DE60005413T2

DE60005413T2 - Bleisauerbatterie-Elektrodenplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE60005413T2
Application number: DE60005413T
Authority: DE
Inventors: Takao Kyoto-shi Omae; Akira Kyoto-shi Kamada; Masashi Kyoto-shi Watanabe
Original assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2020-01-22
Also published as: US6338919B1; DE60005413D1; EP1022791A2; EP1022791B1; US20010042288A1; EP1022791A3; US6385829B2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Streckgitterkörper, hauptsächlich verwendet in Verbindung mit einer groß dimensionierten Bleisäurebatterie, und auf ein Herstellverfahren eine Elektrodenplatte, die den Streckgitterkörper verwendet.
Eine Bleibatterie-Elektrodenplatte und ein Herstellverfahren sind bereits aus dem Dokument US-A-5762654 bekannt. Aus diesem Dokument ist bereits eine Bleisäurebatterie-Elektrodenplatte bekannt, bei der eine Blei- oder Bleilegierungs-Tafel aufeinanderfolgend zugeführt wird, wobei ein Teil in der Nähe der Mitte der Tafel als ein Nichtstreck-Abschnitt belassen wird, wobei beide Seiten gestreckt sind, um einen Gitterkörper zu bilden. Das Netz wird mit einem aktiven Material in Form einer Paste versehen. Der Gitterkörper wird auf vorbestimmte Dimensionen geschnitten, wobei der Nichterweiterungs-Abschnitt einen Stromkollektorteil der Elektrodenplatte entlang eines Streckpunkts in einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung der Elektrodenplatte bildet, und ein Fahnenteil ist gebildet, und wenn das Fahnenteil nach oben platziert wird, ist die Streckrichtung die Breitenrichtung der Elektrodenplatte.
Für ein Herstellverfahren einer Bleisäurebatterie-Elektrodenplatte vom mit Paste versehenen Typ ist, zum Beispiel, ein solches, wie es in 1 dargestellt ist, vorhanden. Dabei wird eine Blei- oder Bleilegierungs-Tafel 1 ähnlich eines Netzes durch eine Streckmaschine 2 gestreckt. Ein Stromkollektor-Fahnenteil (einfach bezeichnet als Fahnenteil) ist in einem Nichtstreck-Abschnitt 4 gebildet. Ein Gitterkörper, der ein Streck-Abschnitt 3 ist, ist mit einer Paste aus einem aktiven Material gefüllt. Danach wird der Gitterkörper durch eine Schneideinrichtung 9 geschnitten, um Elektrodenplatten einer vorbestimmten Größe zu separieren. Dieses Verfahren ist äußerst produktiv, und sogenannte Streck-Elektrodenplatten, hergestellt durch das Verfahren, sind gleichförmig, und die Masse des Gitterkörpers relativ zu dem aktiven Material kann verringert werden, so dass eine Gewichtsreduktion möglich ist.
Nachfolgend werden die Breite und die Höhe des Gitterkörpers oder der Elektrodenplatte als Richtungen bezeichnet, wenn der Gitterkörper oder die Elektrodenplatte mit dem Fahnenteil nach oben platziert ist.
Eine Elektrodenplatte einer Bleisäurebatterie mit großer Kapazität, verwendet als eine Backup-Energiequelle einer Telekommunikation, usw., oder eine Notversorgungsenergiequelle, ist ungefähr 150 mm in der Breitenrichtung, allerdings ungefähr 250 bis 500 in der Höhenrichtung, mit dem Fahnenteil nach oben, dimensioniert. Falls eine solche groß dimensionierte Elektrodenplatte aus einer gestreckten Platte, gestreckt in der Richtung der Gitterkörperhöhe, gebildet ist, wobei ein nichtgestreckter Abschnitt verbleibt, so wie dies in 2 dargestellt ist, wächst der gestreckte Abschnitt an, und demzufolge sind die folgenden Nachteile vorhanden: da die Höhe des gestreckten Abschnitts groß wird, werden die Herstellvorrichtungen vergrößert; eine Handhabung zum Zeitpunkt der Montage ist schwierig vorzunehmen (einwickeln, Deformation der Elektrodenplatte aufgrund einer unzureichenden Festigkeit); und ein Spannungsabfall in dem Streck-Abschnitt wird relativ groß und eine schlechte Entladungseigenschaft ergibt sich.
Als ein Verfahren, um diese Nachteile zu beseitigen, sind ein Verfahren zum Erhöhen eines Nichtstreck-Abschnitts 4 in dem oberen Teil eines Gitterkörpers und Vorsehen einer Öffnung 13 in dem vergrößerten Teil (JP-U58-133271), wie dies in 3 dargestellt ist, und ein Verfahren zum Belassen eines Nichtstreck-Abschnitts 4 sowohl an den Rändern als auch an der Mitte und Vorsehen einer Öffnung 13 in der Mitte (JP-A-2-267864, 4) vorgeschlagen worden. Allerdings ist eine Verbesserung in der Entladungseigenschaft für eine groß dimensionierte Elektrodenplatte, die groß in der Höhenrichtung ist, verglichen mit der Breitenrichtung, unzureichend. Dann sind verschiedene, gestreckte Elektrodenplatten (Gitter-Körper), jeweils gestreckt in der Breitenrichtung des Gitterkörpers, mit einem Nichtstreck-Abschnitt in der Höhenrichtung des Gitterkörpers belassen, in der Vergangenheit vorgeschlagen worden (zum Beispiel JP-A-54-177525, JP-B-59-51107, JP-B-61-8540 und JP-Patent Nr. 2765020).
