TW299507B

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Publication number: TW299507B
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Authority: TW
Original assignee: Wirtz Mfg Co
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 1997-03-01
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Description

經濟部中央標準局員工消费合作社印製 299507 at _B7___ 五、發明説明（1 ) 本發明係關於鉛一酸電池組，尤指此等電池組所用濤造栅格，以及鑄造栅格之連續製造方法和裝置。背景鉛一酸電池組在使用時，正極板的鉛栅格受到的腐蝕和生長，遠甚於負極板的栅格。使用時，正極板的鉛會腐蝕或冲蝕而消失，減少並最後終止電池組的使用壽命或壽命週期。使用時，正極板的鉛栅格亦生長、膨脹或延伸’ 尤其是長度和高度，達原有長度和高度的5 %至15 %之譜。此擧有造成正極栅格板穿透其隔板或包封的傾向，以致相隣負極板短路或接地。此項生長也有限制正極栅格的接綫設計或式樣之傾向，因爲對角接綫較長，故有較大的絕對增加長度，因而穿透隔板及短路的傾向較大。典型上，鉛電池組栅格製法有：⑴連續鑄造連結板’ 具有複數的相連栅格，隨後加以隔離，⑵在鐵或鋼鑄造常用的水冷式模具內，彎合成型或鑄造個別栅格或二栅格之嵌板，或⑶利用金屬擴張法。已知在正極板利用連續鑄造栅格時，較彎合成型和擴張金屬栅格，受到更大生長和大幅增加腐蝕，由SAE J-240壽命週期試驗測得，使用壽命只約彎合成型和擴張金屬栅格的一半至三分之一。因此，在鉛一酸電池組的許多用途，諸如汽車電池組，連續鑄造栅格不能令人滿意用做正極電池組板或電極。但由於降低生產和組合成本，在許多汽車電池組的負極板或電極，可利用連續鑄造的鉛栅格。所以，迄今已開發出各種方法和設備，並商業化利用本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装· 訂經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) 來連續製作鑄造負極栅格和電池組板。典型上，以複數栅格鑄造成連續鉛條或連結板，可以洗淨去除成型化合物和潤滑劑，在進一步處理前，常加以盤捲以供檢驗和儲存。隨後，解捲連結板，通過連續塗膏機，切成個別塗膏栅格或板，通過乾燥烘箱，除去膏上的過多水份，利用堆疊機把個別板疊成堆，供隨後處理和組合成鉛酸電池組的負極板。適用的連續鑄造機載於美國專利4509381，4415016 ，45 34 404和4544014號。適用塗膏機載於美國專利 4606383號，適用的切削設備載於美國專利4543863和 4583437號，而適用堆疊機載於美國專利497321S號。發明之槪述電池組正極栅格是由鉛連續鑄造，然後減截面厚度並延長，以改變鉛的微結構，以供增進抗腐蝕性及正極栅格所需的其他性能。正極栅格剛鑄成的厚度，減到至少Μ或 2:1，最好是約％或4:1，亦可減少約％或8:1，以製成較連續鑄造微結構尺寸更小更均勻的所需微結構，及其他所需性能，包含提高鉛老化硬化後的抗拉強度。電池組負極栅格由鉛連續鑄造，然後減截面厚度並延長，提高較輕負極栅格所需的終極抗拉強度。負極栅格剛鑄成的厚度減 .至約1.5:1至2.8:1範圍，以製成負極栅格老化硬化所需性能。正極和負極栅格的製法最好是連續鑄造複數正極或負極栅格的長形連結板，最好洗淨連結板去除成型化合物，再令連結板通過一對或多對壓縮滾輪的夾縫，以減少連結 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装· 訂經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明（3 ) 板的厚度。連結板的厚度常在24小時內減少，以12小時內爲宜，4小時內爲佳，而以連續鑄造、洗淨或清理後立刻進行更佳。此項厚度減薄，亦大爲提高連結板和栅格接綫平行於連結板的行進方向延伸而通過諸滾輪之長度，以及實質增加栅格接綫横越連結板通過滾輪行進方向延伸的寬度。減薄完成後，連結板經塗膏，最好切成濕式塗膏栅格或板，經乾燥除去水份，並至少開始將膏熟化，最好在乾燥烘箱內加溫進行，常常疊成堆，以供隨後組合成鉛酸電池組的正極和負極板或電極。