CN110649228B - 一种蓄电池极板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓄电池极板，包括极耳、极板基体、活性物质，其特征在于，所述极耳和极板基体的材质均为纯度为99.99%的纯铅，所述极耳和极板基体是通过铅条或铅板冲压而成的，所述活性物质通过电化学腐蚀生成，由极板基体通过早期小电流、中期过度放电和反向充电相结合的充放电方式生成；所述极耳的厚度大于极板基体的厚度；所述活性物质通过电化学腐蚀自然生成。本发明大大简化了生产流程，减少极板制作当中的能耗和环境污染，有效防止极板活性物质的脱落，提升了蓄电池的性能及寿命。

Description

一种蓄电池极板
技术领域
本发明属于蓄电池技术领域，具体涉及一种蓄电池极板。
背景技术
现有的蓄电池极板包括板栅和活性物质，板栅是预先开制好板栅模具，包括横、竖筋条和边框筋条，将铅钙合金或者铅锑合金高温熔化后经过庞大的铸板设备铸造而成，铅合金高温熔化是一个高耗电能的过程，且有部分铅尘和铅烟排入到空气当中，污染空气，对生产工人的身心健康造成极大影响；活性物质：先将铅条切成小块，通过铅粉机球磨成视密度和氧化度都符合要求的铅粉，然后将各种添加剂与铅粉充分混合、搅拌1~2h后再利用涂板设备将和制好的铅膏填涂到板栅的栅格中，将板栅横、竖筋条完全覆盖，再送入固化室中进行长达50~60小时的固化和干燥后制成极板。此过程既防锁、耗能又不环保，同样有铅尘和铅烟排入到空气当中，污染空气，对生产工人的身心健康造成影响。
发明内容
本发明的目的是为了简化工艺流程、缩短生产周期，提供一种环保和节能降耗的蓄电池极板。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种蓄电池极板，包括正极板、负极板，所述正极板、负极板均由极耳、极板基体、活性物质构成，所述极板基体的上部与极耳相连，所述极板基体的表面布满活性物质，其特征在于，所述极耳和极板基体是由金属铅通过浇铸或冲压的方式制作而成，所述活性物质通过电化学腐蚀生成的。
所述电化学腐蚀是指极板基体通过下述充放电工艺生成活性物质，所述充放电工艺包括以下步骤：
A1、将蓄电池的正极板、负极板分别与充放电机的正负板相连；
A2、将电解液灌入到蓄电池内，静置0.3~0.8h；
A3、采用0.12~0.15A/cm2电流充电，充电时间1~16h；
A4、以0.2~0.3A/ cm2电流放电，放电时间2.5~3.5 h；
A5、重复上述步骤A3、步骤A4三次，然后以0.2~0.25A/cm2电流充电，充电时间14~18 h；
A6、将充电机设置成反充模式，以0.1~0.15A/ cm2电流反向充电，充电时间16~20h；
A7、以0.2~0.25A/ cm2电流正向充电，充电时间20~24 h；
A8、重复步骤A6、步骤A7三次，充电结束。
进一步的，所述极耳和极板基体是通过纯铅制作的铅条或铅板辊压压制、再经过冲裁模具剪切而成的。
进一步的，所述极耳和极板基体的材质均为纯度为99.99%的纯铅，所述极耳和极板基体是通过铅条或铅板冲压而成的。
进一步的，所述极耳与极板基体连接处设计有过渡圆角，所述极板基体的厚度为0.01~0.3mm，所述极耳的厚度比极板基体的厚度厚10%~50%。
进一步的，所述活性物质是直接通过极板基体电化学腐蚀生成的，或者预先将极板基体用腐蚀剂、喷涂工艺预处理后再通过电化学腐蚀生成，极板基体在正极形成的活性物质为PbO2，极板基体在负极形成的活性物质为海绵状Pb。
所述活性物质是由极板基体通过特定的充放电工艺生成的，所述特定的充放电工艺是采用早期小电流充电、中期过度放电和反向充电相结合、末期大电流正向充电的充放电方式。
本发明的技术效果如下：
本发明采用早期小电流充电、中期过度放电和反向充电相结合、末期大电流正向充电的充放电方式。在未加入电解液之前，正负极板只是一块薄的铅板基体，没有活性物质，接触到电解液后，与硫酸发生化学反应生成PbSO4，由于所生成PbSO4的量非常少，所以早期只能用小电流对电池进行充电，使已生成的PbSO4在电化学作用下，在正极快速转化为正极活性物质PbO2，在负极快速转化为负极活性物质海绵状Pb。如果采用过大的电流，不但会造成电能的浪费，而且会对极板表面的活性物质造成冲击。由于极板基体与硫酸的反应所生成的PbSO4的量是有限的，所以充放电中期采用过度放电和反向充电的方式，过度放电是使充电时所产生的正极活性物质PbO2和负极海绵状的Pb完全转化为PbSO4，反向充电的目的是让极板基体进一步生成过多的PbSO4，提高PbSO4的生成率，同时也消除正向充电时所产生的钝化作用。最后再采用相对较大的电流进行正向充电，使大量生成的PbSO4再次转化为正极活性物质PbO2，负极活性物质海绵状Pb。按上述特定的充放电工艺，不断循环，生成的活性物质一次比一次多，这种充放电工艺不但可以缩短充电时间、减少电耗、降低成本，而且经过反复的充放电后，在极板基体的表面形成了非常致密、活性非常好、不易脱落的活性物质层。
本发明在将铅块辊压成一定厚度的铅带后压制剪切成极板基体，所述正负极活性物质通过反复的充放电在极板基体表面自然形成，且非常致密，不易脱落。本发明消除了现有技术中的板栅制作、和膏、涂膏、极板烘干固化等工艺，不需要浇注板栅，不需要填涂活性物质，不需要极板固化，大大简化了生产流程，提高了生产速度，极大地降低了生产成本，减少了极板制作当中的能耗和环境污染，有效防止极板活性物质的脱落，极板的比表面积非常大，对蓄电池的性能及寿命有很大幅度的提升。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的右视图。
附图中，1：极耳， 2：过渡圆角， 3：极板基体， 4：活性物质。
具体实施方式
如图1 、图2所示，一种蓄电池极板，包括正极板、负极板，所述正极板、负极板均由极耳、极板基体、活性物质构成，所述极板基体的上部与极耳相连，所述极板基体的表面布满活性物质。
所述极耳和极板基体的材质均为纯度99.99%的1＃电解铅，不含钙、锡、铝、铈等稀土金属成分。所述极耳和极板基体是由金属铅通过浇铸或冲压的方式制作而成。优选的，极耳和极板基体是通过铅条或铅板冲压而成的。优选的，所述极耳和极板基体是通过纯铅制作的铅条或铅板辊压压制、再经过冲裁模具剪切而成的。
作为优选，所述极耳与极板基体连接处设计有过渡圆角，所述极板基体的厚度为0.01~0.3mm，所述极耳的厚度比极板基体的厚度厚10%~50%。所述极耳通过过渡圆角与极板基体连在一起，通过机械辊压铅带并剪切一次成型。
所述活性物质在极板基体表面通过电化学腐蚀生成的，或者预先将极板基体用腐蚀剂、喷涂工艺预处理后再通过电化学腐蚀生成，极板基体在正极形成的活性物质为PbO2，极板基体在负极形成的活性物质为海绵状的Pb。
优选的，所述活性物质是由极板基体通过特定的充放电制度生成的，所述特定的充放电制度是采用早期小电流、过度放电和反向充电相结合的充放电方式。
所述特定的充放电制度包括以下步骤：
A1、将蓄电池的正极板、负极板分别与充放电机的正负板相连。
A2、将电解液灌入到蓄电池内，静置0.3~0.8h；其中，所述电解液为密度1.02~1.15g/cm3的稀硫酸。
A3、采用0.12~0.15A/cm2电流充电，充电时间1~16h。
A4、以0.2~0.3A/ cm2电流放电，放电时间2.5~3.5 h。
A5、重复上述步骤A3、步骤A4三次，然后以0.2~0.25A/cm2电流充电，充电时间14~18 h。
A6、将充电机设置成反充模式，以0.1~0.15A/ cm2电流反向充电，充电时间16~20h。
A7、以0.2~0.25A/ cm2电流正向充电，充电时间20~24 h。
A8、重复步骤A6、步骤A7三次，充电结束。
本发明的极板基体与放入硫酸溶液中，与硫酸发生化学反应，生成PbSO4，充电状态下，正极形成PbO2，负极形成海绵状Pb，放电转态下，正负极都又转化为PbSO4，经过反复的充放电，在极板基体的表面就形成了非常致密、活性非常好、不易脱落的活性物质。
本发明提供了一种蓄电池极板，不需要浇注板栅，不需要填涂活性物质，不需要极板固化。大大简化了生产流程，减少极板制作当中的能耗和环境污染，有效防止极板活性物质的脱落，极板的比表面积非常大，对蓄电池的性能及寿命有很大幅度的提升，适应于工业生产，为企业节省成本。

