CN102751507B - 一种铅酸蓄电池板栅的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种铅酸蓄电池板栅的制造方法，由以下步骤组成：1、复合铅线的制备，2、将步骤1制备的复合铅线编织成铅网。本发明提供的铅酸蓄电池使用的铅网板栅与现有铅网板栅相比，具有如下有益效果：1.电池板栅重量减少50%以上；2.电池极板的重量比能量将会提高30%以上；3.纺织板栅制造过程无铅烟产生，符合清洁化生产工艺；4.板栅耐腐蚀性好。

Description

一种铅酸蓄电池板栅的制造方法

技术领域

本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，特别涉及一种铅酸蓄电池合金板栅的制造方法。

背景技术

合金板栅是蓄电池的重要组成部分，其在蓄电池中的作用：1、主要是支撑活性物质；2、使电流均匀分布在活性物质上，以提高活性物质的利用率。传统的合金板栅主要由带极耳的板栅边框和固定在板栅边框内的竖筋、横筋构成，其中，竖筋设置在板栅边框的上、下边框之间，横筋设置在两个竖边框之间。

合金板栅在蓄电池中虽不参加成流反应，但对蓄电池的主要性能如容量、寿命、电流放电及充电接受等均有很大影响。板栅边框的主要作用是防止合金板栅在后期工艺如涂板过程及蓄电池使用过程中变形，撕裂。横筋主要功能是与竖筋连接以支撑活性物质；竖筋主要作用是用以传递电流。

蓄电池合金板栅一般多采用重力浇注即铸造工艺生产，包括自动、半自动和手工方式。设备主要包括熔铅炉、板栅铸造模具等。板栅铸造工作原理是：液态合金铅由铅泵沿保温管道把铅合金液浇入板栅模具。铅合金液在板栅模具里冷却成板栅毛坯。传动带把板栅毛坯送进整平装置整平，再由传送辊送入切模切除余边，最后由翻板机构把板栅送到贮存架上，完成一个由液态合金铅到固态合金铅板栅的工艺过程。

采用铸造方法制备蓄电池板栅环时，需要合金铅液态化，并且为了满足铸造质量要求，如无气孔、疏松、合金成本偏析等缺陷，必须增加其流动性而采用超过其融化温度不断搅拌的加热方式，过程中产生大量铅烟，造成铅烟外溢，操作工人防护压力增大，易产生铅中毒。并且由于合金板栅铸造成型，合金晶粒尺寸大，耐腐蚀性差，机械强度低。而为了保证蓄电池的运行寿命，合金板栅设计必须考虑通过加厚、加粗来满足机械强度和耐腐蚀性，难以轻量化，致使蓄电池重量比能量低，材料消耗大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有蓄电池板栅铸造方法所存在的问题而提供一种铅酸蓄电池板栅的制造方法。该方法采用玻璃纤维增强铅合金复合铅线并经过纺织工艺制备成蓄电池板栅。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种铅酸蓄电池板栅的制造方法，由以下步骤组成：

1、复合铅线的制备

将玻璃纤维和固态铅合金采用同轴连续挤压方法通过模具挤出复合铅线，其中挤压模具温度为150～250℃，挤出机液压泵出口压力为12-20MPa，每米复合铅线中，铅合金质量为玻璃纤维的质量的23-245倍；所述铅合金中锡的含量为0.5～1.5wt%，其余为铅和其他微量元素；

2、将步骤1制备的复合铅线编织成铅网，编织采用无梭刚性剑杆纺织机，按照蓄电池极板尺寸和导电电流的要求设计经线和纬线间距，同时设定板栅的宽度，在设定宽度的板栅两边缘分别将两对热熔纱线和复合铅丝一起织入板栅中，在铅网中热熔纱线的位置设置加热器，刀具放置在铅网上方的两对热熔纱线之间，加热器与刀具一端距离安置；将编织好的铅网卷曲并移动，首先经过加热器加热使热熔纱线粘接在铅网上，再经过刀具切割两对热熔纱线之间的铅网，得到锁好边的所需宽度的蓄电池铅网板栅，使得整个板栅结构不易发生变形，有利于后续涂板工艺过程的实现。

本发明提供的铅酸蓄电池使用的铅网板栅与现有铸造板栅相比，具有如下有益效果：

1．铅合金晶粒经过高压挤出后，其尺寸是铸造晶粒尺寸的十分之一以下，且晶粒大小均匀、晶界平滑，板栅耐腐蚀性极佳，在合金成分一致的情况下，其耐腐蚀性成倍提高。

2.玻璃纤维增强铅合金的复合铅线其抗拉强度比单一合金强度高10倍以上，因此在蓄电池寿命期内，板栅不会受到应力影响而伸长（俗称板栅长大）。

3.采用本发明的复合铅线编织纺织板栅，可以用比铸造板栅用量少的多的铅合金就可以达到现有铸造蓄电池板栅所需要的耐腐蚀性和机械强度。实现蓄电池板栅的轻量化，提高蓄电池的重量比能量30%以上。

4．纺织板栅制造过程不需要铅合金处于高温熔融状态，因此无铅烟产生，符合清洁化生产工艺。

5.板栅形成采用纺织工艺，无合金材料烧损以及合金熔融后再凝固的铸造过程容易产生的缺陷，更加有利于蓄电池产品质量的保证。

6.铅网板栅在蓄电池结构设计中可以采用内部串联结构，其电流分布均匀，电池内阻远远低于采用极耳串联和外部焊接方式串联的电池串联方式，因此电池可以大电流充电和放电，低温性能也极佳，无焊接缺陷产生，可靠性大大提高。

