CN102709507A - 一种高铅离子能极板 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高铅离子能极板，属于蓄电池技术领域。它解决了现有蓄电池的极板中活性物质利用率低和使用寿命短的问题。本高铅离子能极板，包括呈板状的主体以及连接于主体上的用于与蓄电池的正极柱或负极柱相连接的极耳，所述的主体包括一呈板状的导电板以及紧密抵靠于该导电板一侧的板栅，所述的板栅上沿与导电板相垂直的方向开设有若干个通孔，所述的通孔内设有与上述导电板相接触的活性物质，上述板栅采用绝缘材料制成，上述极耳与导电板相连接且两者均采用导电材料制成。本高铅离子能极板具有活性物质利用率高、使用寿命长以及适用范围广的优点。

Description

一种高铅离子能极板

技术领域

本发明属于蓄电池技术领域，涉及一种铅酸蓄电池极板，尤其涉及一种高铅离子能极板。

背景技术

现有蓄电池壳体中的极板一般包括采用导电材料制成的呈栅栏状的板栅、铅膏以及与板栅连接的金属极耳，其中，铅膏填涂于板栅的表面以及板栅上的通孔中后经淋酸、固化等工艺处理形成可进行氧化还原反应的活性物质，而金属极耳则通过汇流排与蓄电池的正极柱或负极柱相连接。当蓄电池连接于电路中使用时，栅栏状的板栅通电，填涂于板栅上的活性物质通过电解质进行反应，实现充电或放电。这种极板统治了铅酸蓄电池上百年的历史，且此板栅经多次的修改，到目前已相当成熟。

然而，现有的上述极板在使用时仍存在一些问题：1、极板的板栅呈栅栏状，当通电时，电流自板栅上流过，而板栅上的通孔中的活性物质处因电阻较大，流经的电流较小，则该处的活性物质的反应利用率较低；2、因极板在填涂活性物质时需要进行淋酸、固化等工艺的处理，所以现有极板的板栅无法使用充放电效果最好的铅制成，只能采用强度相对较高的铅合金，然而，铅合金极板一旦进行深放电，正极板栅的合金元素就会释放出来，直接影响电池寿命及容量，所以其使用寿命也极其短，一般在200～300次左右。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种活性物质反应率高且使用寿命长的高铅离子能极板。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种高铅离子能极板，包括呈板状的主体以及连接于主体上的用于与蓄电池的正极柱或负极柱相连接的极耳，其特征在于，所述的主体包括一呈板状的导电板以及紧密抵靠于该导电板一侧的板栅，所述的板栅上沿与导电板相垂直的方向开设有若干个通孔，所述的通孔内设有与上述导电板相接触的蓄电池用的活性物质，该活性物质能在蓄电池放电时通过化学反应产生电能且在充电时恢复为原组分物质，上述板栅采用绝缘材料制成，上述极耳与导电板相连接且两者均采用导电材料制成。

本高铅离子能极板包括导电板以及紧密抵靠于导电板一侧的板栅，其中，板栅用于填涂活性物质，因其无需导电而采用绝缘材料制成，自中华人民共和国国家标准蓄电池名词术语（GB2900.71—88）的定义中可知，该应用于蓄电池极板中的活性物质为当蓄电池放电时通过化学反应产生电能，而在充电时又恢复为原组分的极板物质。因导电板整体呈板状，当其通过极耳连接至蓄电池的正极柱或负极柱处进行通电使用时，导电板上流过的电流较为均匀，而紧密抵靠于导电板一侧的板栅上的与导电板相接触的活性物质则可得到充分利用，大大提高了蓄电池中的活性物质的利用率，该利用率可高达70%以上。

在上述的一种高铅离子能极板中，所述的导电板采用铅制成。因导电板无需填涂活性物质，即其无需经过淋酸、固化等工艺，所以，导电板可采用充放电性能最佳的铅材料制成。

作为另一种情况，在上述的一种高铅离子能极板中，所述的导电板采用铅合金制成。在将极板改为上述结构而大大提高蓄电池内活性物质的利用率后，导电板也可采用铅合金或其他导电金属制成，虽其充放电的性能与铅制成的导电板不同，但同样能实现活性物质的高利用率。

在上述的一种高铅离子能极板中，所述的板栅采用塑料制成。塑料制成的板栅不仅满足填涂活性物质时的工艺需求，其重量与成本也较低。

在上述的一种高铅离子能极板中，所述的通孔呈圆形或正多边形，且各个通孔均匀分布于上述板栅上。通孔处用于填充活性物质，所以其形状可为圆形、三角形、矩形、菱形等各种形状。