Da ein elektrischer Strom, der in eine Elektrodenplatte fließt, auch in einer großen Batterie groß wird, ist es notwendig, die Breite des Fahnenteils in einem bestimmten Umfang zu verbreitern. Allerdings wird, wenn der Fahnenteil und der Nichtstreck-Abschnitt, dem Fahnenteil folgend, auf dieselbe Breite eingestellt werden, die Masse des Gitterkörpers erhöht und die Menge des aktiven Materials, das hält (füllt), wird verringert. Dann wird, in den Streck-Elektrodenplatten, gestreckt in der Richtung der Breite des Gitterkörpers, die Breite des Nichtstreck-Abschnitts 4, dem Fahnenteil 11 folgend, schmaler gemacht als diejenige des Fahnenteils, wie dies in 5 dargestellt ist. Allerdings erstreckt sich der Fahnenteil 11 des Gitterkörpers dieser Form aus einem mit aktivem Material gefüllten Teil 12 zu einer Seite heraus. Demzufolge tritt, wie in 6 dargestellt ist, wenn eine Elektrodenplatte, die den Gitterkörper dieser Form verwendet, auf eine Elektrodenplatte unterschiedlich in der Polarität überlagert wird, um eine Batterie herzustellen, ein Abschnitt 14, der nicht die angrenzende Elektrodenplatte überlappt, auf, und die Effektivität der Verfügbarkeit eines aktiven Materials verringert sich, was zu einer Kapazitätsverringerung der Batterie führt. Insbesondere ist es, in einer mittels Ventil regulierten, abgedichteten Bleisäurebatterie, die einen feinen Glasfaserseparator verwendet, bekannt, dass eine Batterie mit einem Kompressionsgrad der Elektrodenplatte und dem Separator in der Lebensdauerfunktion beeinträchtigt ist, und dabei ist ein Möglichkeit vorhanden, dass eine Kapazität, die sich an einer frühen Stufe verringert, auftreten wird, und zwar aufgrund eines Nachteils des Druckgrads in dem Abschnitt, der nicht die angrenzende Elektrodenplatte überlappt. Andererseits stehen, wie in 7 dargestellt ist, wenn die Elektrodenplatten eine auf der anderen platziert werden, um so ein Überlegen des Füllabschnitts 12 mit aktivem Material zu vervollständigen, Stromkollektor-Fahnenteile 11 zu einer Seite vor, so dass ein Batteriebehälter 15 groß ausgelegt werden muss, was zu einer Verringerung der volumenmäßigen Energiedichte führt. Weiterhin erstreckt sich ein Gitterkörper in einen Spalt 16 zwischen der Elektrodenplatte und dem Batteriebehälter 15, wodurch Adhäsionseigenschaften von Gitterelementen mit aktivem Material verschlechtert werden, was zu , einer Verringerung der Batteriekapazität führt. Um weiterhin eine Stromsammel-Eigenschaft zu verbessern und einen Schrott-
Verlust zu verringern, wird ein Netzteil an beiden Seiten eines Nichtstreck-Abschnitts in der JP-B-61-8545 vorgeschlagen. Allerdings bringen, falls einer Verringerung in dem Schrottverlust eine hohe Priorität gegeben wird, eine Erhöhung in der Gitterkörpermasse und ein Batteriekapazitätsnachteil, verursacht durch eine Verringerung der Füllmenge des aktiven Materials, Probleme mit sich.
Um eine Masse an aktivem Material in dem Streckgitterkörper vorzusehen, erweitert in der Breitenrichtung des Gitterkörpers, kann ein aktives Material auch in einen Nichtstreck-Abschnitt eingefüllt werden. Wie in 1 dargestellt ist, wird, um ein aktives Material in den Streckgitterkörper der herkömmlichen Form einzufüllen, das aktive Material davor bewahrt, dass es auf Stromsammel-Fahnenteilen 8 niedergeschlagen wird, da ansonsten ein Verschweißen extrem schwierig durchzuführen ist, wenn ein aktives Material an Elektrodenplatten-Fahnenteilen niedergeschlagen wird, wenn die Elektrodenplatte von Fahnenteilen derselben Polarität in dem Batteriemontagevorgang angeschweißt werden. Allerdings wird, wie in 8 dargestellt ist, in der gestreckten Elektrodenplatte, gestreckt in der Breitenrichtung des Gitterkörpers, um darauffolgend ein aktives Material auch in den Nichtstreck-Abschnitt 4 in einem Konzentrationszustand eines Gitterkörpers ähnlich einem Band einzufüllen, das aktive Material auch auf den Fahnenteilen niedergeschlagen, da die Elektrodenplatten-Fahnenteile 8 auf derselben Linie wie der Füllteil in Bezug auf die Laufrichtung des Gitterkörpers positioniert sind. Um dieses Problem zu umgehen, ist es auch möglich, dass die Richtung, nach einem Schneiden, geändert wird, um Gitterkörper-Formen zu separieren, und dass der Gitterkörper durch eine Pastenaufbringungsmaschine hindurchgeführt wird, wobei der Gitterkörper senkrecht zu der Laufrichtung eingestellt wird, wobei allerdings ein gleichförmiges Füllen und die Produktivität der Elektrodenplatten verschlechtert werden.
Tatsächlich werden Streckgitterkörper, gestreckt in der Breitenrichtung, nur spärlich aufgrund der Probleme verwendet.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Gitterkörperform zu schaffen, die zum Verringern des Gewichts einer Elektrodenplatte und zum Erhöhen der Produktivität der Elektrodenplatte vorgesehen sein kann, und ein Herstellverfahren einer Elektrodenplatte unter Verwendung der Gitterkörperform ohne Verschlechtern der Batteriefunktion zu schaffen, um eine gestreckte Elektrodenplatte für eine groß dimensioniert Bleisäurebatterie zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst.
