CN113972407A - 超薄铅酸蓄电池极板集群模块 - Google Patents
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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，包括主隔板，主隔板的外围设有与其一体成型的且一侧敞口的极板安装框，极板安装框的内部位于主隔板的一侧安装有格栅板a，主隔板的另一侧设有安装于极板安装框内部的格栅板b，格栅板b的一侧设有安装于极板安装框内部的正极板，格栅板a的一侧设有安装于极板安装框内部的负极板，格栅板b包括安装于极板安装框内部的格栅板外框b，格栅板外框b的内部固定安装有喷涂正极铅膏液体的正极网格板；本发明不易变形，从而提高了铅蓄电池的安全性能，负极网格板的表面喷涂负极铅膏液体，经固化工艺固化后，可以防止极板上附着的铅膏脱落，提高铅蓄电池的能量密度、加快充放电速度。
Description
技术领域
本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，尤其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，但目前的极板上附着的铅膏容易脱落，从而引起极板材料的导电性不够，造成铅酸蓄电池能量密度低、充放电慢，且目前的极板其结够容易变形，从而在多次充放电后易鼓包从而发生爆炸。为此，我们提出一种超薄铅酸蓄电池极板集群模块。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种超薄铅酸蓄电池极板集群模块。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
超薄铅酸蓄电池极板集群模块，包括主隔板，所述主隔板的外围设有与其一体成型的且一侧敞口的极板安装框，所述极板安装框的内部位于主隔板的一侧安装有格栅板a，所述主隔板的另一侧设有安装于极板安装框内部的格栅板b，所述格栅板b的一侧设有安装于极板安装框内部的正极板，所述格栅板a的一侧设有安装于极板安装框内部的负极板，所述格栅板b包括安装于极板安装框内部的格栅板外框b，所述格栅板外框b的内部固定安装有喷涂正极铅膏液体的正极网格板，所述正极网格板的内部开设有正极铅膏容纳槽，所述格栅板a包括安装于极板安装框内部的格栅板外框a，所述格栅板外框a的内部固定安装有喷涂负极铅膏液体的负极网格板，所述负极网格板的内部开设有负极铅膏容纳槽，所述极板安装框上位于其敞口的一侧通过螺钉安装有挡板，极板安装框的一端设有与其一体成型的极耳。
进一步的，所述主隔板由若干根安装于极板安装框内壁上的且纵横交错的加强肋筋组成。
进一步的，所述极板安装框的内壁位于其两端处设有与其一体成型的安装插槽。
进一步的，所述极板集群模块的制备方法如下：
1)将正极铅膏液体喷涂在正极网格板和正极铅膏容纳槽内，并将其自然放置1h后置于固化设备中进行正极铅膏的固化；
2)将负极铅膏液体喷涂在负极网格板和负极铅膏容纳槽内，并将其自然放置1h后置于固化设备中进行负极铅膏的固化；
3)固化完成后将正极网格板和正极板安装于安装插槽的内部，负极网格板和负极板安装于安装插槽内，并且由螺钉将挡板安装于极板安装框上进行固定，完成极板集群模块的制备。
进一步的，所述正极铅膏按重量份数计包括纳米铅粉50-65份、石墨烯0.5-0.9份、硫酸5-7份、去离子水30-40份、辛苯昔醇2-5份、竹炭纤维3-9份。
进一步的，所述负极铅膏按重量份数计包括纳米铅粉70-80份、超细硫酸钡9-13份、去离子水40-50份、硬脂酸钙0.9-1.2份、木素4-9份。