Claims (5)

1.一种蓄电池极板，包括正极板、负极板，所述正极板、负极板均由极耳、极板基体、活性物质构成，所述极板基体的上部与极耳相连，所述极板基体的表面布满活性物质，其特征在于：所述极耳和极板基体是由金属铅通过浇铸或冲压的方式制作而成，所述活性物质通过电化学腐蚀生成的；所述电化学腐蚀是指极板基体通过下述充放电工艺生成活性物质，所述充放电工艺包括以下步骤：
A1、将蓄电池的正极板、负极板分别与充放电机的正负板相连；
A2、将电解液灌入到蓄电池内，静置0.3~0.8h；其中，所述电解液为密度1.02~1.15g/cm3的稀硫酸；
A3、采用0.12~0.15A/cm2电流充电，充电时间1~16h；
A4、以0.2~0.3A/ cm2电流放电，放电时间2.5~3.5 h；
A5、重复上述步骤A3、步骤A4三次，然后以0.2~0.25A/cm2电流充电，充电时间14~18 h；
A6、将充电机设置成反充模式，以0.1~0.15A/ cm2电流反向充电，充电时间16~20 h；
A7、以0.2~0.25A/ cm2电流正向充电，充电时间20~24 h；
A8、重复步骤A6、步骤A7三次，充电结束。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池极板，其特征在于：所述极耳和极板基体是通过纯铅制作的铅条或铅板辊压压制、再经过冲裁模具剪切而成的。
3.根据权利要求2所述的一种蓄电池极板，其特征在于：所述极耳和极板基体的材质均为纯度为99.99%的纯铅，所述极耳和极板基体是通过铅条或铅板冲压而成的。
4.根据权利要求1或2所述的一种蓄电池极板，其特征在于：所述极耳与极板基体连接处设计有过渡圆角，所述极板基体的厚度为0.01~0.3mm，所述极耳的厚度比极板基体的厚度厚10%~50%。
5.根据权利要求1所述的一种蓄电池极板，其特征在于：所述活性物质是直接通过极板基体电化学腐蚀生成的，或者预先将极板基体用腐蚀剂、喷涂工艺预处理后再通过电化学腐蚀生成，极板基体在正极形成的活性物质为PbO2，极板基体在负极形成的活性物质为海绵状Pb。
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