Gemäß der Erfindung kann die Elektrodenplatte, die den Streckgitterkörper verwendet, der ausgezeichnet in der Entladungseigenschaft und der Produktivität ist, insbe sondere für eine Elektrodenplatte einer groß dimensionierten Bleisäurebatterie, geschaffen werden.
In den beigefügten Zeichnungen:
1 zeigt eine schematische Zeichnung, um ein Herstellverfahren eines herkömmlichen Streckgitterkörpers und einer Elektrodenplatte, die den Gitterkörper verwendet, darzustellen;
2 bis 5 zeigen Zeichnungen, um herkömmliche Beispiele von groß dimensionierten Streckgitterkörpern darzustellen;
6 und 7 zeigen Zeichnungen, um Kombinationsbeispiele von Elektrodenplatten unter Verwendung von einem herkömmlichen, groß dimensionierten, gestreckten Gitterkörper, gestreckt in der Breitenrichtung des Gitterkörpers, darzustellen;
8 zeigt eine Zeichnung, um ein Beispiel eines Herausnehmens eines Gitterkörpers, gestreckt in der Breitenrichtung, von einer gestreckten Tafel darzustellen;
9 zeigt eine Zeichnung, um die Form eines Gitterkörpers der Erfindung vor einem Füllen und Schneiden darzustellen;
10 zeigt eine Zeichnung, um die Form des Gitterkörpers der Erfindung nach einem Schneiden darzustellen;
11 zeigt eine vergrößerte, schematische Zeichnung, um den Gitterkörper der Erfindung darzustellen;
12 zeigt eine Zeichnung, um ein Beispiel eines herkömmlichen, groß dimensionierten Streckgitterkörpers darzustellen;
13 zeigt ein Zeichnung, um ein Vergleichsbeispiel eines Streckgitterkörpers der Erfindung darzustellen;
14 bis 16 zeigen Zeichnungen, um die Umrisslinien von groß dimensionierten Streckelektrodenplatten, unterschiedlich in der Gitterkörperform, darzustellen; 17A, 17B und 17C zeigen vergrößerte, schematische Zeichnungen, um das Vergleichsbeispiel des Streckgitterkörpers der Erfindung, dargestellt in 13, zu zeigen; 18 stellt einen Vergleich einer 0,2C₁₀A Entladungsdauer von unterschiedlichen Typen von Batterien vor und nach einem Überladungstest dar;
19 zeigt eine Zeichnung, um die Umrisslinie einer positiven Platte einer Batterie A und G vor und nach einem Überladungstest darzustellen;
20 zeigt eine Zeichnung, um die Umrisslinie einer positiven Platte einer Batterie B, C und D vor und nach einem Überladungstest darzustellen;
21 zeigt eine Zeichnung, um die Umrisslinie einer positiven Platte von Batterien E vor und nach einem Überladungstest darzustellen;
22 zeigt eine Zeichnung, um die Umrisslinie einer positiven Platte von Batterien F vor und nach einem Überladungstest darzustellen;
23 zeigt eine schematisch Zeichnung, um eine Elektrodenplatte darzustellen, die den Gitterkörper der Erfindung verwendet, unterworfen einem Pastenaufbringen des aktiven Materials und Schneidschritten;
24 zeigt eine schematische Zeichnung., um ein Beispiel eines Herstellverfahrens einer Elektrodenplatte unter Verwendung des Gitterkörpers der Erfindung darzustellen;
25 zeigt eine schematische Zeichnung, um die Elektrodenplatte der Erfindung darzustellen, nachdem ein Fahnenteil geschliffen ist; und
26 zeigt eine Zeichnung, um ein Beispiel des Gitterkörpers der Erfindung darzustellen.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden diskutiert, allerdings sollte verständlich werden, das die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist.
Erste Ausführungsform: Eine Tafel, 2,0 mm dick, hergestellt durch Walzen einer Blei-Kalzium-Zinn-Legierung, wurde darauffolgend, mit einer Nichtstreck-Öffnung 4 in der Mitte belassen, wie dies in 9 dargestellt ist, gestreckt. Darauffolgend wurde der Nichtstreck-Abschnitt 4 der gestreckten Tafel mit Öffnungen 13 intermittierend versehen und ein Teil des Streck-Abschnitts wurde an einer Position geschnitten, die durch eine unterbrochen Linie 7 angezeigt ist, wodurch ein Stromkollektor-Fahnenteil 8 gebildet wurde, und ein gestreckter bzw. Streckgitterkörper der vorliegenden Erfindung (Gitterhöhe H, mit Ausnahme des Fahnenteils, = 400 mm, Gitterbreite W = 140 mm), wie dies in 10 dargestellt ist, wurde hergestellt. Die Öffnungen wurden durch Herausstanzen von 45% des Nichtstreck-Abschnitts hergestellt, als die Elektrodenplatten getrennt wurden. Unter Berücksichtigung der elektrischen Leitfähigkeit, der Festigkeit und der Masse des aktiven Materials und der Masse jeder Elektrodenplatte, beträgt ein geeigneter Prozentsatz der Öffnungen 30% bis 70% des Nichtstreck-Abschnitts pro Elektrodenplatte. Zu diesem Zeitpunkt wurde jede Öffnung rechtwinklig gemacht, allerdings kann die Form so geändert werden, wie dies erwünscht ist, in Abhängigkeit einer Berücksichtigung ähnlich zu dem Prozentsatz der Öffnungen, wie dies vorstehend beschrieben ist.
