閥控式鉛酸蓄電池及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于鉛酸蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種閥控式鉛酸蓄電池及其制備方法。正板柵總厚度1.0mm～2.5mm，正極板厚度1.0mm～3.0mm；負(fù)板柵厚度0.6mm～2.0mm，負(fù)極板厚度0.6mm～2.5mm。正板柵柵筋截面為多邊形，多邊形的邊數(shù)≥6，柵筋在厚度方向可變形0mm～0.5mm，使正板柵總厚度≥正板柵基厚(即鉛帶厚度)，正板柵基厚為0.9mm～2.0mm。本發(fā)明提高了閥控式鉛酸蓄電池的短時(shí)率、高功率放電性能。本發(fā)明還提供其制備方法，克服了傳統(tǒng)方法鑄造大容量薄型板柵成型難的問(wèn)題，也解決了現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)效率較低、質(zhì)量不均衡問(wèn)題，及薄型極板涂膏、裝配過(guò)程變形問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
閥控式鉛酸蓄電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于鉛酸蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種閥控式鉛酸蓄電池及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著儲(chǔ)能、通信、電力等領(lǐng)域的快速發(fā)展，閥控式鉛酸蓄電池(簡(jiǎn)稱VRLA電池)以其無(wú)污染、免維護(hù)、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用，同時(shí)在數(shù)據(jù)中心、UPS電源系統(tǒng)、電力系統(tǒng)事故放電等較短后備時(shí)間(如5min、15min等)應(yīng)用場(chǎng)景中對(duì)其短時(shí)率、高功率放電性能提出更高的要求。目前工業(yè)用大容量(2V500Ah?2V3000Ah)VRLA電池受傳統(tǒng)制造工藝限制，通常正負(fù)極板厚度較厚(正極板厚度約為4_，負(fù)極板厚度約為3_)，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的幾何面積小，輸出功率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種閥控式鉛酸蓄電池，提高閥控式鉛酸蓄電池的短時(shí)率、高功率放電性能;本發(fā)明還提供其制備方法。
[0004]本發(fā)明所述的閥控式鉛酸蓄電池，正板柵總厚度1.0mm?2.5mm，正極板厚度1.0mm?3.0mm;負(fù)板棚.厚度0.6mm?2.0mm，負(fù)極板厚度0.6mm?2.5mm。
[0005]正板柵柵筋截面為多邊形，多邊形的邊數(shù)彡6，柵筋在厚度方向變形Omm?0.5mm，使正板柵總厚度多正板柵基厚，正板柵基厚為0.9mm?2.0mm。
[0006]本發(fā)明板柵及極板厚度薄，在蓄電池槽體積相同的條件下，極板數(shù)量增多，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的幾何面積增大，活性物質(zhì)作用深度增加、活性物質(zhì)利用率提高，提高了蓄電池輸出功率。板柵柵筋截面為多邊形，并且可在厚度方向發(fā)生變形，電流輸出距離縮短，耐腐蝕性能好，與活性物質(zhì)接觸面積增大，對(duì)活性物質(zhì)保持能力強(qiáng)。
[0007]本發(fā)明所述的閥控式鉛酸蓄電池的制備方法，包括正板柵鑄造:將鉛合金加熱為熔融液，連續(xù)鑄造、乳制形成鉛帶，將鉛帶沖制成網(wǎng)格狀板柵帶，將柵筋截面和邊框截面由矩形整形成多邊形，多邊形的邊數(shù)多6 ο同時(shí)也可將柵筋在厚度方向變形Omm?0.5mm，使板柵總厚度多板柵基厚(即鉛帶厚度)。還包括負(fù)板柵鑄造:將熔融合金液連續(xù)注入固定模具與滾動(dòng)模具之間，形成負(fù)板柵帶。