本發明目的、特點、優點，在於提供連續鑄造電池組正極栅格，使用上大爲改進抗腐蝕性並重大減少生長，並提供連續鑄造的正極和負極栅格，可實質上提高抗拉強度，加長使用壽命，減少短路和過早故障，需鉛較少，容易製成各種接綫形態，改善公差和尺寸控制，廢料少，品質改良，生產率提高，由自動生產方法和設備容易製造，且穩定、堅固、耐久、可靠、設計較爲簡單，生產和組合經濟。圖式簡單說明本發明上述及其他目的、特點和優點，由較佳具體例、最佳模式、所附申請專利範圍以及附圖之詳述，即可明白。附圖中：圖1爲利用本發明方法製作本發明正極或負極栅格和板之生產綫平面圖；圖2爲圖1生產綫之側視圖；〜3 〜本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） --------^八策------訂-----ΤΛ' .·. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 圖3爲槪略取自圖2綫3 — 3的部份斷面圖，表示生產綫上壓縮滾輪座之一；圖4爲生產綫連續鑄成正極栅格胚材連結板之部份平面圖；圖5爲槪略取自圖4綫5 — 5的斷面圖，表示橫越連結板延伸的栅格接綫和框接綫之截面形態；圖6爲在連結板縱向延伸的正極栅格接綫和框接綫之部份斷面圖；圖7爲正極栅格在其栅格胚材厚度經滾壓減薄且在連結板縱向延伸後，並從連結板切斷後之平面圖，以供表示未塗膏之情形；圖8爲槪略取自圖7綫8 — 8的部份斷面圖，表示正極栅格橫向框接綫和栅格接綫之截面；圖9爲槪略取自圖7綫9 一 9的部份斷面圖，表示正極栅格縱向框接綫和栅格接綫之截面；圖10爲習用連續鑄造鉛電池組正極栅格之微結構照片; 圖11爲利用本發明方法所製成本發明連續鑄造鉛電池組正極栅格之微結構照片；圖12爲由生產綫連續鑄成負極栅格胚材之連結板部份平面圖；圖13爲負極栅格在其栅格胚材厚度經滾壓減薄且在連結板縱向延伸後，並從連結板切斷後之平面圖，以供表示未塗膏之情形；圖W爲槪略取自圖12綫14 一 14之斷面圖，表示橫越連本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 策. 訂經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（5 ) 結板延伸的栅格接綫和框接綫之截面形態；圖15爲取自圖12綫15 — 15之部份斷面圖，表示在連結板縱向延伸的栅格接綫和框接綫；圖16爲取自圖13綫16 — 16之部份斷面圖，表示負極栅格橫向框接綫和栅格接綫之斷面；圖17爲取自圖13綫17 — 17之部份斷面圖，表示負極栅格縱向框接綫和栅格接綫之斷面；圖18爲習用連續鑄造鉛電池組負極栅格的微結構照片; 圖19爲由本發明方法所製成本發明連續鑄造鉛電池組正極栅格的微結構照片；圖20爲由本發明方法所製成本發明栅格所組成鉛一酸電池組之部份斷面圖。詳細說明圖1和圖2表示利用本發明方法製作本發明電池組正極栅格22 (圖7 )和負極栅格422 (圖13)以及電池組件或電極之生產綫20。在生產綫上，複數相連接續的栅格胚材26 (圖4 )之連結板24，是由融態鉛組成物利用連續鑄造機28連續鑄造，並在清洗機30內清理除去成型化合物。運動中的連結板24利用一系列壓縮滾輪機32，34，36，38 ，按行進方向減小截面和拉長，在捲曲機40捲在滾筒或捲軸上，以供檢驗、搬運和進一步處理前的儲存。連結板在解捲機42內從捲軸解捲，通過連續塗膏機44 ’將電池組膏施加於連結板，並通過裁切機46，由連結板切成個別塗膏栅格或板。個別塗膏板接續通過乾燥烘箱48 ’從膏除去水〜5〜本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 袈. 訂一 A7 B7 五、發明説明（6 ) 份，並通過疊堆機50，把個別板定着成堆或疊52，取去進一步處理，做爲電池組之板或電極裝配於鉛一酸電池組內。濤造機鑄造機28以連續方式鑄造鉛的連結板24，具有複數接續的栅格胚材26。在鑄造機28內，融態鉛經弧形段支承於滾筒周面的蹄片64內之細孔62，在超大氣壓力下供至轉動中圓筒形滾筒60的模腔。在滾筒60周面機製栅格式樣，形成模腔，鉛在其中前進超過向滾筒開口的細孔62時’快速凝固。凝固的連結板24從轉動滾筒脫落，最好通過水浴66 ，快速退火冷却，並經導輥68下方。連結板典型上以每分鐘約50至200直綫呎的速率連續鑄造。適用的連續鑄造機載於美國專利 4415016 , 4509581 , 4534404 和 4544014 號，其內容列此參玫，不再詳述。清洗機經濟部中央標準局員工消費合作社印製 c請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在清洗機30內，運動中的連結板通過利用電動馬達82 以同樣表面速度共同轉動的一對滾輪8〇的夾縫’略呈水平通過噴灑密室84。爲了從連結板24洗掉成型化合物、潤滑劑等，由噴頭86把水或清潔液加壓噴在移動通過攤位的連結板上。