Wie in der Ausführungsform wird der Streck-Abschnitt gestanzt, wodurch Stanzabfälle minimiert werden können und die Fahnenteil-Breite auch maximiert werden kann. Falls eine Entladung mit hoher Rate mit einer Batterie unter Verwendung des Gitterkörpers ausgeführt werden soll, wird abgeschätzt, dass sich der Strom auf dem Teil unmittelbar unterhalb des Fahnenteils 11 konzentrieren wird. Demzufolge wurde, wie in 11 dargestellt ist, ein Abstand 17 von dem Fahnenteil (Schulter des Gitterkörpers, oberes Ende des Streckteils) zu der ersten Öffnung auf 1,1-mal einer Maschenhauptachsendimension 18 des Streck-Abschnitts eingestellt und keine Öffnung existierte an der Seite des oberen Schnittpunkts 19 der Netzschnittpunkte in Kontakt mit dem Nichtstreck-Abschnitt.
Um einen Vergleich vorzunehmen, wurden Streckgitterkörper, die dieselbe Gitterkörpermasse, dieselbe Gitterkörperhöhe, mit Ausnahme des Fahnenteils, und dieselbe (maximale) Breite besaßen, wie dies in den 2 bis 5 dargestellt ist, 12 und 13 von demselben, gewalzten Blech hergestellt. 2 stellt einen Gitterkörper in dem in Bezug stehenden Stand der Technik, gestreckt in der Höhenrichtung des Gitterkörpers, dar; der Gitterkörper ist dem Gitterkörper der Erfindung in der Masse durch Ändern der geschnittenen Breite bei dem Streckprozess angepasst. 3 stellt einen Gitterkörper, gestreckt in der Höhenrichtung des Gitterkörpers, dar, wobei ein Nichtstreck-Abschnitt in einem oberen Teil des Gitterkörpers vorgesehen ist und mit Öffnungen ausgebildet ist. 4 stellt einen Gitterkörper, gestreckt in der Höhenrichtung des Gitterkörpers, dar, mit einem Nichtstreck-Abschnitt in einem Zwischenteil des Gitterkörpers vorgesehen und mit Öffnungen gebildet. 5 stellt einen Gitterkörper, gestreckt in der Breitenrichtung des Gitterkörpers, dar, mit einer graduell verringerten Breite eines Nichtstreck-Abschnitts, einem Fahnenteil folgend. 12 stellt einen Gitterkörper dar, der dieselbe Masse wie der Gitterkörper der Endung besitzt, wobei keine Öffnung in dem Nichtstreck-Abschnitt, einem breiten Streck-Abschnitt und einem Nichtstreck-Abschnitt, der eine geringe Breite verglichen mit dem Gitterkörper der Erfindung besitzt, hergestellt ist. 13 stellt einen Gitterkörper dar, der dieselbe Au ßenseitenform wie der Gitterkörper der Erfindung mit Öffnungen in einem Nichtstreck-Abschnitt, in der Richtung des Fahnenteils (Oberseite) vergrößert und die Breite des Nichtstreck-Abschnitts leicht entsprechend verbreitert, besitzt.
Als nächstes wurde Klebepapier (posting paper) auf die Gitterkörper aufgebracht, ein positives, aktives Material wurde eingefüllt, um so eine Dicke von 0,4 mm zu erzielen, und das aktive Material wurde nur auf der Oberfläche in einem Schnelltrocknungsofen getrocknet. Darauffolgend wurden ungeformte positive Platten über einen normalen Härtungs- und Trocknungsprozess hergestellt. Da sich die Gitterkörpertypen unterscheiden, nachdem sie zu Gitterkörperformen geschnitten sind, wurde ein Füllen durchgeführt, um so nicht aktives Material 6 in die Fahnenteile 11 zu füllen; für die Gitterkörper in den 5 und 12 wurde das aktive Material nicht in den Nichtstreck-Abschnitt (Figuren 14 und 15) eingefüllt, und für andere Gitterkörper wurde das aktive Material 6 in die vollen Flächen hinein mit Ausnahme der Fahnenteile 11 (16) eingefüllt. Unter Verwendung eines gewalzten Blechs aus einer Blei-Kalzium-Zinn-Legierung mit einer Dicke von 1,1 mm wurde eine ähnliche Bearbeitung zu derjenigen der positiven Gitterkörper durchgeführt, wodurch gestreckte Gitterkörper, die dieselben Formen wie die positiven Gitterkörper besaßen, unterschiedlich nur in der Dicke des Gitterkörpers, hergestellt wurden, Klebepapier wurde auf die Streckgitterkörper aufgebracht, und aktives Material wurde so eingefüllt, um eine Dicke von 2,2 mm zu erzielen, dann wurden ungeformte, negative Platten über einen ähnlichen Prozess zu demjenigen der positiven Platten hergestellt. Die positiven und negativen Platten derselben Form wurden über einen Separator aus feinen Glasfasern kombiniert bzw. zusammengefügt, um ventil-regulierte Bleisäurebatterien mit 2 V-150 Ah/10 Stundenrate herzustellen. Tabelle 1 listet die Inhalte der Speicherbatterien auf. Tabelle 1 Batterien, verwendet in dem Test in der ersten Ausführungsform
Eine verdünnte Schwefelsäure wurde in die Speicherbatterien eingegossen und eine Behälterbildung wurde durchgeführt, wobei dann Entladungstests bei einigen Entladungsraten ausgeführt wurden. Tabelle 2 listet die Testergebnisse auf. Tabelle 2 Entladungstest-Ergebnisse jeder Rate
Bei einer Entladung mit niedriger Rate (0,1C₁₀A) zeigten alle Batterien, mit Ausnahme von Batterie E, die eine kleine, aktive Materialmasse besaß, im Wesentlichen dieselbe Entladungsdauer. Bei einer Entladung unter hoher Rate (1C₁₀A, 3C₁₀A) zeigten Speicherbatterien A, F und G, die einen Gitterkörper verwendeten, gestreckt in der Breitenrichtung, als eine positive Elektrode, eine längere Entladungsdauer als Speicherbatterien B, C und D die einen Gitterkörper verwendeten, gestreckt in der Höhenrichtung der Elektrodenplatte. Die 3C₁₀A Entladungsdauer der Speicherbatterien F und G, die dieselbe Entladungsdauer zu derjenigen der Batterie A bei einer 1C₁₀A Entladung zeigten, waren kürzer als diejenigen der Batterie A. Nach dem Test wurden die Batterien zerlegt. Der Fahnenteil der negativen Elektrode der Batterie F, der Maschenschnittpunkt in Kontakt mit dem oberen Rand jeder der Batterien B, C und D, und ein Teil 20 (siehe 17A) an der Seite der Öffnung unmittelbar unterhalb des Fahnenteils der negativen Elektrode der Batterie G, wurden geschmolzen und zerstört. Sogar in der 3C₁₀A Entladung wurde der Gitterkörper der Speicherbatterie E nicht geschmolzen und zerstört, allerdings besaß die Speicherbatterie E eine kleinere, aktive Materialmasse als diejenige der Batterie A unter Verwendung des Gitterkörpers der Erfindung, was demzufolge eine kleine Entladungskapazität (Entladungsdauer) bei jeder Rate zeigte.
