CN101944616B - 一种蓄电池板栅 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓄电池板栅,包括由四条边框筋条围成的长方形或正方形的边框,边框内设有若干垂直交错的横筋条和竖筋条,一侧边框筋条上固定有极耳,所述的竖筋条、横筋条和边框筋条中至少一种筋条的横截面为正n边形,n为自然数,n不小于5且不大于10。本发明提供的蓄电池板栅的竖筋条、横筋条和边框筋条的截面形为正n边形,在横截面面积相同的情况下,外轮廓的表面积介于圆形截面和三角形截面的表面积之间,活性物质利用率和耐腐蚀能力适中,能够提高蓄电池的使用寿命,满足蓄电池的使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电池技术领域,具体涉及一种蓄电池板栅。
背景技术
蓄电池的主要部件为极板,极板多为涂膏式,即在板栅上覆盖涂抹活性物质而成为极板,板栅主要起支撑活性物质和传导电流的作用。板栅是由一定厚度的四边框筋条和框内横、竖筋条构成。
现有的蓄电池板栅,大多采用横筋条多、竖筋条少的结构,这种结构往往使得电流的流径变长,且电流密度变大,致使电流损耗较大;筋条一般均采用上下粗细一致的设计,由于电流从极板底部向顶部汇集,电流逐步增大,而筋条上下粗细一致,导致内阻增大,板栅导电能力减弱;现有的板栅结构,横截面有圆形、方形、菱形、三角形、梯形、椭圆形这几种,比较发现,在横截面积相同的情况下,则圆形的表面积最小,三角形的表面积最大(如横截面积同为1mm2,则筋条为圆形的周长为3.54mm,筋条为椭圆形的周长为3.55mm,筋条为方形的周长为4.00mm,筋条为菱形的周长为4.03mm,筋条为梯形的周长4.24mm,筋条为三角形的周长为4.62mm)。
目前市场上的板栅结构设计并不合理,如果表面积太大则活性物质利用率虽有提高,但板栅易腐蚀而寿命缩短,缩短了蓄电池的使用寿命;如果表面积太小则板栅的耐腐蚀能力虽增强,但活性物质的利用率却大幅下降。
发明内容
本发明提供了一种设计合理、耐腐蚀、导电能力强、活性物质利用率高的蓄电池板栅,能够大幅提高蓄电池的产品质量并延长蓄电池的使用寿命。
一种蓄电池板栅,包括由四条边框筋条围成的长方形或正方形的边框,边框内设有若干垂直交错的横筋条和竖筋条,一侧边框筋条上固定有极耳,所述的竖筋条、横筋条和边框筋条中至少一种筋条的横截面为正n边形,n为自然数,n不小于5且不大于10。
所述的竖筋条中心截面积总和大于横筋条中心的截面积总和,使得板栅纵向电流分布更加均匀,内阻减小,优选竖筋条中心横截面总和为横筋条中心横截面总和的2.5~3.0倍。
所述的竖筋条为截顶锥体,其靠近极耳一端的截面积要大于另一端的截面积,由于电流从远离极耳的一端向靠近极耳的一端沿竖筋条流经,电流递增,所以竖筋条截面积的变化大小与电流的变化大小相吻合,使得板栅内阻减小,导电能力增强,优选竖筋条靠近极耳一端的横截面积为另一端的1.5~2.0倍。
所述的竖筋条之间以及竖筋条和竖直的边框筋条之间留有间隙,该间隙由中心向两侧递增,符合电流集流密度分布中间大两边小的特性,间隙递增比例优选为1.1~1.3。
所述的极耳设于边框筋条的黄金分割点处,使得电流流径变短,提高有功功率,减少无功功率。
本发明提供的蓄电池板栅的竖筋条、横筋条和边框筋条的截面形至少一种为正n边形,在横截面面积相同的情况下,外轮廓的表面积介于圆形截面和三角形截面的表面积之间,活性物质利用率和耐腐蚀能力适中,能够提高蓄电池的使用寿命,满足蓄电池的使用需求。
附图说明
图1为本发明蓄电池板栅的结构示意图;
图2为图1所示板栅中竖筋条的横向剖面图。
具体实施方式
如图1,一种蓄电池板栅,包括由四条边框筋条1围成的长方形的边框,当然也可以是正方形,边框大小与板栅一致。边框内设有垂直交错的五根竖筋条2和四根横筋条3,其中一个边框筋条1的黄金分割点处设有极耳4,使得电流流径变短,降低电流损耗,提高有功功率;根据实际需要可以改变横筋条3和竖筋条2的数量,竖筋条2的中心横截面总和大于横筋条3中心横截面总和,使得板栅纵向电流分布更加均匀,内阻减小。