进一步的，所述正极铅膏的的制备方法为：按配方取纳米铅粉、硫酸和去离子水于混合器中以转速500-600r/min进行低速搅拌，混合均匀后依次按配方添加石墨烯、辛苯昔醇和竹炭纤维，改为转速1500-1600r/min进行高速搅拌，得到正极铅膏液体。
进一步的，所述负极铅膏的的制备方法为：按配方取纳米铅粉、超细硫酸钡、去离子水于混合器中以转速400-450r/min进行低速搅拌，混合均匀后依次按配方添加木素和硬脂酸钙，改为转速2000-2500r/min进行高速搅拌，得到负极铅膏液体。
进一步的，所述正极膏的固化工艺为：固化箱调至40-45℃恒温预热30min，预热完成后将涂有正极铅膏液体的正极网格板置于固化箱内，调至固化箱的温度为60-65℃进行低温固化1h后再将固化箱的温度调至110-120℃后，进行高温固化15-20min，完成正极膏的固化。
进一步的，所述负极膏的固化工艺为：固化箱调至80-90℃恒温预热30min，预热完成后将涂有负极铅膏液体的负极网格板置于固化箱内，调至固化箱的温度为130-135℃进行高温固化0.2h后再将固化箱的温度调至45-50℃后，进行高温固化50min，完成负极膏的固化。
本发明通过设置主隔板、格栅板a和格栅板b，从而加强了极板的强度，其不易变形，从而提高了铅蓄电池的安全性能，且在负极网格板的内部开设有负极铅膏容纳槽，正极网格板的内部开设有正极铅膏容纳槽，正极网格板的表面喷涂正极铅膏液体，负极网格板的表面喷涂负极铅膏液体，经由固化工艺固化后，可以防止极板上附着的铅膏脱落，从而提高铅蓄电池的能量密度、加快充放电速度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明主隔板的结构示意图；
图3是本发明格栅板a的结构示意图；
图4是本发明格栅板b的结构示意图；
图5是本发明负极网格板的部分结构放大图；
图6是本发明正极网格板的部分结构放大图；
图7是本发明整体结构的爆炸图；
图8是本发明放电曲线与现有极板的电池的放电曲线。
图中标号说明：1-挡板、2-螺钉、3-极板安装框、4-极耳、5-负极板、6-加强肋筋、7-安装插槽、8-负极网格板、9-格栅板外框a、10-格栅板外框b、11-正极网格板、12-负极铅膏容纳槽、13-正极铅膏容纳槽、14-正极板。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
如图1至7所示，本实施例的超薄铅酸蓄电池极板集群模块，包括主隔板，主隔板的外围设有与其一体成型的且一侧敞口的极板安装框3，极板安装框3的内部位于主隔板的一侧安装有格栅板a，主隔板的另一侧设有安装于极板安装框3内部的格栅板b，格栅板b的一侧设有安装于极板安装框3内部的正极板14，格栅板a的一侧设有安装于极板安装框3内部的负极板5，格栅板b包括安装于极板安装框3内部的格栅板外框b10，格栅板外框b10的内部固定安装有喷涂正极铅膏液体的正极网格板11，正极网格板11的内部开设有正极铅膏容纳槽13，格栅板a包括安装于极板安装框3内部的格栅板外框a9，格栅板外框a9的内部固定安装有喷涂负极铅膏液体的负极网格板8，负极网格板8的内部开设有负极铅膏容纳槽12，极板安装框3上位于其敞口的一侧通过螺钉2安装有挡板1，极板安装框3的一端设有与其一体成型的极耳4；通过设置主隔板、格栅板a和格栅板b，从而加强了极板的强度，其不易变形，从而提高了铅蓄电池的安全性能，且在负极网格板8的内部开设有负极铅膏容纳槽12，正极网格板11的内部开设有正极铅膏容纳槽13，正极网格板11的表面喷涂正极铅膏液体，负极网格板8的表面喷涂负极铅膏液体，经由固化工艺固化后，可以防止极板上附着的铅膏脱落，从而提高铅蓄电池的能量密度、加快充放电速度。
