CN107768682B - 一种铅酸蓄电池高导电板栅结构及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铅酸蓄电池高导电板栅结构及加工方法，板栅结构包括板栅，所述板栅的一侧设有极耳，所述板栅上设有至少一个高导电筋条，所述高导电筋条的一端与极耳固定连接，高导电筋条的另一端与板栅的一个侧边固定连接，加工方法包括以下步骤：a.高导电筋条表面覆盖耐酸腐蚀材料，将覆盖耐酸腐蚀材料后的高导电筋条裁切成段；b.将裁切成段后的高导电筋条与板栅进行固定；c.对固定后的高导电筋条与板栅进行检测，确保高导电筋条与板栅处于导通状态。本发明旨在提供一种提高板栅导电能力以及在充放电过程中电流分布均匀性的铅酸蓄电池高导电板栅结构及加工方法。
Description
技术领域
本发明属于蓄电池制造领域，尤其涉及一种铅酸蓄电池高导电板栅结构及加工方法。
背景技术
目前，蓄电池内设有板栅来作为电极，板栅一是作为活性物质骨架，用于支撑活性物质；二是作为导电网络，将电能从活性物质中输入和输出。传统的铅酸蓄电池板栅都用铅合金制作，铅合金电阻率较大，强度较低，板栅的铅材料用量较大。蓄电池失效模式主要有以下几种：一是蓄电池板栅与活性物质结合界面出现不导电层，导致蓄电池早期容量快速衰减；二是正极活性物质软化脱落；三是负极板“不可逆硫酸盐化”。其中负极“不可逆硫酸盐化”的原因很多，主要原因是：负极板在充放电过程中，依靠板栅和活性物质导电，在蓄电池深度放电时，极板活性物质一部分转化成为不导电的硫酸铅，使得导电能力变差。在进行充电时，负极板靠近板耳部位的电流较大，远离板耳的部位电流小，上部活性物质中的硫酸铅优先转化成为导电能力较强的海绵状铅，进一步导致充电电流分布的不均匀。负极板充电是从板耳部位逐步下移至远离板耳部位，往往出现靠近板耳部位已经出现过充电，而远离板耳部位没有充足电的现象，硫酸铅含量较高，技术上把这种现象叫住“分层”现象，长时间积累导致蓄电池容量快速衰减。
现有技术中，在军工领域，许多国家的常规动力潜艇电池都用上了铜板栅负极，不仅改善了电流分布，提高了电极活性物质利用率，而且较大幅度地提高了短时率放电容量，并且蓄电池负极板充电接受能力得到了很大改善，蓄电池循环寿命得到提高。但是，铜的价格高，并且需要进行电镀铅合金处理，工艺复杂，成本较高，在其它领域和小型号铅酸蓄电池中无法得到推广。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中的上述不足，提供了一种提高板栅导电能力以及在充放电过程中电流分布均匀性的铅酸蓄电池高导电板栅结构及加工方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种铅酸蓄电池高导电板栅结构，包括板栅，所述板栅的一侧设有极耳，所述板栅上设有至少一个高导电筋条，所述高导电筋条的一端与极耳固定连接，高导电筋条的另一端与板栅的一个侧边固定连接。高导电筋条具有较高的导电能力，在板栅中起到提升导电率的作用，大大降低了板栅的压降，使得极板在充放电过程中电流分布均匀性提高，使得极板充放电时板耳部位和远离板耳部位的保持较为一致的状态，减小板耳部位出现过充、过放电，从而提高蓄电池的循环使用寿命。
作为优选，所述的高导电筋条的表面覆盖有耐酸腐蚀材料，所述的耐酸腐蚀材料包括铅、铅合金、塑料、耐酸树脂、耐酸橡胶、耐酸漆中的一种或几种组合而成。高导电筋条的表面被耐酸腐蚀材料覆盖，使得高导电筋条不直接与电解液接触，避免腐蚀污染蓄电池。