Um die Differenz zwischen dem Gitterkörper, verwendet in Verbindung mit der Batterie G, die den Gitterkörper geschmolzen und zerstört besaß, und dem Gitterkörper der vorliegenden Erfindung zu erhalten, wurde ein Gitterkörper, der Öffnungen besaß; verschoben niedriger als ein Schnittpunkt 19 am nächsten zu einem Fahnenteil 8 unter Maschenschnittpunkten in Kontakt mit einem Nichtstreck-Abschnitt, wie es in 17B dargestellt ist, und ein Gitterkörper, der Öffnungen besaß, verschoben exakt so wie bei dem Gitterkörper in 17B und mit einem Maschenschnittpunkt positioniert an der Seite der Öffnung am nächsten zu einem Fahnenteil, wie dies in 17C dargestellt ist, hergestellt. Diese Batterien wurden in einer ähnlichen Art und Weise zu derjenigen hergestellt, die vorstehend beschrieben ist, und eine 3C₁₀A Entladung wurde ausgeführt. Der Gitterkörper der negativen Elektrode der Form in 17B wurde nicht geschmolzen und zerstört, allerdings war der Teil 20 an der Seite der Öffnung am nächsten zu dem Fahnenteil des Gitterkörpers in 17C geschmolzen und zerstört.
Unter Berücksichtigung der Größe eines Stroms, der pro Querschnittsflächenbereich des Gitterkörpers fließt, ist eine Möglichkeit vorhanden, dass der Maschenschnittpunkt 19 am nächsten zu dem Fahnenteil geschmolzen und zerstört werden kann. Allerdings wird, unter Berücksichtigung eines elektrischen Pfads mit dem niedrigeren Teil als der geschmolzene und zerstörte Punkt, davon ausgegangen, dass der Effekt in Bezug auf die Entladungs-Charakteristik klein insbesondere in einer Batterie ist, die groß in der Höhenrichtung ist, verglichen mit dem Fall, bei dem der Teil 20 in dem Nichtstreck-Abschnitt geschmolzen ist und zerstört ist. Dann wurde der Gitterkörper der Erfindung als eine positive Elektrode verwendet, und der Gitterkörper der Erfindung (11), wo der Schnittpunkt 19 am nächsten zu dem Fahnenteil 9 unter den Maschenschnittpunkten in Kontakt mit dem Nichtstreck-Abschnitt lag, wurde zuvor geschnitten, und der Vergleichsgitterkörper (17C), wobei der Teil 20 auf der Seite des Streck-Abschnitts an der Seite der Öffnung am nächsten zu dem Fahnenteil zuvor geschnitten wurde, wurde als negative Elektrode verwendet, um zwei Typen von Batterien herzustellen, und ein 1C₁₀A Entladungstest wurde durchgeführt. Tabelle 3 listet eine Entladungsdauer auf. Das Testergebnis zeigt, das dann, wenn der Maschenschnittpunkt 19 nahe zu dem Fahnenteil in einer Entladung unter hoher Rate geschmolzen und zerstört wird, eine Entladungsfunktion weniger verschlechtert wird als dann, wenn der Gitterkörper der Erfindung verwendet wird. Tabelle 3 1C₁₀A Entladungtest-Ergebnis
Um Gitterkörper aufeinanderfolgend von einer gestreckten Tafel zu bilden, um Fahnenteile zu bilden, ändert sich die Position des Maschenschnittpunkts 19 am nächsten zu dem Fahnenteil in Abhängigkeit von der Schnittposition des oberen Endes des Streck-Abschnitts wie in den 17B und 17C. Demzufolge ist es, um zu verhindern, dass der Gitterkörper in einer Entladung unter hoher Rate geschmolzen und zerstört wird, erwünscht, dass eine Öffnung nicht an der Seite eines Maschenschnittpunkts am nächsten zu dem Fahnenteil existiert. Für diesen Zweck ist vorgesehen, keine Öffnung zumindest innerhalb der Dimension 18 der Maschenhauptachse von dem oberen Ende des Streck-Abschnitts aus zu platzieren.