具体实施方式

以下结合实施例来详细说明本发明

实施例1

一种铅酸蓄电池合金板栅的制造方法，由以下步骤组成：

1、复合铅线的制备

将玻璃纤维和铅合金采用同轴连续挤压方法通过模具挤出直径为0.8mm的复合铅线，其中挤压温度为150℃，挤出压力（泵出口压力）16MPa。每米复合铅线中，铅合金的质量为玻璃纤维质量的66倍，铅合金中锡的含量为1wt%-1.2wt%，其余为铅及微量元素；

2、将步骤1制备的复合铅线编织成铅网，其中经线和纬线全部采用直径为0.8mm的复合铅线。编织成网孔为3X6mm的铅网板栅，在设定宽度69mm的板栅两边缘分别将两对热熔纱线和复合铅丝一起织入板栅中，在铅网下方热熔纱线的位置设置加热器，刀具放置在铅网上方的两对热熔纱线之间，加热器与刀具一端距离安置；将编织好的铅网移动，首先经过加热器加热使热熔纱线粘接在铅网上，再经过刀具切割两对热熔纱线之间的铅网，得到锁好边的所需宽度为69mm的铅网板栅；加热器的加热温度为100℃。

实施例2

一种铅酸蓄电池板栅的制造方法，由以下步骤组成：

1、复合铅线的制备

将玻璃纤维和铅液采用同轴连续挤压方法挤出直径为0.8mm和0.5mm两种规格复合铅线，其中挤压温度为180℃，挤出压力为18MPa。第一种规格每米复合铅线中，铅合金的质量为玻璃纤维质量的66倍，第二种规格每米复合铅线中，铅合金的质量为玻璃纤维质量的23倍；铅合金中锡的含量为0.8wt%，其余为铅及微量元素；

2、将步骤1制备的复合铅线编织成铅网，其中第二种规格为经线，第一种规格为纬线，纬线作为板栅导电方向，主要承担极板电流传导作用，编织成网孔为3X6mm网孔的铅网，经线间距为3mm,纬线间距为6mm，同时设定板栅的宽度为69mm，在设定宽度的板栅两边缘分别将两对热熔纱线和复合铅丝一起织入板栅中，在铅网下方热熔纱线的位置设置加热器，刀具放置在铅网上方的两对热熔纱线之间，加热器与刀具一端距离安置；将编织好的铅网移动，首先经过加热器加热使热熔纱线粘接在铅网上，再经过刀具切割两对热熔纱线之间的铅网，得到锁好边的所需宽度的铅网；加热器的加热温度为100℃。

实施例3

一种铅酸蓄电池板栅的制造方法，由以下步骤组成：

1、复合铅线的制备

将玻璃纤维和铅液采用同轴连续挤压方法挤出直径为0.8mm复合铅线，其中挤压温度为150℃，挤出压力为16MPa。每米复合铅线中，铅合金的质量为玻璃纤维质量的为66；铅合金中锡的含量为1.0%，其余为铅及微量元素；

2、将步骤1制备的复合铅线编织成铅网，纬线采用直径为0.8mm复合铅线，经线采用相同直径的尼龙丝，编织成网孔为3X6mm网孔的铅网，经线间距为3mm,纬线间距为6mm，同时设定板栅的宽度为69mm，在设定宽度的板栅两边缘分别将两对热熔纱线和复合铅丝一起织入板栅中，在铅网下方热熔纱线的位置设置加热器，刀具放置在铅网上方的两对热熔纱线之间，加热器与刀具一端距离安置；将编织好的铅网移动，首先经过加热器加热使热熔纱线粘接在铅网商，再经过刀具切割两对热熔纱线之间的铅网，得到锁好边的所需宽度的铅网；加热器的加热温度为80度。

将实施例1至3的铅酸蓄电池板栅与传统合金板栅（板栅基本数据：高69宽39厚2.3）制成12V7Ah传统电池GB12-7.2极板进行比较，结果见表1。

表1

由表1可以看出，本发明各实施例制成的板栅的重量下降，用铅量大幅度减少，重量比能力得到大幅度提高。

Claims (1)

1.一种铅酸蓄电池板栅的制造方法，其特征在于，由以下步骤组成：

1]、复合铅线的制备

将玻璃纤维和铅液采用同轴连续挤压方法挤出直径为0.8mm复合铅线，其中挤压温度为150℃，挤出压力为16MPa；每米复合铅线中，铅合金的质量为玻璃纤维质量的66倍；铅合金中锡的含量为1.0％，其余为铅及微量元素；

2]、将步骤1]制备的复合铅线编织成铅网，纬线采用直径为0.8mm复合铅线，经线采用相同直径的尼龙丝，编织成网孔为3X6mm网孔的铅网，经线间距为3mm,纬线间距为6mm，同时设定板栅的宽度为69mm，在设定宽度的板栅两边缘分别将两对热熔纱线和复合铅丝一起织入板栅中，在铅网下方热熔纱线的位置设置加热器，刀具放置在铅网上方的两对热熔纱线之间，加热器与刀具一端距离安置；将编织好的铅网移动，首先经过加热器加热使热熔纱线粘接在铅网上，再经过刀具切割两对热熔纱线之间的铅网，得到锁好边的所需宽度的铅网；加热器的加热温度为80度。