CN106848427A - 连续极耳不对称复合网状电极卷绕式蓄电池 - Google Patents

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Abstract

一种连续极耳不对称复合网状电极卷绕式蓄电池，包括电池外壳和电芯，其特征是：电芯由正极片、负极片以及位于所述正极片和负极片之间的隔膜通过电芯卷轴卷绕成柱状体，在电芯的两端端顶分别设有正极集流盘和负极集流盘；所述正极片在靠正极集流盘一侧顶端设有一与正极片等长的极耳即正极连续极耳，集流盘上设有一螺旋状槽体即正极片卡槽；所述负极片为复合网状电极，以高强度导电纤维网为底板，在底板之上设有条状分布的金属氧化物涂层和负极活性物质，金属氧化物涂层物质为氧化钌等。本发明的有益效果是该发明通过独特的端面集流结构以及复合网状电极，有效提高电流通导能力，同时使该电池具备超级电容高倍率充电和放电特性。

Description

连续极耳不对称复合网状电极卷绕式蓄电池
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池，尤其是涉及一种高功率、高倍率放电的卷绕式铅酸超级蓄电池，属于蓄电池加工制造技术领域。
背景技术
传统的铅酸电池制造工艺和技术已经历了一个多世纪的历程。在一个多世纪的发展过程中，传统的生产及加工技术被不断地革新、新的技术和设备被不断地采用。
目前，传统的卷绕式铅酸蓄电池大多采用单个或多个极耳作为集流方式，电流的导出和引入局限在有限的几个焊接点上，通导能力较低，内阻较高，充放电过程中电流分布不均匀，难以实现大电流充放电。另外，大电流充放电时，由于电池内阻大，导致发热严重，电池温度过高，从而引起安全隐患；由于一般的卷绕式铅酸蓄电池高倍率充放电较差，导致电池在需要高倍率充电和放电的使用场合表现不佳；现有卷绕结构铅酸蓄电池在极板材料及卷绕工艺方面尚存在问题，由于铅的机械强度低，使用冲孔铅箔作为卷绕结构电池的板栅材料，材料压延工艺及电池极板卷绕的制造工艺复杂，成本较高，板栅材料在制造过程中产生的应力集中，造成板栅材料在电解液中剧烈的应力腐蚀，极易出现极板裂纹，板栅耐受充放电循环中活性物质变形的能力差，易造成活性物质与板栅的脱离，导致电池过早失效。
发明内容
为了克服现有卷绕式铅酸蓄电池电流通导能力较低，内阻较高，充放电过程中电流分布不均匀的缺陷以及在需要高倍率充电和放电的使用场合表现不佳的缺陷；铅箔作为卷绕结构电池的板栅材料强度低、加工难等弊端，本发明提供一种连续极耳不对称复合网状电极卷绕式蓄电池，它能使充放电过程中电流分布均匀，有效提高电流通导能力，并提高了电极的机械强度和抗震动性能，降低了电极内阻，同时具备超级电容高倍率充电和放电特性；极板材料使用导电性好的高强度纤维材料编织而成的网片状材料作为极板的基材，在基材之上均匀涂布电池活性物质，由于高强度纤维材料编织而成的网片状材料作为极板的基材其表面积相对于同面积的铅板要大得多，提高了基材与涂布于其上的电池活性物质之间的导电性以及附着力，活性物质不易脱离，极板的强度较原来的铅箔有大幅度地提高并且加工容易，上述特点延长了电池的循环使用寿命，使卷绕式铅酸蓄电池的性能进一步提高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种连续极耳不对称复合网状电极卷绕式蓄电池，包括电池外壳(5)和电芯(33)，其特征是：电芯(33)由正极片(1)、负极片(2)以及位于所述正极片和负极片之间的隔膜(3)通过电芯卷轴(23)卷绕成柱状体，在电芯(33)的两端端顶分别设有正极集流盘(6)和负极集流盘(7)；所述正极片(1)在靠正极集流盘(6)一侧顶端设有一与正极片(1)等长的极耳即正极连续极耳(8)，在正极连续极耳(8)与隔膜(3)靠正极集流盘(6)一侧的顶端之间的位置设有一排沿极片长度方向等距排列的正极片气孔(20)；所述负极片(2)在靠负极集流盘(7)一侧顶端设有一与负极片(2)等长的极耳即负极连续极耳(9)，在负极连续极耳(9)与隔膜(3)靠负极集流盘(7)一侧的顶端之间的位置设有一排沿极片长度方向等距排列的负极片气孔(34)；所述正极集流盘(6)为盘状体，在盘的中心设有一圆孔即正极安全阀安装孔(36)，盘体上设有一与正极极片螺旋相吻合的螺旋状槽体即正极片卡槽(32)，正极片(1)的正极连续极耳(8)沿正极片卡槽(32)卡制于其中，并通过焊接方法固定；所述负极集流盘(7)也为盘状体，在盘的中心设有一圆孔即负极安全阀安装孔(37)，盘体上设有一与负极极片螺旋相吻合螺旋状槽体即负极片卡槽(35)，负极片(2)的负极连续极耳(9)沿负极片卡槽(35)卡制于其中，并通过焊接方法固定。