典型上是在攤位底部收集水或清潔液’經過濾或處理以除去汚染物，再利用適用泵88再循環通過噴頭86 ° 滾輪80是利用軸承軸頸轉動，軸承容納在設於支持機架92 上的承載座90內，典型上具有調節機構94，以調節滾輪間的夾輪高度或最小間隙，使其牢牢摩擦結合連結板，加以驅動或推進。本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS > A4規格（210X297公釐） A7 299507 B7 五、發明説明（7 ) 滾輪座按照本發明方法，在各接續滾輪座32，34，36，38內 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，連結板24的截面厚度減薄，且沿行進方向拉長。由於各滾輪座的構造和配置根本上相同，故只對第一滾輪座32詳述如下。經濟部中央標準局員工消費合作社印製如圖2和圖3所述，各座有一對壓縮滾輪1〇〇和102 ，在容納於承載塊104，106的軸承內軸頸轉動，座機架 116上安裝板114所固定的直立端板112之凹溝110，有嵌條108滑動自如地容納其內。滾輪間的夾縫或最小直立間隙，可以頂高螺釘118調節，有容納在支承塊件106的凹部或槽孔122內的頭部120，以及穿過支承塊件104容納在相輔螺孔126內的螺幹124。手輪128固定於頂高螺釘的另一端，可用手轉動。爲驅動連結板通過滾輪夾縫，利用電動馬達130藉定時皮帶132以及安裝在馬達驅動軸 138和滾輪傳動軸140上的相輔鑲齒滑輪134，136，驅動下滾輪102。上滾輪100則利用滾輪傳動軸144上所安裝齒輪142驅動，該傳動軸144是利用安裝在滾輪傳動軸 140上的相輔齒輪146驅動。馬達130最好是變速電動馬達，以便利適當周緣表面速度驅動下滾輪102，將連結板 24加料通過壓縮滾輪的夾縫。各座32 — 38的表面速度不同，因爲連結板毎次減小厚度，即沿連結板行進方向拉長，因而在各接續座內，需以更高的周緣表面速度驅動滾輪。在各座內，滾輪1〇〇和102是以連結板進座實質上同等的一定周緣表面速度驅動。上滾輪1〇〇是利用下滾輪102 ，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（8 ) 藉一對齒輪142和146驅動。捲曲機如圖1和圖2所示，運動中連結板從最後滾輪座38出現後，即進入捲曲機40。減薄的連結板2W越過導輥150，在捲軸154上成卷，捲軸1 54是容納一對心軸156上，心軸156是由固定在捲曲機基部160上的一對直立端板158 所帶。捲軸154是利用變速電動馬達162轉動，轉速隨卷 152直徑加大而遞減，在減薄連結板2W從最後滾輪座38出來時，即加以捲取。解捲機解捲機42的構造基本上與捲曲機40相同，減薄連結板成卷170捲在捲軸154，捲軸1δ4容納在解捲機內的心軸156上。把連結板2V加料至塗膏機44時，利用變速馬達 172轉動捲軸，將成卷1 70解捲。爲了將連結板2W以實質上一定的表面綫速供應至塗膏機44，在成卷1 70解捲，因而直徑減小時，馬達172即提高捲軸轉速。典型上，連結板捲曲機40和解捲機42用於生產綫，可獨立於塗膏、切削、乾燥和疊堆步驟之外，進行鑄造、清洗和滾軋步驟。使生產操作有更大的彈性，可容易配合減薄連結板2W從最後滾輪座38出現時的綫速（1〇〇至250直綫呎/分鐘），相對於供應至塗膏機甚慢的速度（典型上爲50 — 200直綫呎/分鐘）之差異。可在減薄連結板進一步處理之前，加以檢驗、儲存，和必要時老化硬化。部份生產綫可以修理或保養，而其他部份生產，而不需生產〜8〜本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 的部份可以空轉。塗膏機減薄連結板在通過塗膏機44時，施加電化學活性膏。連結扳接綫間的隙縫或開口空間，均塡滿膏，最好連結板是「過份塗脊」，使接綫完全被膏包圍埋沒，膏向外伸出連結板頂面和底面之外，厚度比連結板的厚度爲大。典型上，塗膏機在頂部和底部暴露的育面施用紙條，以防膏粘於設備，並便利塗膏連結板24"的下游搬運和處理。連結板連續塗膏之適用機器，載於美國專利4606383號，其內容列入參玫，因此，塗脊機44即不進一步詳述。裁切機塗膏的連結板24"利用動力輸送帶180推進裁切機46內，把塗膏的連結板24"切成個別的塗膏板。裁切機有適當的同步電路，使連結板可經橫越框接綫延伸的双倍寬度之中心切開，如圖7所示，製成一塗膏板栅格22的尾框接綫 182，以及緊接塗膏板栅格22的前框接綫184。把連續連結板切成接續個別電池組板的適用機器，以及適當同步電路，載於美國專利4583437和4543863號’ 其內容於此列入參玫，不再詳述。