如图2所示，本实施例的主隔板由若干根安装于极板安装框3内壁上的且纵横交错的加强肋筋6组成；加强肋筋6纵横交错，从而可以增强极板集群的强度；极板安装框3的内壁位于其两端处设有与其一体成型的安装插槽7；安装插槽7的设置，便于安装格栅板a、格栅板b、正极板14和负极板5。
极板集群模块的制备方法如下：
1)将正极铅膏液体喷涂在正极网格板11和正极铅膏容纳槽13内，并将其自然放置1h后置于固化设备中进行正极铅膏的固化；
2)将负极铅膏液体喷涂在负极网格板8和负极铅膏容纳槽12内，并将其自然放置1h后置于固化设备中进行负极铅膏的固化；
3)固化完成后将正极网格板11和正极板14安装于安装插槽7的内部，负极网格板8和负极板5安装于安装插槽7内，并且由螺钉2将挡板1安装于极板安装框3上进行固定，完成极板集群模块的制备。
正极铅膏按重量份数计包括纳米铅粉50-65份、石墨烯0.5-0.9份、硫酸5-7份、去离子水30-40份、辛苯昔醇2-5份、竹炭纤维3-9份；正极铅膏的的制备方法为：按配方取纳米铅粉、硫酸和去离子水于混合器中以转速500-600r/min进行低速搅拌，混合均匀后依次按配方添加石墨烯、辛苯昔醇和竹炭纤维，改为转速1500-1600r/min进行高速搅拌，得到正极铅膏液体；以纳米铅粉为主体，加入石墨烯、辛苯昔醇和竹炭纤维，且与硫酸、去离子水混合，先低速搅拌将纳米铅粉、硫酸和去离子水混合，再高速搅拌将石墨烯、辛苯昔醇和竹炭纤维与其混合均匀，所制得的正极铅膏其分散性好，铅膏细腻，正极铅膏的性能稳定。
负极铅膏按重量份数计包括纳米铅粉70-80份、超细硫酸钡9-13份、去离子水40-50份、硬脂酸钙0.9-1.2份、木素4-9份；负极铅膏的的制备方法为：按配方取纳米铅粉、超细硫酸钡、去离子水于混合器中以转速400-450r/min进行低速搅拌，混合均匀后依次按配方添加木素和硬脂酸钙，改为转速2000-2500r/min进行高速搅拌，得到负极铅膏液体；以纳米铅粉为主体，加入硬脂酸钙、木素、超细硫酸钡，以去离子水混合，所制得的负极铅膏其分散性好，铅膏细腻，负极铅膏的性能稳定。
正极膏的固化工艺为：固化箱调至40-45℃恒温预热30min，预热完成后将涂有正极铅膏液体的正极网格板置于固化箱内，调至固化箱的温度为60-65℃进行低温固化1h后再将固化箱的温度调至110-120℃后，进行高温固化15-20min，完成正极膏的固化；由于正极铅膏内添加有辛苯昔醇和竹炭纤维，正极铅膏先由低温固化后再由高温固化，使正极铅膏液体可以牢固的附着在正极网格板的表面，不会脱落。
负极膏的固化工艺为：固化箱调至80-90℃恒温预热30min，预热完成后将涂有负极铅膏液体的负极网格板置于固化箱内，调至固化箱的温度为130-135℃进行高温固化0.2h后再将固化箱的温度调至45-50℃后，进行高温固化50min，完成负极膏的固化；由于负极铅膏内添加有硬脂酸钙和木素，负极铅膏先由高温固化后再由低温固化，使负极铅膏液体可以牢固的附着在负极网格板的表面，不会脱落。
将本发明所得的极板集群模块应用于超薄铅酸蓄电池内得到的铅酸蓄电池其性能测试后与现有蓄电池进行比较，结果如下表和图8所示：
| 循环充放电次数 | 单次充放电时间 | 耐低温性能 | 2hr容量(Ah) | |
| 现有电池 | 250 | 120 | 低温下80min | 20 |
| 本发明电池 | 300-350 | 85 | 低温下120min | 22.7 |
由此可知，本发明相对于现有的蓄电池其充放电速度加快，能量密度加大，从而延长了电池的使用寿命。
以上显示和描述了本发明的基本原理、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。
Claims (10)