[0008]本發(fā)明所述的閥控式鉛酸蓄電池的制備方法，包括以下步驟:
[0009]a)正板柵鑄造:將鉛合金加熱為熔融液，然后連續(xù)鑄造、乳制形成鉛帶，將一定厚度的鉛帶傳送到?jīng)_壓設(shè)備，在沖壓設(shè)備作用下，將鉛帶沖制成網(wǎng)格狀板柵帶，沖制好的板柵帶被傳送到板柵整形設(shè)備，將柵筋截面和邊框截面由矩形整形成多邊形，多邊形的邊數(shù)多6，同時(shí)也可將柵筋在厚度方向變形Omm?0.5mm，使正板柵總厚度多正板柵基厚；目的為增大柵筋與活性物質(zhì)的結(jié)合面積，提高活性物質(zhì)保持能力；
[0010]b)負(fù)板柵鑄造:將熔融合金液連續(xù)注入固定模具與滾動(dòng)模具之間，形成負(fù)板柵帶；
[0011]c)生極板制造:正、負(fù)板柵經(jīng)連續(xù)涂膏、表面干燥、滾切、固化制成正、負(fù)生極板；
[0012]d)蓄電池裝配:將步驟c)得到的正、負(fù)生極板與其他部件進(jìn)行裝配，然后灌入電解液充電后形成成品蓄電池。
[0013]其中:
[OOM]連續(xù)鑄造、乳制形成鉛帶為:將恪融合金液通過(guò)鑄帶設(shè)備連續(xù)鑄造成1mm?20mm的厚鉛帶，厚鉛帶經(jīng)過(guò)連續(xù)乳制達(dá)到設(shè)計(jì)要求的正板柵鉛帶基厚；設(shè)計(jì)要求的正板柵鉛帶基厚為0.9mm?2.0mm。
[0015]步驟a)中板柵由鉛帶沖制而成，柵筋可變形，板柵總厚度多板柵基厚。
[0016]步驟b)中的合金液為鉛合金。也就是說(shuō)步驟b)中板柵由鉛合金液經(jīng)連續(xù)鑄造而成。
[0017]步驟c)連續(xù)涂膏時(shí)在生極板兩面覆涂板紙。
[0018]步驟d)所述的其他部件為蓄電池槽、電池蓋和極柱。
[0019]綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020](I)本發(fā)明提高了閥控式鉛酸蓄電池的短時(shí)率、高功率放電性能，以數(shù)據(jù)中心15min后備時(shí)間應(yīng)用場(chǎng)景為例，采用本發(fā)明的蓄電池輸出功率提高1.3?1.6倍。
[0021](2)本發(fā)明通過(guò)正負(fù)板柵鑄造工藝實(shí)現(xiàn)了采用多片薄型極板取代現(xiàn)有厚極板，本發(fā)明薄型正極板厚度為1.0mm?3.0mm，優(yōu)選1.6mm?2.3mm，薄型負(fù)極板厚度為0.6mm?2.5mm，優(yōu)選1.0mm?1.6mm;現(xiàn)有厚型正極板厚度為3.1mm?5.2mm、厚型負(fù)極板厚度為2.Imm?4.0mm。在蓄電池槽體積相同的條件下，采用薄極板，必定會(huì)使極板數(shù)量增多，增加了極板表面積;在蓄電池槽體積相同的條件下，采用本發(fā)明薄極板后極板數(shù)量為采用現(xiàn)有厚極板的1.4?2倍。極板表面積增大，輸出功率大幅提高，在蓄電池槽體積相同的條件下，極板表面積提高I.4?2倍、輸出功率提高1.3?1.6倍。
[0022](3)本發(fā)明采用連續(xù)制造工藝，克服了傳統(tǒng)方法鑄造大容量薄型板柵成型難的問(wèn)題。現(xiàn)有技術(shù)中，薄型板柵柵筋較細(xì)，采用傳統(tǒng)鑄造方法時(shí):合金—加熱為熔融液—模腔內(nèi)冷卻為板柵，由于模具溫度的均衡性、合金液流動(dòng)性與冷卻速度等原因，使得制得的板柵柵筋更細(xì)、易斷裂，澆鑄不滿、變形嚴(yán)重;板柵涂填鉛膏時(shí)，鉛膏涂填厚度不均勻，最終影響產(chǎn)品性能。