横筋条3和边框筋条1粗细均匀,竖筋条2从靠近极耳4一端向另一端径向缩小形成截顶锥体,其靠近极耳4一端的横截面积要大于另一端的横截面积;由于电流从远离极耳4的一端向靠近极耳4的一端沿竖筋条2递增,并且竖筋条2的截面积也依此方向递增,所以筋条截面积的变化大小与电流的变化大小相吻合。
五根竖筋条2和两根竖直的边框筋条1之间有6个间隙,间隙11和间隙12、间隙13和间隙14、间隙15和间隙16宽度分别相等,间隙11和间隙12的宽度最小,间隙15和间隙16宽度最大。
如图2所示,竖筋条2的横截面形状为正十边形;板栅的横筋条3、边框筋条1和竖筋条2一样,截面形状均为正十边形。除此之外,边框筋条1、竖筋条2和横筋条3截面形状也可以为边数为5~10的其它正多边形,本实施例的竖筋条与横截面为圆形和三角形的相比,它的表面积介于上述两者之间,耐腐蚀能力和活性物质利用率均达到一个较好的水平。
对比例
选取普通市售的型号为6-DZM-12的蓄电池(杭州巨星蓄电池厂),检测其各参数如下:
该蓄电池内阻为14mΩ,首次两小时率容量放电为128min,循环50次,容量放电118min,循环100次,容量放电104min,循环200次,容量放电86min,80%DOD循环寿命达到635次。
实施例1
横筋条、竖筋条、边框筋条的横截面形状为正五边形,竖筋条靠近极耳一端的横截面积为另一端横截面积的2倍,间隙11、间隙13和间隙15宽度比为1∶1.2∶1.3,竖筋条中心横截面总和是横筋条中心横截面总和的2.5倍。
将上述板栅结构做成动力用蓄电池(6-DZM-12),其余配置与对比例相同,经检测该蓄电池内阻为10mΩ,首次两小时率容量放电为138min,循环50次,容量放电130min,循环100次,容量放电122min,循环200次,容量放电113min,80%DOD循环寿命达到752次。
实施例2
横筋条、竖筋条、边框筋条的横截面形状为正七边形,竖筋条靠近极耳一端的横截面积为另一端横截面积的1.5倍,间隙11、间隙13和间隙15宽度比为1∶1.1∶1.2,竖筋条中心横截面总和是横筋条中心横截面总和的2.9倍。
将上述板栅结构做成动力用蓄电池(6-DZM-12),其余配置与对比例相同,经检测该蓄蓄电池内阻为8mΩ,首次两小时率容量放电为140min,循环50次,容量放电132min,循环100次,容量放电129min,循环200次,容量放电119min,80%DOD循环寿命达到796次。
实施例3
横筋条、竖筋条、边框筋条的横截面形状为正十边形,竖筋条靠近极耳一端的横截面积为另一端横截面积的1.8倍,间隙11、间隙13和间隙15宽度比为1∶1.15∶1.25,竖筋条中心横截面总和是横筋条中心横截面总和的2.7倍。
将上述板栅结构做成动力用蓄电池(6-DZM-12),其余配置与对比例相同,经检测该蓄电池内阻为9mΩ,首次两小时率容量放电为139min,循环50次,容量放电133min,循环100次,容量放电128min,循环200次,容量放电117min,80%DOD循环寿命达到784次。
实施例4
横筋条、竖筋条、边框筋条的横截面形状为正十边形,竖筋条靠近极耳一端的横截面积为另一端横截面积的1.8倍,间隙11、间隙13和间隙15宽度比为1∶1.2∶1.3,竖筋条中心横截面总和是横筋条中心横截面总和的2.5倍。
将上述板栅结构做成动力用蓄电池(6-DZM-12),其余配置与对比例相同,经检测该蓄电池内阻为9.5mΩ,首次两小时率容量放电为138min,循环50次,容量放电130min,循环100次,容量放电124min,循环200次,容量放电112min,80%DOD循环寿命达到758次。
Claims (1)
1.一种蓄电池板栅,包括由四条边框筋条围成的长方形或正方形的边框,边框内设有若干垂直交错的横筋条和竖筋条,一侧边框筋条上固定有极耳,其特征在于,所述极耳设于该边框筋条的黄金分割点处,所述的竖筋条、横筋条和边框筋条的横截面形状均为正n边形,n为自然数,n不小于5且不大于10;所述的竖筋条中心横截面总和为横筋条中心横截面总和的2.5~3.0倍;所述的竖筋条为锥体,其靠近极耳一端的横截面积为另一端的1.5~2.0倍;所述的竖筋条之间以及竖筋条和竖直的边框筋条之间留有间隙,该间隙由中心向两侧以1.1~1.3的比例递增。
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