乾燥烘箱個別塗膏板22承受在輸送帶1 90上，運送通過瞬間乾燥珙箱48 ^接續相隣板22間最好有間隙或空間，以減少板相碰損壞之虞，輸送帶190驅動的綫速，較個別板22從裁切機46出來的綫速要快。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（10 ) 爲便利塗脊板之進一步搬運和處理，烘箱48最好只乾燥或除去膏面外層或皮層的水份，使皮層暫時強化和凝固，而膏的中心部仍然較軟且較靱，保有實質水份。在許多處理用途方面，此瞬間乾燥並無絕對必要，因此在應用上，此烘箱可有可無。典型上，爲直接火燃燒瓦斯的對流烘箱，可爲習用構造，因此不需詳述。堆疊機從烘箱48出來的個別板，利用進來的輸送帶1 92推進到堆疊機構50內。在堆疊機內，以高速率移動的接續個別塗高正極板194，連續堆在疊堆機52上’各具有複數重疊的板。板堆移去，隨後裝配成鉛一酸電池組內的正極板或電極。適當的電池組板堆疊機載於美國專利4 973218號，其內容於此列入參玫，因此，堆叠機50不再詳述。正極栅格按照本發明，當鑄造連結板24的厚度減至少70%，或約3½比1，最好約75 %或4比1 ’即可達成連續鑄造正極栅格之所需性能。若厚度減到約90 %，或10比1，達成稍遜但仍然令人滿意的性能。爲達成最滿意的結果，連續鑄造正極栅格減薄後的最後厚度，需不大於0.022吋，以不大於0.020吋爲佳。使用大爲減薄的正極栅格，可重大節省鉛和膏。當鑄成的厚度藉連結板通過壓縮滾輪的夾縫而減薄時，滾輪有滑動的決定性傾向，若厚度嘗試減薄超過約45 %至50%時，連結板不以均勻或實質上一定的速度進料。爲免滾輪滑溜，每次通過一對滾輪時，厚度最大減〜10〜本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -s r A7 B7 五、發明説明（11 ) 薄不超過約35 %。所以，爲達成總體減薄比約4比1，鑄成的連結板最好至少通過四次減薄，最好接續通過四對滾輪。例如，鑄成的連續鑄造連結板厚度爲0.080吋，減薄 4比1 ，至最後厚度0.020吋，則第一和第二次減薄各爲 0.0 20吋，而第三和第四次各爲0.010吋。這四次減薄，可藉連結板通過接續滾輪座32，34，36，38，把連結板厚度分別減至0.060，0.040，0.030，0.020吋達成之。每次厚度減薄，連結板長度即沿滾軋方向或連結板縱向增長。厚度減4比1 ，連結板總長度在滾軋方向增加約 2比1至2,5比1。滾軋減連結板的厚度，對其横向寬度影响不大，通常增加1 %以下。鑄成的連結板在滾軋之前老化，會影响到連結板被滾軋減薄時之比率，尤其是長度增加的均勻性。若鑄成的連結板在滾軋前已老化36小時以上，則長度增加較大而且較多變化。通常鑄成的連結板是在連續鑄造後24小時內，宜在4小時內，更好是在30分鐘內，而最好是在15分鐘內，應滾軋減小其厚度。經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 凡是連結板的厚度減薄應在冷作條件下進行，高峯金屬溫度在35 °F至180 °F範圍，以50 °F至80 °F爲佳。連結板厚度減薄所適用滾輪，直徑至少2.5吋，可由硬化和硏磨工具鋼製成，表面修整約15 — 20微吋，而周緣表面硬度約羅氏硬度C64 — 65。連續鑄造和滾軋的正極栅格，可由含約〇·〇6 %至0.07 %鈣和約1.3 %至1.7 %錫的鉛合金製成。連續鑄造時，和在厚度減薄以前，此鉛合金的連結板和栅格具有大而隨〜11〜本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 299507 at B7 五、發明説明（l2 ) 機，且是非均勻粒的微結構，如圖10所示，在室溫老化硬化30天後的抗拉強度約6000至6δ00 psi ，用做鉛酸電池祖內的正極板之栅格時，有較差的抗腐蝕性和重大生長。反之，連續鑄造連結板和栅格的厚度利用本發明方法冷作減薄80%或4:1比率者，具有更小且更均勻粒的微結構，基本上平行於連結板滾軋時變形和移動方向定向和對準，如圖11所示。此合金由本方法所製成連結板和栅格，在完全老化硬化後，可大爲提高抗拉強度約1〇, 300至11，000 psi ，在鉛一酸電池組內用做正極板栅格時，大爲改善抗腐蝕性並減少生長。此鉛合金由本方法製成的連結板和栅格，在室溫完全老化硬化後，亦具有最大破裂強度，比此合金連續濤造的連結板和栅格在室溫老化至少30天之破裂強度劇增。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 由圖4和圖7比較可見，若此鉛合金的連結板24連續鑄成的栅格胚材26厚度0.080吋，按照本方法以4:1減至厚度0.020吋時，在滾軋縱向拉長2.2:1，而總寬度實際上不變。由圖5和圖8比較可知，横向框接綫200，20(Γ 和横向內部接綫202，202^的平均寬度截面，增加約2.53 :1，而截面積基本上不變。