本發(fā)明采用步驟a)的方法，先將合金加熱為熔融液，然后熔融液通過(guò)連續(xù)鑄造、乳制形成鉛帶，最后將鉛帶機(jī)械沖制成網(wǎng)格狀板柵帶，整形成多邊形形成正板柵，同時(shí)也可將柵筋在厚度方向變形Omm?0.5mm，使正板柵總厚度多正板柵基厚(即鉛帶厚度)；本發(fā)明采用步驟b)的方法，采用連鑄輥壓技術(shù)，其靈活性高于傳統(tǒng)工藝，可以制造更薄的板柵，從而克服了傳統(tǒng)方法鑄造大容量薄型板柵成型難的問(wèn)題，也解決了現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)效率較低、質(zhì)量不均衡問(wèn)題及薄型極板涂膏、裝配過(guò)程變形問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024]實(shí)施例1
[0025](I)極板制造
[0026]將鉛合金加熱為熔融液，連續(xù)鑄造、乳制形成1.4mm厚鉛帶，再將鉛帶傳送到?jīng)_壓設(shè)備，在沖壓設(shè)備作用下，將鉛帶沖制成網(wǎng)格狀板柵帶，沖制好的板柵帶被傳送到板柵整形設(shè)備，將柵筋截面和邊框截面由矩形整形成六邊形，形成總厚為1.9_的正板柵帶；
[0027](2)負(fù)板柵采用連鑄輥壓工藝，將熔融鉛合金液連續(xù)注入固定模具與滾動(dòng)模具之間，形成1.2mm厚負(fù)板柵帶；
[0028](3)用連續(xù)涂板機(jī)將鉛膏填涂在正、負(fù)板柵上，兩面覆涂板紙，經(jīng)過(guò)表面干燥、滾切、固化干燥制成正、負(fù)生極板。正極板厚度2.3mm，負(fù)極板厚度1.6mm。
[0029](4)蓄電池裝配
[0030]將上述方法制造的正生極板、負(fù)生極板與其他部件裝配成2V1000Ah型蓄電池，然后灌入電解液充電后形成成品蓄電池。對(duì)成品蓄電池進(jìn)行15min恒功率放電檢驗(yàn)，其輸出功率為2780W，與采用傳統(tǒng)工藝制造的同規(guī)格蓄電池相比，輸出功率提高了35%。
[0031]實(shí)施例2
[0032](I)極板制造
[0033]將鉛合金加熱為熔融液，連續(xù)鑄造、乳制形成1.2mm厚鉛帶，再將鉛帶傳送到?jīng)_壓設(shè)備，在沖壓設(shè)備作用下，將鉛帶沖制成網(wǎng)格狀板柵帶，沖制好的板柵帶被傳送到板柵整形設(shè)備，將柵筋截面和邊框截面由矩形整形成六邊形，形成總厚為1.6_的正板柵帶；
[0034](2)負(fù)板柵采用連鑄輥壓工藝，將熔融鉛合金液連續(xù)注入固定模具與滾動(dòng)模具之間，形成1.0mm厚負(fù)板柵帶；
[0035](3)用連續(xù)涂板機(jī)將鉛膏填涂在正、負(fù)板柵上，兩面覆涂板紙，經(jīng)過(guò)表面干燥、滾切、固化干燥制成正、負(fù)生極板。正極板厚度2.0mm，負(fù)極板厚度1.3mm。
[0036](4)蓄電池裝配
[0037]將上述方法制造的正生極板、負(fù)生極板與其他部件裝配成2V400Ah型蓄電池，然后灌入電解液充電后形成成品蓄電池。對(duì)成品蓄電池進(jìn)行15min恒功率放電檢驗(yàn)，其輸出功率為1190W，與采用傳統(tǒng)工藝制造的同規(guī)格蓄電池相比，輸出功率提高了42%。
[0038]實(shí)施例3
[0039](I)極板制造
[0040]將鉛合金加熱為熔融液，連續(xù)鑄造、乳制形成0.9mm厚鉛帶，再將鉛帶傳送到?jīng)_壓設(shè)備，在沖壓設(shè)備作用下，將鉛帶沖制成網(wǎng)格狀板柵帶，沖制好的板柵帶被傳送到板柵整形設(shè)備，將柵筋截面和邊框截面由矩形整形成六邊形，形成總厚為1.2_的正板柵帶；
[0041](2)負(fù)板柵采用連鑄輥壓工藝，將熔融鉛合金液連續(xù)注入固定模具與滾動(dòng)模具之間，形成0.7mm厚負(fù)板柵帶；
[0042](3)用連續(xù)涂板機(jī)將鉛膏填涂在正、負(fù)板柵上，兩面覆涂板紙，經(jīng)過(guò)表面干燥、滾切、固化干燥制成正、負(fù)生極板。正極板厚度1.6mm，負(fù)極板厚度1.0mm。
[0043](4)蓄電池裝配
