CN109659631A - 超薄铅酸蓄电池极板集群模块 - Google Patents

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孟婷婷
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Abstract

本发明公开了一种超薄铅酸蓄电池极板集群模块，包括：一个起始AGM隔板、一个收尾AGM隔板和若干由负极板栅、第一AGM隔板、正极板栅、第二AGM隔板、正极流体铅膏以及负极流体铅膏；采用3D打印的方法制备铅酸电池，省去了各种机械设备，效率明显提高，改善了各个生产厂家的车间环境，无废水、废弃物的排放，达到环保、节能的目的。

Description

超薄铅酸蓄电池极板集群模块
技术领域
本发明涉及铅酸电池技术领域，具体涉及一种超薄铅酸蓄电池极板集群模块。
背景技术
铅蓄电池是一个电池系统，于1859年由普兰特发明，至今已有一百多年的历史，为全球上使用最广泛的化学电源。尽管近年来镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等新型电池相继问世并得以应用，但铅酸蓄电池仍然凭借大电流放电性能强、电压特性平稳、温度适用范围广、单体电池容量大、安全性高和原材料丰富且可再生利用、价格低廉等一系列优势，在绝大多数传统领域和一些新兴的应用领域，占据着牢固的地位。但铅蓄电池存在着能量密度低、充放电慢的缺点。
从铅酸蓄电池、锂离子电池的结构构成中不难发现，他们的结构与电容结构极其相似，都由正负极板和两极间的绝缘层构成，其储电容量与正负极板的面积大小和两极板间距有关，与极板厚度关联不大，极板面积越大、间距越小其储电容量越高。
由于现行铅酸蓄电池为保证极板强度避免断裂和附着的铅膏脱落，被迫对正负极板进行加厚和活性物质的固化，而极板的加厚相应也要增加介质硫酸注入量，这又导致玻璃纤维隔板隔板也要加厚，隔板的加厚会导致相对极板间距增大，加之两极涂装材料活性差，引起极板材料的导电性不够。这些都是造成铅酸蓄电池能量密度低、充放电慢的原因。
从以上分析可以看出，现行的铅酸蓄电池加工工艺是先加工极板，干燥固化后再组装成电池，在工作中工作人员难免要与铅酸电池进行接触，由于各种重金属粉尘的存在，会被工作人员吸入体内，造成职业病的发生。
发明内容
本本发明所要解决的技术问题在于提供一种便于组装，无铅尘污染的超薄铅酸蓄电池极板集群模块。
一种超薄铅酸蓄电池极板集群模块，包括：一个起始AGM隔板、一个收尾AGM隔板和若干由负极板栅、第一AGM隔板、正极板栅、第二AGM 隔板、正极流体铅膏以及负极流体铅膏；
其中，所述起始AGM隔板位于底部，所述负极流体铅膏附着在起始 AGM隔板上表面，在所述负极流体铅膏上铺设所述负极板栅，所述负极板栅上表面再附着一层负极流体铅膏；所述第一AGM隔板铺设在负极板栅上表面的负极流体铅膏上，在所述第一AGM隔板上表面附着正极流体铅膏，在所述正极流体铅膏上铺设所述正极板栅，在所述正极板栅上表面再附着一层正极流体铅膏，在该正极流体铅膏上铺设第二AGM隔板，在第二AGM隔板上铺设收尾AGM隔板，形成一组极板集群，将所述极板集群装入外壳形成半成品蓄电池。
优选的，所述极板集群的成型方法如下：