作为优选，所述的高导电筋条与板栅焊接固定。焊接固定操作工艺较为方便快捷，有利于降低成本。
作为上述优选方案的替代方案，所述的高导电筋条与板栅一体成型。采用一体成型，高导电筋条与板栅齐平，便于板栅进行布置和安装。
一种铅酸蓄电池高导电板栅加工方法，包括以下步骤：
a. 高导电筋条表面覆盖耐酸腐蚀材料，将覆盖耐酸腐蚀材料后的高导电筋条裁切成段；
b. 将裁切成段后的高导电筋条与板栅进行固定；
c. 对固定后的高导电筋条与板栅进行检测，确保高导电筋条与板栅处于导通状态。
作为优选，所述的步骤b中，高导电筋条作为预埋件置入模具中，通过浇铸形成板栅，预埋件在浇铸后嵌入到板栅中。高导电筋条在板栅成型之前放入到模具中，浇铸成型时高导电筋条和板栅为一体结构，高导电筋条起到良好的导电效果，板栅整体结构紧凑，产品一致性较好。
作为上述优选方案的替代方案，所述的步骤b中，板栅在浇铸成型后，高导电筋条采用焊接方式固定到板栅上。高导电筋条在板栅浇铸成型之后再焊接固定到板栅上，加工过程较为方便，工艺难度较低。
作为优选，所述的耐酸腐蚀材料包括铅、铅合金、塑料、耐酸树脂、耐酸橡胶、耐酸漆中的一种或几种组合而成。
作为优选，所述的高导电筋条采用高导电金属或者非金属以及复合物材料制成。高导电筋条采用高导电金属或者非金属以及复合物材料制成，高导电金属可以为铜、铜合金、铝、铝合金等金属材质，非金属包括石墨、导电聚合物等，复合材料包括石墨烯复合材料等，板栅主体依然采用铅制成，节约了整体用料，降低了成本。
本发明的有益效果是：（1）提高板栅导电效果以及板栅充放电时电流分布均匀性，保证了蓄电池充电接受能力和循环寿命；（2）有效降低了制造加工的成本，有利于大规模生产制造。
附图说明
图1是本发明实施例1的一种结构示意图；
图2是本发明实施例2的一种结构示意图；
图中：板栅1，极耳1a，高导电筋条2。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
如图1所示的实施例中，一种铅酸蓄电池高导电板栅结构，包括板栅1，板栅呈网格状态。板栅的一侧设有极耳1a，极耳突出于板栅的边缘，用于和外界导线进行连接。板栅上设有至少一个高导电筋条2，高导电筋条采用高导电筋条采用高导电金属或者非金属以及复合物材料制成。高导电筋条采用高导电金属或者非金属以及复合物材料制成，高导电金属可以为铜、铜合金、铝、铝合金等金属材质，非金属包括石墨、导电聚合物等，复合材料包括石墨烯复合材料等材质。高导电筋条的一端与极耳固定连接，高导电筋条的另一端与板栅的一个侧边固定连接。高导电筋条可以为直条，也可以为弯条。当高导电筋条为弯条时，高导电筋条可与板栅的更多位置接触，从而进一步提高导电效果，高导电筋条与板栅焊接固定。
高导电筋条的表面覆盖有耐酸腐蚀材料，耐酸腐蚀材料包括铅、铅合金、塑料、耐酸树脂、耐酸橡胶、耐酸漆中的一种或几种组合而成。
一种铅酸蓄电池高导电板栅加工方法，包括以下步骤：
a. 高导电筋条表面覆盖耐酸腐蚀材料，高导电筋条采用高导电金属或者非金属以及复合物材料制成。高导电筋条采用高导电金属或者非金属以及复合物材料制成，高导电金属可以为铜、铜合金、铝、铝合金等金属材质，非金属包括石墨、导电聚合物等，复合材料包括石墨烯复合材料等等制成，耐酸腐蚀材料包括铅、铅合金、塑料、耐酸树脂、耐酸橡胶、耐酸漆中的一种或几种组合而成，将覆盖耐酸腐蚀材料后的高导电筋条裁切成段；
b. 将裁切成段后的高导电筋条为预埋件置入模具中，通过浇铸形成板栅，预埋件在浇铸后嵌入到板栅中，从而完成与板栅的固定；