在圖5中表示二相隣栅格胚材 26的橫向框接綫200全截面，而在圖8中只顯示此橫向接綫截面之半，因爲栅格22由連結板24"切開時，框接綫20(Γ 即沿其軸綫切半，由連結板接綫20(^形成一前框接綫184 和一尾框接綫182。如圖6和圖9比較所示，縱向框接綫 204，20W和內部縱向接綫206，206'的平均寬度截面增〜12〜本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7_ 五、發明説明（13 ) 加約1.45:1，截面積減少約0.57 : 1 ° 負極栅格本發明連續鑄造負極栅格的生產，基本上利用上述製造正極栅格的同樣製法達成，惟其不同點如下。連續鑄造的負極栅格所需性能，是由鑄成連結板24厚度減薄至少50 %，或約2 : 1，最好約60 %或2.5 : 1所達成。雖然微結構粒開始對準，要到鑄成的連結板減薄到接近66%或3:1時，才發生令人滿意的結果。若鑄成的連結板厚度減薄超過約3:1，則鉛的粒徑開始減少，鑄成鉛材的密度增加’而終極抗拉強度降低。負極栅格不需提高密度’因爲負極電池組板所用鑄造連結板厚度減薄的主要優點，是要達成較強的冷作栅格，有較高的抗拉強度，可得較薄因而較輕的負極栅格，而仍能維持充分強度和剛度，以供隨後搬運、塗膏、處理、組合成鉛一酸電池組。連續鑄造負極栅格減薄後的最後厚度，需不超過〇.〇22吋，以不大於〇.〇2〇吋爲佳，在許多厚度裡以約0.010吋最好。使爲大爲減薄的負極栅格，可重大節省鉛和膏。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一如正極栅格製法，經任何滾輪組使厚度減薄，最好是最多不超過約35 %。所以，爲達成總體減薄比約2.5:1 或約60%，最好令鑄成的連結板至少二通，且最好通過至少二組接續滾輪減薄。例如，若鑄成的連續連結板厚度爲 0.025吋，減薄2.5:1至最後厚度0.010吋，則第一次減薄最好約0.009吋，第二次約0.006吋，所需總共減薄 0.015吋，致最後厚度爲0.010吋。〜13〜本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS > A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（14 ) 一如正極栅格製法，在每次厚度減薄時，連結板長度均沿連結板滾軋方向加大。以減薄約2.5:1的負極栅格而言，連結板在滾軋方向增加長度約1.55:1。因此，鑄成的負極栅格胚材之長度和厚度，與鑄成的連結板正極栅格胚材不同，使處理後的負極栅格總長度和寬度，與處理後的正極栅格實質上相同。鑄成的連結體在滾軋之前老化，對連結體長度增加比率，特別是均勻性有影响。因此，鑄成的連結板負極，需在連續濤造後24小時內，最好在15分鐘內，滾軋減薄其厚度。負極連結板的冷作法溫度範圍，亦與正極連結板範圍相同，以約50 °F至80 T爲佳。由於鉛一酸電池內負極板暴露於最小腐蝕，即不必增進負極栅格的腐蝕特性，且基本上不相干，故不必改變合金的微結構。又由於在冷作過程中，鉛合金的微結構會變化，鉛材料的密度開始增加，超出減薄比3.5:1，終極抗拉強度下降。負極栅格極不需要提高材料密度，因爲鑄成連結板的厚度減薄最大益處是提高材料的抗拉強度，可得更薄因而更輕的電池組負極栅格。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 鑄成連結板經冷作減薄2:1，可得同等強度、剛度和耐久性的負極栅格，而比單純連續鑄成並老化硬化至少三十天的負極栅格輕和薄約20%至25 %，厚度減薄2.5:1 ，可得同等負極，却比單純連續鑄成而老化硬的負極栅格輕和薄25 %至30 %。鑄成的負極連結板利用冷作，在抗拉強度上的改進，提供較薄和較輕的負極栅格，所製成電池組 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 £7_ 五、發明説明（15 ) 負極板，較單純連續鑄成的負極栅格爲廉，因此在鉛和電池組資兩方面都可節省成本。連續鑄造和滾軋的負極栅格，可由本發明正極栅格製造用的材料類似之鉛合金製成。然而，以負極栅格而言，製法在室溫完全老化硬化後的終極抗拉強度約10250至 1060 0 psi 。由此負極栅格製法所製成鉛合金的連結板和栅格，在室溫完全老化硬化後亦具有最大破裂強度。比單純連續鑄造且在室溫老化30天的此合金連結板和栅格破裂強度劇增。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 由圖12和圖13相較可見，若此鉛合金連續鑄成的連結板424之負極栅格胚材426，按照此法由厚度0.040吋減薄2.2:1，至約0.018吋，連結板即在滾軋縱向加長1.4 :1，而總寬度實質上不變。