首先在底层铺装起始AGM隔板，再在起始AGM隔板表面喷涂打印负极流体铅膏，接着在负极铅膏表面用铅合金粉末熔融打印网格状负极板栅，接着在负极板栅上表面喷涂打印负极流体铅膏，趁湿再将第一AGM 隔板叠加复合在负极流体铅膏上，然后在第一AGM隔板表面喷涂打印正极流体铅膏，接着在正极铅膏表面用铅合金粉末熔融打印网格状正极板栅，接续在正极板栅上表面喷涂打印正极流体铅膏，趁湿再将第二AGM 隔板叠加复合在正极流体铅膏上，在铺设收尾AGM隔板，形成一组极板集群，送入干燥固化室，在高温饱和蒸汽中进行干燥固化，得到生极板集群模块。
所述正极板栅是用耐腐蚀铅合金磨成的粉末热熔打印成均匀布孔的薄板，正极板栅厚度为1.5mm，正极板栅上每个小孔孔径为6mm，所述正极板栅的开孔面积总和与正极板总面积比小于1.3:2.5；
优选的，所述负极板栅为采用纯铅磨成的粉末热熔打印成均匀布孔的薄板，负极板栅厚度为1.1mm，负极板栅小孔孔径为4mm，所述负极板栅的开孔面积总和与负极板总面积比小于1.5:3.8。
优选的，所述正极流体铅膏和负极流体铅膏是在传统铅膏配方基础上同比例增加水、硫酸和胶体用量来稀释制成便于喷涂打印的正极板流体铅膏和负极板流体铅膏。
优选的，所述的打印是采用3D打印设备进行打印。
优选的，所制得的铅酸蓄电池在新能源汽车上的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：最突出的效果是突破了铅酸蓄电池加工必须先单独制备极板然后再组装的一成不变传统工序限制，采用3D打印的方法制备铅酸电池，省去了各种机械设备，效率明显提高，改善了各个生产厂家的车间环境，无废水、废弃物的排放，达到环保、节能的目的。
附图说明
图1为本发明超薄极板集群单元爆炸图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，一种超薄铅酸蓄电池极板集群模块，该极板集群100 包括：一个起始AGM隔板101、一个收尾AGM隔板106和若干由负极板栅103、第一AGM隔板102、正极板栅105、第二AGM隔板104、正极流体铅膏以及负极流体铅膏；
其中，所述起始AGM隔板101位于底部，所述负极流体铅膏附着在起始AGM隔板101上表面，在所述负极流体铅膏上铺设所述负极板栅103，所述负极板栅103上表面再附着一层负极流体铅膏；所述第一AGM隔板 102铺设在负极板栅103上表面的负极流体铅膏上，在所述第一AGM隔板102上表面附着正极流体铅膏，在所述正极流体铅膏上铺设所述正极板栅105，在所述正极板栅105上表面再附着一层正极流体铅膏，在该正极流体铅膏上铺设第二AGM隔板104，在第二AGM隔板104上铺设收尾AGM隔板106，形成一组极板集群100，将所述极板集群100装入外壳形成半成品蓄电池。
优选的，所述极板集群100的成型方法如下：
首先在底层铺装起始AGM隔板101，再在起始AGM隔板101表面喷涂打印负极流体铅膏，接着在负极铅膏表面用铅合金粉末熔融打印网格状负极板栅103，接着在负极板栅103上表面喷涂打印负极流体铅膏，趁湿再将第一AGM隔板102叠加复合在负极流体铅膏上，然后在第一AGM 隔板102表面喷涂打印正极流体铅膏，接着在正极铅膏表面用铅合金粉末熔融打印网格状正极板栅105，接续在正极板栅105上表面喷涂打印正极流体铅膏，趁湿再将第二AGM隔板104叠加复合在正极流体铅膏上，在铺设收尾AGM隔板106，形成一组极板集群100，送入干燥固化室，在高温饱和蒸汽中进行干燥固化，得到生极板集群模块。
所述正极板栅104是用耐腐蚀铅合金磨成的粉末热熔打印成均匀布孔的薄板，正极板栅104厚度为1.5mm，正极板栅104上每个小孔孔径为6mm，所述正极板栅104的开孔面积总和与正极板总面积比小于 1.3:2.5；