所述正极片(1)、负极片(2)由高强度导电纤维丝编织而成的网片作为底板(43)，在正负极底板(43)上分别涂布有正极活性物质(51)和负极活性物质(52)。所述的高强度导电纤维丝为玻璃纤维、碳纤维、金属丝中的一种或几种。所述负极片(2)底板(43)上还设有与负极活性物质条状相间的金属氧化物涂层(42)，其金属氧化物涂层物质为RuO2、MnO2、Co3O4、NiO、V2O5、Fe3O4、SnO2等其中一种或几种。
在正极集流盘(6)和负极集流盘(7)的外侧分别设有电池正极保护盖(21)和电池负极保护盖(22)。在正极集流盘(6)和负极集流盘(7)中心分别设有正极安全阀安装孔(36)和负极安全阀安装孔(37)，其孔内分别安装有安全阀(14)。在正极集流盘(6)和负极集流盘(7)上分别设有正极端子(18)和负极端子(19)。
本发明的有益效果是该发明通过独特的端面集流结构，大大提高了电池极片的集流面积并提高了极片与集流体之间的连接强度，使电极的机械强度和抗震动性能大幅度提高，实现电池大电流充放电过程中的电流密度的均匀分布，降低了内阻，散热性能好，可以有效降低大电流充放电时的电池温度；复合电极使蓄电池同时具备超级电容高倍率充电和放电特性；极板材料使用导电性好的高强度纤维材料编织而成的网片状材料作为极板的基材，在基材之上均匀涂布电池活性物质，由于高强度纤维材料编织而成的网片状材料作为极板的基材其表面积相对于同面积的铅板要大得多，提高了基材与涂布于其上的电池活性物质之间的导电性以及附着力，活性物质不易脱离，极板的强度较原来的铅箔有大幅度地提高并且加工容易。上述特点使蓄电池的安全性得到明显改善，降低了制造成本，使卷绕式铅酸蓄电池的循环使用寿命得以延长，并且使电池的使用性能得到进一步提高。本发明的制作方法经济、简单，易于实现规模生产，在蓄电池制造领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明剖视图；
图2为本发明局部剖视图；
图3为本发明正极片示意图；
图4为本发明正极集流盘示意图；
图5为本发明电芯截面图；
图6为本发明负极片示意图；
图7为本发明负极集流盘示意图。
图中1.正极片，2.负极片，3.隔膜，5.电池外壳，6.正极集流盘，7.负极集流盘，8.正极连续极耳，9.负极连续极耳，14.安全阀，17.电池，18.正极端子，19.负极端子，20.正极片气孔，21.电池正极保护盖，22.电池负极保护盖，23.电芯卷轴，24.保护膜，32.极片卡槽，33.电芯，34.负极片气孔，35.负极片卡槽，36.正极安全阀安装孔，37.负极安全阀安装孔，42.金属氧化物涂层，43.底板，51.正极活性物质，52.负极活性物质。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步说明。
如图1-7所示，一种连续极耳不对称复合网状电极卷绕式蓄电池，包括电池外壳(5)和电芯(33)，其特征是：电芯(33)由正极片(1)、负极片(2)以及位于所述正极片和负极片之间的隔膜(3)通过电芯卷轴(23)卷绕成柱状体，在电芯(33)的两端端顶分别设有正极集流盘(6)和负极集流盘(7)；所述正极片(1)在靠正极集流盘(6)一侧顶端设有一与正极片(1)等长的极耳即正极连续极耳(8)，在正极连续极耳(8)与隔膜(3)靠正极集流盘(6)一侧的顶端之间的位置设有一排沿极片长度方向等距排列的正极片气孔(20)；所述负极片(2)在靠负极集流盘(7)一侧顶端设有一与负极片(2)等长的极耳即负极连续极耳(9)，在负极连续极耳(9)与隔膜(3)靠负极集流盘(7)一侧的顶端之间的位置设有一排沿极片长度方向等距排列的负极片气孔(34)；所述正极集流盘(6)为盘状体，在盘的中心设有一圆孔即正极安全阀安装孔(36)，盘体上设有一与正极极片螺旋相吻合的螺旋状槽体即正极片卡槽(32)，正极片(1)的正极连续极耳(8)沿正极片卡槽(32)卡制于其中，并通过焊接方法固定；所述负极集流盘(7)也为盘状体，在盘的中心设有一圆孔即负极安全阀安装孔(37)，盘体上设有一与负极极片螺旋相吻合螺旋状槽体即负极片卡槽(35)，负极片(2)的负极连续极耳(9)沿负极片卡槽(35)卡制于其中，并通过焊接方法固定。
所述正极片(1)、负极片(2)由高强度导电纤维丝编织而成的网片作为底板(43)，在正负极底板(43)上分别涂布有正极活性物质(51)和负极活性物质(52)。所述的高强度导电纤维丝为玻璃纤维、碳纤维、金属丝中的一种或几种。所述负极片(2)底板(43)上还设有与负极活性物质条状相间的金属氧化物涂层(42)，其金属氧化物涂层物质为RuO2、MnO2、Co3O4、NiO、V2O5、Fe3O4、SnO2等其中一种或几种。
在正极集流盘(6)和负极集流盘(7)的外侧分别设有电池正极保护盖(21)和电池负极保护盖(22)。在正极集流盘(6)和负极集流盘(7)中心分别设有正极安全阀安装孔(36)和负极安全阀安装孔(37)，其孔内分别安装有安全阀(14)。在正极集流盘(6)和负极集流盘(7)上分别设有正极端子(18)和负极端子(19)。