1.超薄铅酸蓄电池极板集群模块，包括主隔板，其特征在于：所述主隔板的外围设有与其一体成型的且一侧敞口的极板安装框，所述极板安装框的内部位于主隔板的一侧安装有格栅板a，所述主隔板的另一侧设有安装于极板安装框内部的格栅板b，所述格栅板b的一侧设有安装于极板安装框内部的正极板，所述格栅板a的一侧设有安装于极板安装框内部的负极板，所述格栅板b包括安装于极板安装框内部的格栅板外框b，所述格栅板外框b的内部固定安装有喷涂正极铅膏液体的正极网格板，所述正极网格板的内部开设有正极铅膏容纳槽，所述格栅板a包括安装于极板安装框内部的格栅板外框a，所述格栅板外框a的内部固定安装有喷涂负极铅膏液体的负极网格板，所述负极网格板的内部开设有负极铅膏容纳槽，所述极板安装框上位于其敞口的一侧通过螺钉安装有挡板，极板安装框的一端设有与其一体成型的极耳。
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：所述主隔板由若干根安装于极板安装框内壁上的且纵横交错的加强肋筋组成。
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：所述极板安装框的内壁位于其两端处设有与其一体成型的安装插槽。
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：所述极板集群模块的制备方法如下：
1)将正极铅膏液体喷涂在正极网格板和正极铅膏容纳槽内，并将其自然放置1h后置于固化设备中进行正极铅膏的固化；
2)将负极铅膏液体喷涂在负极网格板和负极铅膏容纳槽内，并将其自然放置1h后置于固化设备中进行负极铅膏的固化；
3)固化完成后将正极网格板和正极板安装于安装插槽的内部，负极网格板和负极板安装于安装插槽内，并且由螺钉将挡板安装于极板安装框上进行固定，完成极板集群模块的制备。
5.根据权利要求4所述的超薄铅酸蓄电池极板集群模块，其特征在于：所述正极铅膏按重量份数计包括纳米铅粉50-65份、石墨烯0.5-0.9份、硫酸5-7份、去离子水30-40份、辛苯昔醇2-5份、竹炭纤维3-9份。
6.根据权利要求4所述的超薄铅酸蓄电池极板集群模块，其特征在于：所述负极铅膏按重量份数计包括纳米铅粉70-80份、超细硫酸钡9-13份、去离子水40-50份、硬脂酸钙0.9-1.2份、木素4-9份。
7.根据权利要求5所述的超薄铅酸蓄电池极板集群模块，其特征在于：所述正极铅膏的的制备方法为：按配方取纳米铅粉、硫酸和去离子水于混合器中以转速500-600r/min进行低速搅拌，混合均匀后依次按配方添加石墨烯、辛苯昔醇和竹炭纤维，改为转速1500-1600r/min进行高速搅拌，得到正极铅膏液体。
8.根据权利要求6所述的超薄铅酸蓄电池极板集群模块，其特征在于：所述负极铅膏的的制备方法为：按配方取纳米铅粉、超细硫酸钡、去离子水于混合器中以转速400-450r/min进行低速搅拌，混合均匀后依次按配方添加木素和硬脂酸钙，改为转速2000-2500r/min进行高速搅拌，得到负极铅膏液体。
9.根据权利要求4所述的超薄铅酸蓄电池极板集群模块，其特征在于：所述正极膏的固化工艺为：固化箱调至40-45℃恒温预热30min，预热完成后将涂有正极铅膏液体的正极网格板置于固化箱内，调至固化箱的温度为60-65℃进行低温固化1h后再将固化箱的温度调至110-120℃后，进行高温固化15-20min，完成正极膏的固化。
10.根据权利要求4所述的超薄铅酸蓄电池极板集群模块，其特征在于：所述负极膏的固化工艺为：固化箱调至80-90℃恒温预热30min，预热完成后将涂有负极铅膏液体的负极网格板置于固化箱内，调至固化箱的温度为130-135℃进行高温固化0.2h后再将固化箱的温度调至45-50℃后，进行高温固化50min，完成负极膏的固化。
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