Demzufolge wurde herausgefunden, dass die Speicherbatterie A, die den Gitterkörper der vorliegenden Erfindung verwendet, eine ausgezeichnete Entladungsfunktion unter sowohl einer niedrigen Rate als auch einer hohen Rate besitzt. Batterien (A bis G), vorgesehen neben dem vorstehend beschriebenen Entladungsratentest, wurden einem 0,2 C₁₀A Entladungstest unterworfen, wobei dann ein 0,1C₁₀A Konstantstrom-Überladungstest ausgeführt wurde. Der Überladungstest wurde bei einer Testtemperatur von 60°C für sechzig Tage durchgeführt, dann wurde ein 0,2C₁₀A Entladungstest durchgeführt. Darauffolgend wurden die Speicherbatterien zerlegt und der Korrosionsszustand des Gitterkörpers jeder positiven Elektrode wurde geprüft. 18 stellt die Kapazitätstestergebnisse vor und nach dem Überladungstest dar und die 19 bis 22 stellen die Umrisslinien der positiven Platten dar. 19 zeigt eine Zeichnung, um den Umriss einer positiven Platte von Batterien A und G vor und nach einem Überladungstest zu zeigen. 20 zeigt eine Zeichnung, um die Umrisslinie einer positiven Platte von Batterien B, C und D vor und nach einem Überladungstest darzustellen. 21 zeigt eine Zeichnung, um die Umrißlinien einer positiven Platte einer Batterie E vor und nach einem Überladungstest darzustellen. 22 zeigt eine Zeichnung, um die Umrißlinie einer positiven Platte einer Batterie F vor und nach einem Überladungstest darzustellen.
Die Kapazitäten der Batterien B, C und D nach dem Überladungstest verringerten sich stark und die Kapazität der Batterie F verringerte sich stark am nächsten zu solchen der Batterien B,C und D. Die Kapazitäten der Batterien A, E und G verringerten sich gering verglichen mit solchen vor dem Überladungstest; die Kapazitäten der Speicherbatterien A und G, die jeweils eine große Menge einer aktiven Materialmasse besaßen, waren auch größer als diejenige der Batterie E nach dem Test. Wie in den 19 bis 22 dargestellt ist, die die Umrisslinien 21 positiver Platten vor dem Überladungstest mit Umrisslinie 22 nach dem Test vergleichen, ist der Deformationsgrad der positiven Platte jeder der Speicherbatterien B, C, D und F (20 und 22) größer als derjenige jeder der Speicherbatterien A, E und G (19 und 21), und es wird davon ausgegangen, dass der Deformationsgrad einen Einfluss auf die Verringerung der Kapazität hat. Das bedeutet, dass davon ausgegangen wird, dass die Kapazität beibehalten wird, da die positive Platte weniger deformiert wird, wenn der Gitterkörper der Erfindung als die positive Platte verwendet wird.
Deshalb wurde herausgefunden, dass der Gitterkörper der Erfindung ein Gitterkörper ist, der ausgezeichnet in sowohl der Entladungsfunktion als auch der Lebensdauerfunktion ist.
Zweite Ausführungsform:
In der ersten Ausführungsform wurde herausgefunden, dass der Gitterkörper der Erfindung eine ausgezeichnete Entladungsfunktion und Lebensdauerfunktion besitzt. Ein Beispiel eines Verfahrens zum tatsächlichen Herstellen von Elektrodenplatten aufeinanderfolgt wird diskutiert. 24 stellt eine Folge von Schritten dar.
Um eine gestreckte Elektrodenplatte, dargestellt in 10, herzustellen, wurde eine gewalzte Tafel einer Blei-Kalzium-Zinn-Legierung, 2 mm dick und 130 mm breit, zu beiden Seiten gestreckt, wobei ein Nichtstreck-Abschnitt in der Mitte durch eine Streckmaschine vom Reziprokations-Typ belassen wurde. Als nächstes wurden Öffnungen gestanzt, um die Form, dargestellt in 9, zu erzielen. Wenn die gestreckte Tafel nicht in der Längenrichtung geschnitten ist, können Elektrodenplatten, jeweils zwei zu einem Zeitpunkt, herausgenommen werden; Paraffin, als ein Trennmittel eines aktiven Materials, wurde nur auf einen Teil 8^` entsprechend eines Fahnenteils der Elektrodenplatte einer Serie von Elektrodenplatten aufgebracht. Die Tafel wurde durch eine Pastenaufbringungsmaschine 5 hindurchgeführt, um eine Paste 6 aus aktivem Material in die volle Fläche der Tafel einzufüllen. Bei dem Pastenaufbringungsprozess wurde Klebepapier (pasting paper) auf die hintere Oberfläche der gestreckten Tafel aufgebracht und ein Walzpressen wurde durchgeführt, um das Klebepapier in einen innigen Kontakt mit dem aktiven Material zu bringen. Nach der Pastenaufbringung wurde die gestreckte Tafel in vorbestimmten Dimensionen geschnitten, um den Zustand herzustellen, der in 23 dargestellt ist. Die Dimensionen der Elektrodenplatte waren 140 mm breit und 400 mm hoch, 15 mm in der Fahnenteil-Breite und 30 mm in der Fahnenteil-Höhe. Die geschnittene Elektrodenplatte wurde durch einen Schnelltrocknungsofen 23 (24) hindurchgeführt und wurde bei 200°C für 1 Minute getrocknet, wodurch nur die Oberfläche der Elektrodenplatte getrocknet wurde. Nachdem die Elektrodenplatte durch den Schnelltrocknungsofen hindurchgeführt war, war der Fahnenteil der Elektrodenplatte parallel zu der Laufrichtung. Dann wurde die Elektrodenplatte, deren Oberfläche getrocknet war, um 90 Grad durch eine Drehmaschine 24 gedreht, was das Fahnenteil der Elektrodenplatte senkrecht zu der Laufrichtung der Elektrodenplatte ausrichtete. Darauffolgend wurde das Fahnenteil durch eine Drehbürste (Schleifmaschine 25) zum Entfernen des niedergeschlagenen, aktiven Materials geschliffen. Die Schleifzeit des Fahnenteils durch die Schleifmaschine wurde für ein Testen geändert. Das aktive Material an einem Fahnenteil 8^` der Elektrodenplatte, auf das Paraffin vor einer Pastenaufbringung aufgebracht wurde, kann vollständig in ungefähr einem Drittel der Zeit entfernt werden, die zum Entfernen des aktiven Materials auf einem Fahnenteil 8 einer Elektrodenplatte erforderlich ist, bei der keine Behandlung aufgebracht wurde, und ein Metallschimmer wurde beobachtet. Zusätzlich zu Paraffin wurden auch Fett und Vaseline zum Testen verwendet, und ähnliche Ergebnisse wurden erzielt. Vor einer Pastenaufbringung wurde ein Trennmittel auf den Fahnenteil aufgebracht, wodurch die Entfernungszeit für das aktive Material verkürzt werden kann und das Risiko einer Verdünnung des Fahnenteils durch Schleifen verringert werden kann.
