所述輥在形成所述 電池板柵之前縮小所述板柵材料的厚度。
【文檔編號(hào)】H01M4/74GK104115317SQ201280064554
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月3日
【發(fā)明者】M.·艾瑞克·泰勒, 胡建勛, 格倫·W.·安徒生, 約瑟夫·F.·馬修斯, 巴特·W.·薩奧爾, 詹姆斯·S.·塞門斯基, 薛峰, 默罕默德海爾·阿爾卡提布 申請(qǐng)人:約翰遜控制技術(shù)公司