Claims (8)

1.一种连续极耳不对称复合网状电极卷绕式蓄电池，包括电池外壳(5)和电芯(33)，其特征是：电芯(33)由正极片(1)、负极片(2)以及位于所述正极片和负极片之间的隔膜(3)通过电芯卷轴(23)卷绕成柱状体，在电芯(33)的两端端顶分别设有正极集流盘(6)和负极集流盘(7)；所述正极片(1)在靠正极集流盘(6)一侧顶端设有一与正极片(1)等长的极耳即正极连续极耳(8)，在正极连续极耳(8)与隔膜(3)靠正极集流盘(6)一侧的顶端之间的位置设有一排沿极片长度方向等距排列的正极片气孔(20)；所述负极片(2)在靠负极集流盘(7)一侧顶端设有一与负极片(2)等长的极耳即负极连续极耳(9)，在负极连续极耳(9)与隔膜(3)靠负极集流盘(7)一侧的顶端之间的位置设有一排沿极片长度方向等距排列的负极片气孔(34)；所述正极集流盘(6)为盘状体，在盘的中心设有一圆孔即正极安全阀安装孔(36)，盘体上设有一与正极极片螺旋相吻合的螺旋状槽体即正极片卡槽(32)，正极片(1)的正极连续极耳(8)沿正极片卡槽(32)卡制于其中，并通过焊接方法固定；所述负极集流盘(7)也为盘状体，在盘的中心设有一圆孔即负极安全阀安装孔(37)，盘体上设有一与负极极片螺旋相吻合螺旋状槽体即负极片卡槽(35)，负极片(2)的负极连续极耳(9)沿负极片卡槽(35)卡制于其中，并通过焊接方法固定。
2.根据权利要求1所述的连续极耳不对称复合网状电极卷绕式蓄电池，其特征是：所述正极片(1)、负极片(2)由高强度导电纤维丝编织而成的网片作为底板(43)，在正负极底板(43)上分别涂布有正极活性物质(51)和负极活性物质(52)。
3.根据权利要求2所述的连续极耳不对称复合网状电极卷绕式蓄电池，其特征是：所述的高强度导电纤维丝为玻璃纤维、碳纤维、金属丝中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的连续极耳不对称复合网状电极卷绕式蓄电池，其特征是：所述负极片(2)底板(43)上设有与负极活性物质条状相间的金属氧化物涂层(42)。
5.根据权利要求4所述的连续极耳不对称复合网状电极卷绕式蓄电池，其特征是：金属氧化物涂层物质为氧化钌。
6.根据权利要求1所述的连续极耳不对称复合网状电极卷绕式蓄电池，其特征是：在正极集流盘(6)和负极集流盘(7)的外侧分别设有电池正极保护盖(21)和电池负极保护盖(22)。
7.根据权利要求1所述的连续极耳不对称复合网状电极卷绕式蓄电池，其特征是：在正极集流盘(6)和负极集流盘(7)中心分别设有正极安全阀安装孔(36)和负极安全阀安装孔(37)，其孔内分别安装有安全阀(14)。
8.根据权利要求1所述的连续极耳不对称复合网状电极卷绕式蓄电池，其特征是：在正极集流盘(6)和负极集流盘(7)上分别设有正极端子(18)和负极端子(19)。
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