由圖14和圖16比較可見，橫向框接綫44〇，44(Γ和横向內部接綫以2 ,442'的平均寬度截面增加約1.85:1，而截面積增加約1.24 :1。如圖14所示，爲二相隣負極栅格胚材4 26的横向框接綫440全截面，而圖16只表示此橫向接綫截面之半，因爲栅格422從連結板424切開時，框接綫44(Γ即沿其軸綫切半，由連結板框綫44(Γ切成一前框接綫454和一尾框接綫456。由圖15和圖17相較可見，縱向框接綫444 ,44，和縱向內部接綫 446，446'的平均寬度增加約1.55:1，而截面積約1.04:1。由圖18和圖19比較可見，在典型的鑄成負極栅格胚材與本發明冷作負極栅格胚材之間，微結構粒徑無重大改變，其鑄成胚材厚度減薄2:1，而顆粒轉而朝滾軋方向對準。〜15〜本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） A7 B7_____ 五、發明説明（丨6 ) 鉛一酸電池組本發明栅格和板具體例之鉛一酸電池組5〇〇，如圖20 所示。電池組200具有長方形外売502和頂蓋5〇4，由聚丙烯等材料構成。壳內有許多一體成型的電池組內電池隔板506，形成許多分隔的電池組內電池井508。所述外壳構造僅供說明之用，可以採取多種形態和構造，不悖本發明範圍和精神。電池510是設在売502內電池隔板506間的各井508 內。電池510有一組前述構成的正極板512，和一組前述構成的負極板514。電池的正、負極板512，514按正、負極板輪流順序，組合成板系列。由微孔性電氣絕緣材料構成的隔壁516，設於各正、負極板間，以防不同極性的板接觸，因此防止電池組50 0內任何特定電池510短路。隔壁516有時呈圖式包封形狀，各正極板512或負極板 514置於其內。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 如圖20所示，有一對鉛板帶520，522，分別連接各板頂部形成的舌片524 (見圖7和圖13)，而將系列內同樣極性板連接。因此，各電池510有正極帶520和負極帶 522，設在板系列的頂上。爲了將各電池串聯在一起，將鉛製的電池間連接器526設在各電池510間，以便串聯相隣電池的正極板帶520和負極板帶522。分別將第一電池的正極帶5 20接至電池組正極鉛柱5 30，而最後電池的負極帶522接至電池組負極鉛柱532，形成鉛一酸電池的正極和負極接端。硫酸稀溶液充滿大部份剩餘空間，至各井〜16〜本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 299507 五、發明説明（Π ) 5〇8內所需水準，係各電池510內進行化學反應所必要的電解質。汽車型電池組等典型電池組，有六個電池，各產生約 2伏特電能的電性，因而形成典型上12伏特之電池組，如圖20所示。具有按照本發明構成板之電池組，重量比前案電池組爲輕，可以改善電池組壽命，其中正極板改善了抗腐触性。 -IJ.A.------訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims

經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 ι· 一種鉛一酸電池組正極板所用正極栅格之製法，包括將融態鉛連續鑄成長形連結板，具有實質上均勻厚度的複數接續栅格胚材，和複數隔開的接綫，相連接的接綫間具有間隙；將連續鑄成連結板的栅格胚材冷作，使鑄成連結板的厚度減薄至少3:1 ;從冷作後的連結板切開正極栅格，提供的正極栅格用於鉛一酸電池組內之正極板時，可實質上提高抗腐蝕性，而在老化硬化三十天後，較連續鑄成的栅格提高抗拉強度者。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中冷作和厚度減薄後的正極栅格具有的微結構，與連續鑄成的連結板相較，平均粒徑較小而粒結構更爲均勻者。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中連續鑄成的連結板在冷作時，把鑄成連結板的厚度減薄3.5:1至10:1範圍者。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中連續鑄成的連結板在冷作時，把鑄成連結板的厚度減薄3.5:1至5:1範圍者。 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中又包括把連續鑄成的連結板冷作，以提高濤成連結板的縱向長度至少 2:1 者。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中又包括把連續鑄成的連結板冷作，以提高鑄成連結板的縱向長度約2:1 至1 . 