CN102544452A

CN102544452A - 免维护铅酸电池极群及i形包片工艺

Info

Publication number: CN102544452A
Application number: CN2012100525443A
Authority: CN
Inventors: 陈振富; 陈本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明公开一种免维护铅酸电池I形包片工艺，将AGM超细玻璃纤维裁切成片段状的AGM隔板，通过机械化将负极板、AGM隔板、正极板、AGM隔板依次循环的I形包片方式叠加形成极板集群组，其中的各AGM隔板大于正、负极板的主体面积，相邻两AGM隔板为非连续式断开结构的超细玻璃纤维隔离板。同时本发明还提供了利用上述I形包片工艺组装的免维护铅酸电池极群，本发明用I形的包片方法替代传统的U形包法和W形包法，由于I型包片方法可以实现全机械化的操作，代替传统的手工作业模式，在大幅度提高生产效率的同时最大限度避免员工与铅近距离接触的机会，有效防止铅粉铅尘造成的职业病和环境污染。

Description

免维护铅酸电池极群及I形包片工艺

技术领域

本发明公开一种免维护铅酸电池极群及I形包片工艺，按国际专利分类表(IPC)划分属于免维护铅酸电池制造技术领域。

背景技术

目前，一般的免维护铅酸蓄电池是由正负极板、隔板、壳体、电解液和接线桩头等组成，由于其自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水，具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点，使用寿命一般为普通铅酸蓄电池的两倍，因而得到广泛使用。

免维护铅酸蓄电池放电的化学反应是依靠正极板活性物质(二氧化铅和铅)和负极板活性物质 (海绵状纯铅)在电解液(稀硫酸溶液)的作用下进行，其中极板的栅架，传统铅酸蓄电池用铅锑合金制造，免维护铅酸蓄电池是用铅钙合金制造，前者用锑，后者用钙，这是两者的根本区别点，不同的材料就会产生不同的现象：传统铅酸蓄电池在使用过程中会发生减液现象，这是因为栅架上的锑会污染负极板上的海绵状纯铅，减弱了完全充电后铅酸蓄电池内的反电动势，造成水的过度分解，大量氧气和氢气分别从正负极板上逸出，使电解液减少；用钙代替锑，就可以改变完全充电后的铅酸蓄电池的反电动势，减少过充电流，液体气化速度减低，从而减低了电解液的损失。免维护电池一般使用超细玻璃纤维隔离板（AGM），对正负极板进行隔离，同时AGM也起到吸附稀硫酸电解液和提供氧气复合通道的作用。因此，在生产工艺中，如何把AGM镶嵌在正负极板之间成为一个重要的工序，同时由于AGM隔离板特性柔软容易卷曲和破裂，给机械化带来一定的难度。目前把AGM镶嵌在正负极板之间的工序俗称“包片工序”或“包板工序”，一般都是通过人工进行作业，传统的包片方法根据AGM的形状主要分为“U形包法”和“W形包法”两种，这两种方法都适合人工作业。

传统的免维护电池装配的U形包片（或包板）工艺，如图1所示，是将超细玻璃纤维隔离板（简称AGM隔板1'）镶嵌在正极板2'和负极板3'之间，由于AGM隔板1'质地柔软，机械强度很小，是适合手工作业有利于保护AGM隔离板不容易损坏，缺点是对作业员的依赖程度很高、包片效率低，目前主要靠人工一片一片进行重叠，才能形成一个集群组，以6-DZM-12的电动车电池为例子，一个熟练的作业员8个小时才能完成150-180只电池的包片工作，并且，作业人员必须与极板近距离接触，不可避免吸入铅粉造成血铅超标或者铅中毒之类的职业病。

传统的W形包片方法与U形包片方法比较相近，其示意如图2所示，其特点是正负极极2'、3'两面都包上AGM隔离板纸(AGM隔板1')，然后重叠，隔离板在一个单体中一般是连续的。W型包片方法也是适合手工作业，但相对于U形包片方法可以减少员工拿隔离板的时间，由于正负极之间总是有两片隔离板，相对降低隔离板技晶短路的机会。

由于包片的工序作业人员需要和极板距离接触，极板的铅粉容易被员工通过鼻子和嘴巴吸入，导致作业人员的血铅升高，造成职业健康的巨大危害。2010年，由于全国血铅事件频发，国家环保部组织九部委对铅酸蓄电池行业进行大力整顿，其主要目的就是尽量避免铅对作业人员和厂房附近居民造成健康的影响。