c. 对固定后的高导电筋条与板栅进行检测，确保高导电筋条与板栅处于导通状态，对于存在缺陷的板栅应进行返工。
实施例2
如图2所示的实施例中，一种铅酸蓄电池高导电板栅结构，包括板栅1，板栅呈网格状态。板栅的一侧设有极耳1a，极耳突出于板栅的边缘，用于和外界导线进行连接。板栅上设有至少一个高导电筋条2，高导电筋条采用高导电金属或者非金属以及复合物材料制成。高导电筋条采用高导电金属或者非金属以及复合物材料制成，高导电金属可以为铜、铜合金、铝、铝合金等金属材质，非金属包括石墨、导电聚合物等，复合材料包括石墨烯复合材料等材质。高导电筋条的一端与极耳固定连接，高导电筋条的另一端与板栅的一个侧边固定连接。高导电筋条可以平行于板栅侧边布置，也可以斜向布置。高导电筋条与板栅焊接固定。
高导电筋条的表面覆盖有耐酸腐蚀材料，耐酸腐蚀材料包括铅、铅合金、塑料、耐酸树脂、耐酸橡胶、耐酸漆中的一种或几种组合而成。高导电筋条在覆盖耐酸腐蚀材料后经过裁切至合适长度，之后在板栅浇铸时与板栅一体成型，高导电筋条位于板栅内部。
一种铅酸蓄电池高导电板栅加工方法，包括以下步骤：
a. 高导电筋条表面覆盖耐酸腐蚀材料，高导电筋条采用高导电金属材料如铜、铝等制成，耐酸腐蚀材料包括铅、铅合金、塑料、耐酸树脂、耐酸橡胶、耐酸漆中的一种或几种组合而成，将覆盖耐酸腐蚀材料后的高导电筋条裁切成段；
b.板栅在浇铸成型后，将裁切成段后的高导电筋条采用焊接如点焊、气焊、铸焊等方式固定到板栅上；
c. 对固定后的高导电筋条与板栅进行检测，确保高导电筋条与板栅处于导通状态，对于存在缺陷的板栅应进行返工。
Claims (8)
1.一种铅酸蓄电池高导电板栅结构，其特征是，包括板栅(1)，所述板栅(1)的一侧设有极耳(1a)，所述板栅(1)上设有至少一个高导电筋条，所述高导电筋条的一端与极耳(1a)固定连接，高导电筋条的另一端与板栅(1)的一个侧边固定连接；板栅(1)主体采用铅制成；所述的高导电筋条(2)的表面覆盖有耐酸腐蚀材料。
2.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池高导电板栅结构，其特征是，所述的耐酸腐蚀材料包括铅、铅合金、塑料、耐酸树脂、耐酸橡胶、耐酸漆中的一种或几种组合而成。
3.根据权利要求1或2所述的一种铅酸蓄电池高导电板栅结构，其特征是，所述的高导电筋条(2)与板栅(1)焊接固定。
4.根据权利要求1或2所述的一种铅酸蓄电池高导电板栅结构，其特征是，所述的高导电筋条(2)与板栅(1)一体成型。
5.一种铅酸蓄电池高导电板栅加工方法，包括以下步骤：
a.高导电筋条表面覆盖耐酸腐蚀材料，将覆盖耐酸腐蚀材料后的高导电筋条裁切成段；
b.将裁切成段后的高导电筋条与板栅进行固定；
c.对固定后的高导电筋条与板栅进行检测，确保高导电筋条与板栅处于导通状态。
6.根据权利要求5所述的一种铅酸蓄电池高导电板栅加工方法，其特征是，所述的步骤b中，高导电筋条作为预埋件置入模具中，通过浇铸形成板栅，预埋件在浇铸后嵌入到板栅中。
7.根据权利要求5或6所述的一种铅酸蓄电池高导电板栅加工方法，其特征是，所述的步骤b中，板栅在浇铸成型后，高导电筋条采用焊接方式固定到板栅上。
8.根据权利要求5或6所述的一种铅酸蓄电池高导电板栅加工方法，其特征是，所述的耐酸腐蚀材料包括铅、铅合金、塑料、耐酸树脂、耐酸橡胶、耐酸漆中的一种或几种组合而成。
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