5 : 1範圍者。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中連續鑄成的連〜18〜本紙張尺度逋用中國國家橾率（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍結板冷作製成的正極栅格，在室溫完全老化硬化後，抗拉強度至少9000 psi者。 8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中連續鑄成的連結板冷作製成的正極栅格，在室溫完全老化硬化後，抗拉強度至少10,000 psi者。 9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中連續鑄成的連結板冷作是發生在高峯金屬溫度約35 T至180卞範圍者。 10_如申請專利範圍第1項之方法，其中連續鑄成的連結板冷作是發生在高峯金屬溫度約50卞至90 °F範圍者。 11.如申請專利範圍第1項之方法，其中將鑄成連結板厚度冷作減薄至少3:1，是發生在連結板連續鑄造24小時內者。 12如申請專利範圍第1項之方法，其中將鑄成連結板厚度冷作減薄至少3:1，是發生在連結板連續鑄造4小時內者。 13.如申請專利範圍第1項之方法，其中將鑄成連結板厚度冷作減薄至少3:1，是發生在連結板連續鑄造％小時內者。經濟部中央標準局員工消費合作社印製 —^1· am 1^1 ^^^1 In ^^^1 . ^^^1 nn n l V J. -J 4 、1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) R如申請專利範圍第1項之方法，其中將鑄成連結板厚度冷作減薄至少3:1，是發生在連結板連續鑄造％小時內者。 15.如申請專利範圍第1項之方法，其中又包括對連結板施加電化學活性膏，在連結板冷作後，至少實質上用膏塡滿間隙者。 19 本紙張尺度適用中國鬮家標準（CNS > A4规格（210X297公釐）經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 16. 如申請專利範圍第1項之方法，其中又包括對連結板施加電化學活性膏，在鑄成連結板冷作後，至少實質上用膏塡滿連結板之間隙，並從塗膏連結板切開正極栅格，以提供鉛一酸電池組用正極板者。 17. 如申請專利範圍第1項之万法，其中連續鑄成連結板之厚度經冷作溆薄，包括令鑄成連結板通過至少一對壓縮滾輪的夾縫，將連結板之厚度減薄者。 18. 如申請專利範圍第1項之方法，其中連續鑄成連結板之厚度經冷作減薄，包括令連結板Serratum依序通過各至少三對壓縮滾輪的夾縫，在通過每對滾輪夾縫時，使連結板的厚度減薄者。 19. 如申請專利範圍第18項之方法，其中鑄成連結板在通過各對滾輪夾縫時，連結板厚度減薄不超過約40%者。 20. —種鉛一酸電池的正極板用之正極栅格，包括融態鉛連續鑄成的栅格，做爲連結板之一部份，具有實質上均勻厚度，以及複數相連之接綫，其間有間隙，而栅格經冷作，使鑄成栅格的厚度減薄至少3:1，提供鉛一酸電池耝正極板用之連續鑄成正極栅格，在老化硬化三十天後，實質上提高抗腐蝕性並提高抗拉強度者。 21. 如申請專利範圍第20項之正極栅格，其中冷作和厚度減薄後的正極栅格之微結構，較連續鑄成連結板之栅格，粒徑實質上較小而粒結構較均勻者。 22如申請專利範圍第20項之正極栅格，其中濤成栅格之厚度減薄3.5:1至10: 1範圍者〇〜20〜本紙張尺度逋用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 _ 六、申請專利範圍 23·如申請專利範圍第20項之正極栅格，其中鑄成栅格之厚度減薄3.5:1至5:1範圍者。 24. 如申請專利範圍第20項之正極栅格，其中又包括經冷作之栅格，增加鑄成栅格的縱向長度至少2:1者。 25. 如申請專利範圍第20項之正極栅格，其中冷作後正極栅格在室溫老化硬化後，抗拉強度至少9000 psi者。 26. 如申請專利範圍第20項之正極栅格，其中栅格在連續鑄造後24小時內，經冷作將栅格厚度減薄者。 27. 如申請專利範圍第20項之正極栅格，其中又包括對減薄栅格施加電化學活性膏，使膏至少實質上塡滿間隙者。 2& —種鉛一酸電池組的負極栅格之製法，包括將融態鉛連續鑄成長形連結板，具有實質上均勻厚度的複數接續栅格胚材，和複數隔開的接綫，其間具有間隙；將連續鑄成的連結板冷作，使鑄成連結板的栅格胚材厚度減薄約 1.5:1至2.8:1的範圍；從冷作後的連結板切開負極栅格，提供的負極栅格在老化硬化至少三十天後，較連續鑄成栅格提高抗拉強度者。 29. 