中国专利文献ZL200620075784.5能实现机械包片叠片和送片过程，但需要手工将极板插入U形的AGM隔离板，对人工的熟练程度和依赖性依然很强，再由于该设备方案只是一个单体一个进行包片，无法进行矩阵的工作方式，效率依然不高；专利号201020269409.0公开一种将U形隔板包好的单元进行重叠的装置，这只是包片复杂工序中的一个步骤，也只能进行单个单体的叠片，不能实现批量单元的包片；专利号201020269440.4公开一种U形包片的设备，只能进行一个单体的包片工作，效率还是有很大的局限性；专利号201120023153.X公开一种转盘式包片机器，主要功能是将单片的极板插进U形的隔离板中，然后半机械的方式组合成单体；专利号201120062482.5公开一种竖直方式包片的设备，也只能实行一个单体的竖直排板，横向叠片的方式，采用的包片方式为U形或W形。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种创新的免维护铅酸电池极群I形包片工艺及包装成品，本发明的主要目的是改变AGM隔离板的包片工艺，用I形的包片方法替代传统的U形包法和W形包法，由于I型包片方法可以实现全机械化的操作，代替传统的手工作业模式，在大幅度提高生产效率的同时最大限度避免员工与铅近距离接触的机会，有效防止铅粉铅尘造成的职业病和环境污染。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种免维护铅酸电池极群，包括正、负极板和AGM隔板，正、负极板交叉叠加，相邻正、负极板之间设有AGM隔板，所述的正、负极板和AGM隔板通过I形包片叠加成极板集群组，所述的AGM隔板均呈片状，且相邻两AGM隔板为非连续式断开结构的超细玻璃纤维隔离板。

进一步，所述的 AGM隔板大于正、负极板的主体面积。

一种免维护铅酸电池极群I形包片工艺，将AGM超细玻璃纤维裁切成片段状的AGM隔板，各AGM隔板与正、负极板均呈平板状，通过机械化将负极板、AGM隔板、正极板、AGM隔板依次循环的I形包片方式叠加形成极板集群组，其中的各AGM隔板大于正、负极板的主体面积，相邻两AGM隔板为非连续式断开结构的超细玻璃纤维隔离板。

进一步，所述的负极板为若干片，通过机械吸盘将各负极板移送到工作底板上，然后在各负极板上叠放对应数量的AGM隔板，再将对应数量的正极板通过机械吸盘移送到上述的各AGM隔离板上，然后，在正极板上叠放AGM隔板，如此循环完成模块式多极板集群组堆叠的包片工作。

进一步，所述的正极板堆叠到呈矩阵排列的正极片匣中，负极板堆叠到呈矩阵排列的负极片匣中，两片匣位于工作底板两侧，堆叠时正、负极板通过其上方往复横移的机械吸盘将各极板移送至中间的工作底板上，AGM隔板相间隔的推入到正负极板之间形成的各极板集群组呈矩阵分布。

进一步，所述的片匣内有多个匣腔用于容置正极板或负极板，各匣腔呈矩阵排列，各匣腔内的正、负极板移送至工作底板并与AGM隔板配合进行I形包片形成极板集群组。

进一步，所述的工作底板两侧设有超细玻璃纤维纸卷，两纸卷分别拉伸并裁切形成多片AGM隔板，各AGM隔板由送纸机构推入到正极板或负极板上。

进一步，由气缸和推板完成将裁切好的AGM片状隔板平推到正负极板之间，也可以用吸盘和丝杆组合成的机构将滚切好的片状AGM隔板移送到正负极板之间且对齐。

本发明公开一种矩阵排片堆叠的免维护铅酸电池包片工艺，简单说就是将极板和隔离板相间堆叠成一个单体(极板集群组)，目前还没有人在超细玻璃纤维隔离板（AGM）上使用I形包片工艺，原因是现有的免维护铅酸电池一般以手工作业U形或W形包片为主，即使采用机械化包片也以U形或W形包片进行，而本发明I形包片工序不适合手工作业，人工很难堆叠整齐，且效率也很低，AGM隔板与铅酸蓄电池或干涸电池的微孔塑料隔离板或PE隔离板相比， AGM质地柔软，机械强度小，机械操作时很容易撕裂，而本发明是将超细玻璃纤维纸卷裁切成多片AGM隔板，并直接通过送纸机构如送纸板或杆推送到矩阵分布的正或负极板上，完全避免了AGM隔板撕裂问题。同时，本发明公开的I形包片工艺，主要适合于矩阵式的规模化机械包片，具有排片合理、效率高等优点。

附图说明

图1是电池U形包片侧视图。

图2是电池W形包片侧视图。

图3是本发明包片示意图。

图4是图3包片爆炸图。

图5是本发明包片侧视图。

图6是本发明包片正、负极片匣与工作底板示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例：请参阅图3至图5，一种免维护铅酸电池极群，包括正极板1、负极板2和AGM隔板3，正、负极板交叉叠加如图3所示，相邻正、负极板1、2之间设有AGM隔板3，所述的正、负极板和AGM隔板通过I形包片叠加成极板集群组，所述的AGM隔板3均呈片状，且相邻两AGM隔板为非连续式断开结构的超细玻璃纤维隔离板， AGM隔板大于正、负极板的主体面积。