Der Zweck eines Drehens der Elektrodenplatte um 90 Grad vor einem Hindurchführen davon durch die Schleifmaschine 25 ist derjenige, die Fahnenteile der Elektrodenplatte relativ zu der Schleifmaschine auszurichten und nur die Fahnenteile darauffolgend so zu schleifen, dass das aktive Material in anderen Bereichen nicht entfernt wird. Indem dies so vorgenommen wird, kann das aktive Material auf den Fahnenteilen einfach und vollständig entfernt werden.
25 stellt einen Zustand dar, bei dem das aktive Material auf dem Fahnenteil entfernt wurde. Dann wurde die Elektrodenplatte bei 50°C für zwei Tage gehärtet. Die nachgehärtete Elektrodenplatte und ein Separator wurden so kombiniert, um eine 2V-1000Ah Batterie mit einem normalen Verfahren zusammenzubauen. Bei dem Montageprozess brachte die Schweißbarkeit des Fahnenteils kein Problem mit sich und die Verarbeitbarkeit ähnlich zu derjenigen von herkömmlichen Gegenständen wurde beobachtet. Dritte Ausführungsform: In der Folge der Herstellschritte für die Elektrodenplatte, beschrieben in der zweiten Ausführungsform, wurde die Zeitabstimmung beim Entfernen des aktiven Materials auf dem Fahnenteil der Elektrodenplatte unter Verwendung des Gitterkörpers der Erfindung studiert. Die Entfernungszeiten für das aktive Material, aufgelistet nachfolgend, sind möglich, und demzufolge wurde ein Experiment unter diesen Zeitfolgen durchgeführt. Bevor ein aktives Material in eine Streck-Platte pastenmäßig hineingebracht wurde, wurde Paraffin auf den Teil aufgebracht, der ein Fahnenteil wird, und zwar als ein Trennmittel.

1) Unmittelbar nach einem Füllen, 2) nach Hindurchführen durch einen Schnelltrocknungsofen, 3) nach Abschluss eines Härtens und 4) unmittelbar vor einer Montage.

Die Ergebnisse sind wie folgt:

1) Unmittelbar nach einer Pastenaufbringung: das aktive Material war weich, eine sich drehende Bürste einer Schleifmaschine wurde mit dem aktiven Material verstopft, und es wurde schwer, das aktive Material mit der Zeit zu entfernen.
2) Nach Hindurchführen durch einen Schnelltrockungsofen: das aktive Material wurde hart verglichen mit demjenigen unmittelbar nach der Pastenaufbringung, und kann leicht entfernt werden, ohne dass es in der sich drehenden Bürste der Schleifmaschine eingefangen wird.
3) Nach Abschließen einer Härtung: das aktive Material war hart und es benötigte zweimal die Zeit beim Entfernen des aktiven Materials; zusätzlich schälten sich auch nicht beabsichtigte Teile, andere als das Fahnenteil, zusammen ab.
4) Vor einer Montage: ähnliches Ergebnis wie dasjenige in 3) nach Abschließen eines Härtens.

Anhand der Ergebnisse wurde festgestellt, dass die geeignete Zeitabstimmung beim Entfernen des aktiven Materials auf dem Fahnenteil der Elektrodenplatte vor einem Härten, nach Hindurchführen durch einen Schnelltrocknungsofen, in dem nur die Oberfläche der Elektrodenplatte getrocknet wird, liegt.
In der Beschreibung der Ausführungsformen wird das Fahnenteil, platziert an dem Rand des Gitterkörpers, als ein Beispiel genommen. Allerdings wurde festgestellt, dass die Entladungsfunktion einer Batterie, die einen Gitterkörper verwendet, der einen Streck-Abschnitt auf beiden Seiten eines Nichtstreck-Abschnitts, ausgebildet mit einem Fahnenteil und Öffnungen (26), besitzt, weiter erhöht wird (zum Beispiel 1C₁₀A Entladungsdauer wird um ungefähr 10% erhöht), obwohl der Gitterkörper nur einer zu einem Zeitpunkt herausgenommen werden kann, wenn die gestreckte Tafel in der Längenrichtung geschnitten wird, um Gitterkörper zu erhalten.
Wie durch die Beschreibung hinweg beschrieben ist, schafft, um einen gestreckten Gitterkörper für eine Bleisäurebatterie zu verwenden, insbesondere für eine groß dimensionierte Batterie, die eine Elektrodenplatte verwendet, die eine große Höhendimension besitzt, die Erfindung einen gestreckten Gitterkörper, der ausgezeichnet in der Produktivität, der Spannungs-Charakteristik und der Lebensdauer-Charakteristik ist, und ein Verfahren zum effektiven Herstellen einer Elektrodenplatte von dem Gitterkörper.