[0044]將上述方法制造的正生極板、負(fù)生極板與其他部件裝配成2V200Ah型蓄電池，然后灌入電解液充電后形成成品蓄電池。對(duì)成品蓄電池進(jìn)行15min恒功率放電檢驗(yàn)，其輸出功率為630W，與采用傳統(tǒng)工藝制造的同規(guī)格蓄電池相比，輸出功率提高了53%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種閥控式鉛酸蓄電池，其特征在于:正板柵總厚度1.0mm?2.5mm，正極板厚度1.0mm?3.0mm;負(fù)板棚.厚度0.6mm?2.0mm，負(fù)極板厚度0.6mm?2.5mm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥控式鉛酸蓄電池，其特征在于:正板柵柵筋截面為多邊形，多邊形的邊數(shù)多6，柵筋在厚度方向變形Omm?0.5mm，使正板柵總厚度多正板柵基厚，正板棚.基厚為0.9mm?2.0mm。3.—種權(quán)利要求1所述的閥控式鉛酸蓄電池的制備方法，其特征在于:包括正板柵鑄造:將鉛合金加熱為熔融液，連續(xù)鑄造、乳制形成鉛帶，將鉛帶沖制成網(wǎng)格狀板柵帶，將柵筋截面和邊框截面由矩形整形成多邊形，多邊形的邊數(shù)多6。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的閥控式鉛酸蓄電池的制備方法，其特征在于:包括負(fù)板柵鑄造:將熔融合金液連續(xù)注入固定模具與滾動(dòng)模具之間，形成負(fù)板柵帶。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的閥控式鉛酸蓄電池的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: a)正板柵鑄造:將鉛合金加熱為熔融液，然后連續(xù)鑄造、乳制形成鉛帶，將一定厚度的鉛帶傳送到?jīng)_壓設(shè)備，在沖壓設(shè)備作用下，將鉛帶沖制成網(wǎng)格狀板柵帶，沖制好的板柵帶被傳送到板柵整形設(shè)備，將柵筋截面和邊框截面由矩形整形成多邊形，多邊形的邊數(shù)多6，同時(shí)也可將柵筋在厚度方向變形Omm?0.5mm，使正板柵總厚度多正板柵基厚； b)負(fù)板柵鑄造:將熔融合金液連續(xù)注入固定模具與滾動(dòng)模具之間，形成負(fù)板柵帶； c)生極板制造:正、負(fù)板柵經(jīng)連續(xù)涂膏、表面干燥、滾切、固化制成正、負(fù)生極板； d)蓄電池裝配:將步驟c)得到的正、負(fù)生極板與其他部件進(jìn)行裝配，然后灌入電解液充電后形成成品蓄電池。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閥控式鉛酸蓄電池的制備方法，其特征在于:連續(xù)鑄造、乳制形成鉛帶為:將恪融合金液通過(guò)鑄帶設(shè)備連續(xù)鑄造成1mm?20mm的厚鉛帶，厚鉛帶經(jīng)過(guò)連續(xù)乳制達(dá)到設(shè)計(jì)要求的正板柵鉛帶基厚;設(shè)計(jì)要求的正板柵鉛帶基厚為0.9mm?2.0mm。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閥控式鉛酸蓄電池的制備方法，其特征在于:步驟b)中的合金液為鉛合金。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閥控式鉛酸蓄電池的制備方法，其特征在于:步驟c)連續(xù)涂膏時(shí)在生極板兩面覆涂板紙。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閥控式鉛酸蓄電池的制備方法，其特征在于:步驟d)所述的其他部件為蓄電池槽、電池蓋和極柱。
【文檔編號(hào)】H01M10/12GK106025383SQ201610348877
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】張夢(mèng)穎, 趙玉陽(yáng), 董書(shū)嶺, 吳濤, 丁廣波, 陳默
【申請(qǐng)人】淄博火炬能源有限責(zé)任公司