一种免维护铅酸电池极群I形包片工艺，将AGM超细玻璃纤维裁切成片段状的AGM隔板，各AGM隔板与正、负极板均呈平板状，通过机械化将负极板、AGM隔板、正极板、AGM隔板依次循环的I形包片方式叠加形成极板集群组，其中的各AGM隔板大于正、负极板的主体面积，相邻两AGM隔板为非连续式断开结构的超细玻璃纤维隔离板。所述的负极板为若干片，通过机械吸盘将各负极板移送到工作底板上，然后在各负极板上叠放对应数量的AGM隔板，再将对应数量的正极板通过机械吸盘移送到上述的各AGM隔离板上，然后，在正极板上叠放AGM隔板，如此循环完成模块式多极板集群组堆叠的包片工作。所述的正、负极板分别堆叠到呈矩阵排列的正极片匣4和负极片匣5中，并位于工作底板6两侧，如图6所示，堆叠时正、负极板通过其上方往复横移的机械吸盘将各极板移送至中间的工作底板上，AGM隔板相间隔的推入到正负极板之间形成的各极板集群组呈矩阵分布。所述的片匣内有多个匣腔用于容置正极板或负极板，各匣腔呈矩阵排列，各匣腔内的正、负极板移送至工作底板并与AGM隔板配合进行I形包片形成极板集群(组)7。所述的工作底板两侧设有超细玻璃纤维纸卷，两纸卷分别拉伸并裁切形成多片AGM隔板，各AGM隔板由送纸机构推入到正极板或负极板上。

本发明免维护铅酸电池极群I形包片工艺成型的电池极群，在装入电池外壳体时， AGM隔板对正负极板进行隔离，同时AGM也起到吸附稀硫酸电解液和提供氧气复合通道的作用。

本发明公开的免维护铅酸电池极群I形包片工艺，是采用矩阵排片堆叠方式，能批量自动完成包片的工作，以24个单体矩阵片匣的设备为例，8个小时能包1980只6-DZM-12的电动车电池，相当于12个熟练作业员的工作产量，机器需要两名作业人员进行喂料和收料，可以节约10个熟练作业员，且包片平整，干净避免人员受铅粉的污染。由于维护自动化设备只需要2个作业员，如果实行两班倒，一天开机16个小时，可以完成近4000只6-DZM-12的包片任务，一个年产值上亿的电池装配厂的包片任务就由一台机器，4个普通员工就能完成。而没有使用本发明的I形包片工艺和设备，就需要24个熟练员工来完成，这对于血铅频发的铅酸蓄电池企业是个很大的难点。

以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。

Claims

1.一种免维护铅酸电池极群I形包片工艺，其特征在于：将AGM超细玻璃纤维裁切成片段状的AGM隔板，各AGM隔板与正、负极板均呈平板状，通过机械化将负极板、AGM隔板、正极板、AGM隔板依次循环的I形包片方式叠加形成极板集群组，其中的各AGM隔板大于正、负极板的主体面积，相邻两AGM隔板为非连续式断开结构的超细玻璃纤维隔离板。

2.根据权利要求1所述的一种免维护铅酸电池极群I形包片工艺，其特征在于：所述的负极板为若干片，通过机械吸盘将各负极板移送到工作底板上，然后在各负极板上叠放对应数量的AGM隔板，再将对应数量的正极板通过机械吸盘移送到上述的各AGM隔离板上，然后，在正极板上叠放AGM隔板，如此循环完成模块式多极板集群组堆叠的包片工作。

3.根据权利要求1或2所述的一种免维护铅酸电池极群I形包片工艺，其特征在于：所述的正极板堆叠到呈矩阵排列的正极片匣中，负极板堆叠到呈矩阵排列的负极片匣中，两片匣位于工作底板两侧，堆叠时正、负极板通过其上方往复横移的机械吸盘将各极板移送至中间的工作底板上，AGM隔板相间隔的推入到正负极板之间形成的各极板集群组呈矩阵分布。

4.根据权利要求3所述的一种免维护铅酸电池极群I形包片工艺，其特征在于：所述的片匣内有多个匣腔用于容置正极板或负极板，各匣腔呈矩阵排列，各匣腔内的正、负极板移送至工作底板并与AGM隔板配合进行I形包片形成极板集群组。

5.根据权利要求2或所述的一种免维护铅酸电池极群I形包片工艺，其特征在于：所述的工作底板两侧设有超细玻璃纤维纸卷，两纸卷分别拉伸并裁切形成多片AGM隔板，各AGM隔板由送纸机构推入到正极板或负极板上。

6.根据权利要求5所述的一种免维护铅酸电池极群I形包片工艺，其特征在于：所述的送纸机构是由气缸和推板完成将裁切好的AGM片状隔板平推到正负极板之间且对齐。

7.根据权利要求5所述的一种免维护铅酸电池极群I形包片工艺，其特征在于：所述的送纸机构采用吸盘和丝杆组合成的机构将滚切好的片状AGM隔板移送到正负极板之间且对齐。

8.根据权利要求1所述的一种免维护铅酸电池极群I形包片工艺制备的电池极群，其特征在于：包括正、负极板和AGM隔板，正、负极板交叉叠加，相邻正、负极板之间设有AGM隔板，所述的正、负极板和AGM隔板通过I形包片叠加成极板集群组，所述的各AGM隔板均呈片状，且相邻两AGM隔板为非连续式断开结构的超细玻璃纤维隔离板。

9.根据权利要求8所述的免维护铅酸电池极群，其特征在于：所述的 AGM隔板大于正、负极板的主体面积。