在上述的一种高铅离子能极板中，所述的通孔呈正方形且纵横排列地均匀分布于板栅上。通孔呈正方形且纵横排列地分布可使各个通孔所占用的面积更大以填充更多的活性物质。

在上述的一种高铅离子能极板中，所述的极耳呈片状且连接于导电板的一端，该极耳与导电板连为一体。片状的极耳所占用的空间较小，可将若干个正极板与负极板的极耳设于电池内芯的同一侧且交错开来以便通过汇流排将正极板和负极板分别连接到蓄电池的正极柱和负极柱处。

作为另一种情况，在上述的一种高铅离子能极板中，所述的极耳呈板状且连接于导电板的一端，该极耳与导电板连为一体。板状的极耳与导电板采用相同材料制成且两者等宽，正极板与负极板的极耳可设置于相对的两侧，再分别通过一汇流排连接至正极柱和负极柱处。

在上述的一种高铅离子能极板中，所述的活性物质由铅膏为原料制成的。将铅膏填涂于板栅的表面及通孔中后，通过淋酸、固化及化成的工艺即可形成活性物质。

与现有技术相比，本高铅离子能极板具有以下优点：

1、本高铅离子能极板中利用导电板进行通电，利用设置于导电板一侧的板栅来填涂活性物质，使得极板在通电后，导电板上的电流分布较为均匀，而设置于板栅上的活性物质与导电板接触，使其能得到充分的利用，活性物质的利用率得到了大幅度的提高。

2、导电板因无需填涂活性物质，不必限制于填涂活性物质时的工艺要求，选用充放电性能最好的铅材料，可使其DOD 100%深放电循环使用寿命达2000次以上，大大提高了其使用寿命。

3、根据上述导电板以及设置于导电板一侧板栅的结构，可对导电板和板栅进行相应地组合，以应用于双极性蓄电池中，应用范围较广。

附图说明

图1是本高铅离子能极板实施例一的结构示意图。

图2是本高铅离子能极板实施例二的结构示意图。

图3是本高铅离子能极板的导电板的实施例一的结构示意图。

图4是本高铅离子能极板的导电板的实施例二的结构示意图。

图5是本高铅离子能极板中板栅的结构示意图。

图6是本高铅离子能极板的A-A处的剖视结构示意图。

图中，1、导电板；2、板栅；3、通孔；4、极耳；5、活性物质；6、框架；7、筋条。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本高铅离子能极板包括呈板状的主体以及用于与蓄电池的正极柱或负极柱相连接的极耳4，本体包括一导电板1以及紧密抵靠于该导电板1一侧的板栅2，极耳4连接于导电板1的一端。其中，板栅2和导电板1大小相同且对应叠放。板栅2上沿与导电板1相垂直的方向开设有若干个通孔3，板栅2表面以及通孔3中填充有与导电板1相接触的活性物质5。在本实施例中，该活性物质5为当蓄电池放电时通过化学反应产生电能，而在充电时又恢复为原组分的极板物质。

如图3所示，导电板1整体呈板状，其厚度为0.01mm～1.0mm，一般为板材冲压或浇铸滚压而成，极耳4呈片状且与导电板1连为一体，这里，导电板1因无需经过填充活性物质5的工艺，所以选用充放电性能最好的铅材料制成。同样的，极耳4也采用铅材料制成。

如图5所示，板栅2呈栅栏状且采用塑料材料制成，其厚度为0.05mm～2.0mm，包括呈矩形的框架6以及纵横交错地连接于框架6内的筋条7，相邻的筋条7之间即形成一通孔3，该通孔3呈正方形且各个通孔3纵横排列地分布于板栅2上。如图6所示，筋条7的截面为四方形。

将本高铅离子能极板应用于单极性蓄电池中时，可在板栅2上填涂呈膏状的正极铅膏或负极铅膏，填涂好后进行淋酸、固化以及化成等工艺处理以形成活性物质5。这里，正极铅膏和负极铅膏均为现有技术中蓄电池常用的活性物质5，可自市场中直接购得，其主要成分为铅，将其制作成活性物质5的工艺也与现有技术相同，自网站http://baike.baidu.com/v iew/327649.htm所公开的内容可知，其为由铅粉、水、硫酸和添加剂混合搅拌并发生物理、化学变化而制成的可塑性膏状混合物。填涂正极铅膏的板栅2与导电板1配合即可作为正极板使用，填涂负极铅膏的板栅2与导电板1配合即可作为负极板使用。以下将填涂正极铅膏的板栅2称为正极板栅，填涂负极铅膏的板栅2称为负极板栅。

使用本高铅离子能极板的电池内芯，自其一端向另一端依次叠放的顺序为：橡胶层（此层在使用过程也可省略），绝缘板，导电板1，负极板栅，隔板，正极板栅，导电板1，正极板栅，隔板，负极板栅，导电板1，负极板栅，隔板，正极板栅，导电板1，正极板栅……隔板，负极板栅，导电板1，绝缘板，橡胶层（此层在使用过程也可省略）。其中，导电板1、负极板栅、隔板、正极板栅、绝缘板以及橡胶层的大小相同且对应叠放后，两侧为负极板栅的导电板1和两侧为正极板栅的导电板1上的极耳4位于电池内芯的同一侧且两者交错开来。