优选的，所述负极板栅103为采用纯铅磨成的粉末热熔打印成均匀布孔的薄板，负极板栅103厚度为1.1mm，负极板栅103小孔孔径为4mm，所述负极板栅103的开孔面积总和与负极板总面积比小于1.5:3.8。
优选的，所述正极流体铅膏和负极流体铅膏是在传统铅膏配方基础上同比例增加水、硫酸和胶体用量来稀释制成便于喷涂打印的正极板流体铅膏和负极板流体铅膏。
优选的，所述的打印是采用3D打印设备进行打印。
优选的，所制得的铅酸蓄电池在新能源汽车上的应用。
本申请制备的铅酸电池与普通工艺制备的铅酸电池验证对比数据：
(1)电性能对比数据，见表1；
表1
结论：
充电时间短，容量大，使用寿命长，适用于新能源汽车长途旅行是连续快速充电。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种超薄铅酸蓄电池极板集群模块，其特征在于，包括：一个起始AGM隔板、一个收尾AGM隔板和若干由负极板栅、第一AGM隔板、正极板栅、第二AGM隔板、正极流体铅膏以及负极流体铅膏；
其中，所述起始AGM隔板位于底部，所述负极流体铅膏附着在起始AGM隔板上表面，在所述负极流体铅膏上铺设所述负极板栅，所述负极板栅上表面再附着一层负极流体铅膏；所述第一AGM隔板铺设在负极板栅上表面的负极流体铅膏上，在所述第一AGM隔板上表面附着正极流体铅膏，在所述正极流体铅膏上铺设所述正极板栅，在所述正极板栅上表面再附着一层正极流体铅膏，在该正极流体铅膏上铺设第二AGM隔板，在第二AGM隔板上铺设收尾AGM隔板，形成一组极板集群，将所述极板集群装入外壳形成半成品蓄电池。
2.根据权利要求1所述的超薄铅酸蓄电池极板集群模块，其特征在于，所述极板集群的成型方法如下：
首先在底层铺装起始AGM隔板，再在起始AGM隔板表面喷涂打印负极流体铅膏，接着在负极铅膏表面用铅合金粉末熔融打印网格状负极板栅，接着在负极板栅上表面喷涂打印负极流体铅膏，趁湿再将第一AGM隔板叠加复合在负极流体铅膏上，然后在第一AGM隔板表面喷涂打印正极流体铅膏，接着在正极铅膏表面用铅合金粉末熔融打印网格状正极板栅，接续在正极板栅上表面喷涂打印正极流体铅膏，趁湿再将第二AGM隔板叠加复合在正极流体铅膏上，在铺设收尾AGM隔板，形成一组极板集群，送入干燥固化室，在高温饱和蒸汽中进行干燥固化，得到生极板集群模块。
3.根据权利要求1所述的超薄铅酸蓄电池极板集群模块，其特征在于，所述正极板栅是用耐腐蚀铅合金磨成的粉末热熔打印成均匀布孔的薄板，正极板栅厚度为1.5mm，正极板栅上每个小孔孔径为6mm，所述正极板栅的开孔面积总和与正极板总面积比小于1.3:2.5。
4.根据权利要求1所述的超薄铅酸蓄电池极板集群模块，其特征在于，所述负极板栅为采用纯铅磨成的粉末热熔打印成均匀布孔的薄板，负极板栅厚度为1.1mm，负极板栅小孔孔径为4mm，所述负极板栅的开孔面积总和与负极板总面积比小于1.5:3.8。
5.根据权利要求1所述的超薄铅酸蓄电池极板集群模块，其特征在于，所述正极流体铅膏和负极流体铅膏是在传统铅膏配方基础上同比例增加水、硫酸和胶体用量来稀释制成便于喷涂打印的正极板流体铅膏和负极板流体铅膏。
6.根据权利要求1所述的超薄铅酸蓄电池极板集群模块，其特征在于，所述的打印是采用3D打印设备进行打印。
7.一种权利要求1-6任一项所制得的铅酸蓄电池在新能源汽车上的应用。
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