Claims

Bleibatterie-Elektrodenplatten, die mit einem Verfahren hergestellt wird, das die folgenden Schritte umfasst: aufeinanderfolgendes Zuführen einer Blei- oder Bleilegierungs-Tafel; Belassen eines Teils in der Nähe der Mitte der Tafel als Nichtstreck-Abschnitt (4) und Strecken beider Seiten wie Netz, um einen Gitterkörper auszubilden; Einfüllen von Paste (6) aus aktivem Material in den Gitterkörper; und Schneiden des Gitterkörpers auf vorgegebene Abmessungen, wobei der Nichtstreck-Abschnitt einen Stromkollektorteil der Elektrodenplatte entlang eines Streckteils in einer Oben-Unten-Richtung der Elektrodenplatte bildet; ein Teil (11) des Nichtstreck-Abschnitts (4) über der Position eines oberen Randes des geschnittenen Streck-Abschnitts als ein Stromkollektor-Fahnenteil (11) vorsteht; und, wenn der Stromkollektor-Fahnenteil (11) oben angeordnet wird, die Streckrichtung die Breitenrichtung der Elektrodenplatte ist, dadurch gekennzeichnet, dass: eine oder mehrere Öffnungen (13) in einem Teil des Nichtstreck-Abschnitts (4) hergestellt werden; und die Öffnungen (13) nicht in dem Stromkollektor-Fahnenteil (11) oder in einem bestimmten Abschnitt (17) des Nichtstreck-Abschnitts (4) unterhalb der Position des oberen Randes des geschnittenen Streck-Abschnitts hergestellt werden, und die Abmessungen des bestimmten Abschnitts (17) den Netz-Hauptachsenabmessungen (18) des Streck-Abschnitts entsprechen oder größer sind als diese.
Verfahren zum Herstellen einer Bleibatterie-Elektrodenplatte, das die folgenden Schritte umfasst: aufeinanderfolgendes Zuführen einer Blei- oder Bleilegierungs-Tafel; Belassen eines Abschnitts in der Nähe der Mitte der Tafel als einen Nichtstreck-Abschnitt (4) und Strecken beider Seiten wie Netz, um einen Gitterkörper auszubil den, so dass der Nichtstreck-Abschnitt (4) einen Stromkollektorteil der Elektrodenplatte entlang einer Streckung in einer Oben-Unten-Richtung der Elektrodenplatte bildet; Einfüllen von Paste (6) aus aktivem Material in den Gitterkörper, und Schneiden des Gitterkörpers auf vorgegebene Abmessungen; wobei ein Teil (11) des Nichtstreck-Abschnitts (4) über die Position eines oberen Randes des geschnittenen Streck-Abschnitts als ein Stromkollektor-Fahnenteil (11) vorsteht; und, wenn der Stromkollektor-Fahnenteil (11) oben angeordnet wird, die Streckrichtung die Breitenrichtung der Elektrodenplatte ist, gekennzeichnet durch: das Herstellen einer oder mehrerer Öffnungen (13) in einem Teil des Nichtstreck-Abschnitts (4), wobei die Öffnungen (13) nicht in dem Stromkollektor-Fahnenteil (11 oder in einem bestimmten Abschnitt (17) des Nichtstreck-Abschnitts (4) unterhalb der Position des oberen Randes des geschnittenen Streck-Abschnitts hergestellt werden und die Abmessungen des bestimmten Abschnitts (17) den Netz-Hauptachsenabmessungen (18) des Streck-Abschnitts entsprechen oder größer sind als diese.
Verfahren zum Herstellen einer Bleibatterie-Elektrodenplatte nach Anspruch 2, das des Weiteren den Schritt des teilweisen Entfernens des aktiven Materials an einem Abschnitt, der dem Stromkollektor-Fahnenteil (11) entspricht, nach dem Einstrei chen eines aktiven Materials (6) in die gesamte Fläche, die den Nichtstreck-Abschnitt (4) des Gitterkörpers enthält, umfasst, um eine Metalloberfläche freizulegen.
Verfahren zum Herstellen einer Bleibatterie-Elektrodenplatte nach Anspruch 3, wobei der Schritt des teilweisen Entfernens des aktiven Materials (6) an einem Abschnitt, der dem Stromkollektor-Fahnenteil (11) entspricht, nach dem Trocknen einer Oberfläche der Elektrodenplatte und vor einem Aushärtschritt durchgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Bleibatterie-Elektrodenplatte nach Anspruch 3; das des Weiteren die Schritte des Trennens von Elektrodenplatten und des anschließenden Drehens der Elektrodenplatten um 90° und danach des teilweisen Entfernens des aktiven Materials nach dem aufeinanderfolgenden Streichen des aktiven Materials (6) in die Gitterkörper, die wie ein Band verknüpft sind, umfasst.
Verfahren zum Herstellen einer Bleibatterie-Elektrodenplatte nach Anspruch 3, das des Weiteren den folgenden Schritt umfasst: Auftragen eines Trennmittels auf den Abschnitt, an dem das aktive Material nach dem Einstreichen entfernt werden soll, vor dem Einstreichen des aktiven Materials (6).
Verfahren zum Herstellen einer Bleibatterie-Elektrodenplatte nach Anspruch 2, wobei, nachdem der Gitterkörper auf vorgegebene Abmessungen geschnitten ist, Paste (6) aus aktivem Material in die gesamte Fläche eingestrichen wird, die den Nichtstreck-Abschnitt (4) einschließt.