上述叠放方式为导电板和负极板栅位于两端的顺序，当设置于电池内芯两端的为导电板和正极板栅时，将上述叠放顺序中的负极板栅与正极板栅互相替换即可。使用本高铅离子能极板的结构以及上述叠放方式可使正极板栅与负极板栅的数量相同，即填涂于正极板栅和负极板栅上的活性物质5量相同，相对于现有技术中负极板比正极板多一块的技术方案，本方案不仅节约了成本且提高了活性物质5的利用率。

当上述极板通过极耳4连接至蓄电池的正极柱或负极柱处进行通电使用时，导电板1上流过的电流较为均匀，而紧密抵靠于导电板1两侧的板栅2上的与导电板1相接触的活性物质5则均可得到充分利用，大大提高了蓄电池中的活性物质5的利用率，该利用率可高达70%以上。

实施例二

如图2和图4所示，本实施例与实施例一的技术方案大致相同，不同之处在于：与导电板1连为一体的极耳4呈板状，且该极耳4的宽度与导电板1的宽度相同。本实施例的极板应用于单极性蓄电池时，其叠放方式和顺序与实施例一相同，但因极耳4呈板状，所以将两侧为负极板栅的导电板1和两侧为正极板栅的导电板1上的极耳4分设电池内芯的两侧。

此外，本高铅离子能极板还可应用于双极性蓄电池中。此时，双极性蓄电池的电池内芯的叠放顺序依次为：橡胶层（此层在使用过程也可省略），绝缘板，导电板1，正极板栅，隔板，负极板栅，导电板1，正极板栅，隔板，负极板栅，导电板1，正极板栅，隔板，负极板栅，导电板1，正极板栅……隔板，负极板栅，导电板1，绝缘板，橡胶层（此层在使用过程也可省略）。可将每个两侧具有正极板栅和负极板栅的极板视为一个电池单体，则双极性蓄电池的上述叠放方式即为多个电池单体的串联，随着极板的数量增多，双极性蓄电池的电压也不断增加。

双极性蓄电池的应用与上述单极性蓄电池的不同之处还在于：仅电池内芯两端处的导电板1设有极耳4，这两块导电板1之间的其他导电板1处均未设置极耳4。为防止极板的负极板栅与其他不相邻的极板的正极板栅之间发生反应而使两块板栅2之间的其他板栅2上的活性物质5不发生反应，可在相邻两极板之间再设置一厚度大于导电板1和板栅2的橡胶隔板或采用其他方法进行隔离。

导电板1和极耳4的材料除上述铅材料外，也可采用其他现有的导电材料制成，如现有技术中的铅合金或其他合金材料；同样的，板栅2也可采用其他能满足填涂活性物质5时的工艺需求的绝缘材料。而开设于板栅2上的通孔3的形状可根据实际使用需要而更改为圆形、三角形、菱形等其他形状，其分布方式也跟根据实际通孔3的形状作相应的调整。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种高铅离子能极板，包括呈板状的主体以及连接于主体上的用于与蓄电池的正极柱或负极柱相连接的极耳（4），其特征在于，所述的主体包括一呈板状的导电板（1）以及紧密抵靠于该导电板（1）一侧的板栅（2），所述的板栅（2）上沿与导电板（1）相垂直的方向开设有若干个通孔（3），所述的通孔（3）内设有与上述导电板（1）相接触的蓄电池用的活性物质（5），该活性物质（5）能在蓄电池放电时通过化学反应产生电能且在充电时恢复为原组分物质，上述板栅（2）采用绝缘材料制成，上述极耳（4）与导电板（1）相连接且两者均采用导电材料制成。

2.根据权利要求1所述的一种高铅离子能极板，其特征在于，所述的导电板（1）采用铅制成。

3.根据权利要求1所述的一种高铅离子能极板，其特征在于，所述的导电板（1）采用铅合金制成。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种高铅离子能极板，其特征在于，所述的板栅（2）采用塑料制成。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种高铅离子能极板，其特征在于，所述的通孔（3）呈圆形或正多边形，且各个通孔（3）均匀分布于上述板栅（2）上。

6.根据权利要求5所述的一种高铅离子能极板，其特征在于，所述的通孔（3）呈正方形且纵横排列地均匀分布于板栅（2）上。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种高铅离子能极板，其特征在于，所述的极耳（4）呈片状且连接于导电板（1）的一端，该极耳（4）与导电板（1）连为一体。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种高铅离子能极板，其特征在于，所述的极耳（4）呈板状且连接于导电板（1）的一端，该极耳（4）与导电板（1）连为一体。

9.根据权利要求1或2或3所述的一种高铅离子能极板，其特征在于，所述的活性物质（5）由铅膏为原料制成的。

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