如申請專利範圍第28項之方法，其中連續鑄成連結板在冷作時，把鑄成連結板的厚度減薄2:1至2.5:1範圍者。 30. 如申請專利範圍第28項之方法，其中又包括將連續鑄成連結板冷作，以提高鑄成連結板的縱向長度至多1.8 :1者。 31. 如申請專利範圍第28項之方法，其中又包括將連續 21 本^張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 穴、申請專利範圍鑄成連結板冷作，以提高鑄成連結板的縱向長度約1.1:1 至1.8:1範圍者。 32.如申請專利範圍第28項之方法，其中連續鑄成連結板的冷作，製成負極栅格，在室溫完全老化硬化後，終極抗拉強度至少10,000 psi者。 33·如申請專利範圍第28項之方法，其中連續鑄成連結板的冷作’製成負極栅格，在室溫完全老化硬化後，終極抗拉強度至少1〇,5〇〇 psi者。 34. 如申請專利範圍第28項之方法，其中連續鑄成的連結板冷作是發生在商峯金屬溫度約35卞至180 °F範圍者。 35. 如申請專利範圍第28項之方法，其中連續鑄成的連結板冷作是發生在高峯金屬溫度約50卞至9〇卞範圍者。 3d如申請專利範圍第28項之方法，其中將鑄成連結板的厚度經冷作減薄，是在連結板連續鑄造後24小時內發生者。 37.如申請專利範圍第28項之方法，其中將鑄成連結板的厚度經冷作減薄，是在連結板連續鑄造後4小時內發生者。 3&如申請專利範圍第28項之方法，其中將鑄成連結板的厚度經冷作減薄，是在連結板連續鑄造後％小時內發生 39.如申請專利範圍第28項之方法，其中將鑄成連結板的厚度經冷作減薄，是在連結板連_鑄造後％小時內發生者。 *^, 22 〜本紙張尺度逋用中國國家梯準（CNS > A4規格（21〇Χ297公釐） --- — ϋ I I---不-----—訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 六、申請專利範圍 401如申請專利範圍第28項之方法，其中又包括對連結板施加電化學活性膏，在連結板冷作後，至少實質上用膏塡滿間隙者。 41. 如申請專利範圍第28項之方法，其中又包括對連結板施加電化學活性膏，在鑄成連結板冷作後，至少實質上用膏塡滿連結板之間隙，並從塗膏連結板切開負極栅格，以提供鉛一酸電池組用負極板者。 42. 如申請專利範圍第28項之方法，其中連續鑄成連結板之厚度經冷作減薄，包括令鑄成連結板通過至少一對壓縮滾輪的夾縫，將連結板之厚度減薄者。 43. 如申請專利範圍第28項之方法，其中連續鑄成連結板之厚度經冷作減薄，包括令連結板Serratum依序通過各至少三對壓縮滾輪的夾縫，在通過每對滾輪夾縫時，使連結板的厚度減薄者。 44. 如申請專利範圍第28項之方法，其中鑄成連結板在通過各對滾輪夾縫時，連結板厚度減薄不超過約40%者。經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 45. —種鉛一酸電池的負極板用之負極栅格，包括融態鉛連續鑄成的栅格胚材，做爲連結板之一部份，具有實質上均勻厚度，以及複數相連之接綫，其間有間隙，而栅格胚材經冷作，使鑄成的栅格胚材厚度減薄約1.5:1至2.8 :1，以提供連續鑄造的負極栅格，在室溫完全老化硬化後，提高抗拉強度者。 46. 如申請專利範圍第45項之負極栅格，其中鑄成栅格的厚度減薄2:1至2.5:1者。 ~1 23 〜本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 七、申請專利範圍 47. 如申請專利範圍第45項之負極栅格’其中又包括經冷作的栅格，以提高鑄成栅格之縱向長度至多h8:1者。 48. 如申請專利範圍第45項之負極栅格’其中冷作過的負極栅格，於冷作後在室溫完全老化硬化後’終極抗拉強度至少10,300 psi者。 49. 如申請專利範圍第45項之負極栅格’其中栅格是連續鑄造24小時內，經冷作將栅格厚度減薄者。 5〇.如申請專利範圍第45項之負極栅格，其中又包括對減薄的栅格施加電化學活性脊，到至少用膏實質上塡滿間隙者。經濟部中央標準局負工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 51. —種鉛一酸電池組，包括外壳，在該外壳內分隔的電池，各電池包括一系列的正極板和負極板，設在不同極性相隣板間之絕緣隔壁’施加於該板之活性膏’將各該正極板結合在一起並連接至電池組正極接端之正極連接器，和將各該負極板結合在一起並連接至電池組負極接端之負極連接器，該正極板包括融態鉛連續鑄成的正極栅格，做爲連結板的一部份，具有實質上均勻厚度，以及複數相連的接綫，其間有間隙，而栅格經冷作，使鑄成的栅格厚度減薄至少3:1，提供連續鑄成的正極栅格，在完全老化硬化後，實質上提高抗腐蝕性並提高終極抗拉強度者。 52如申請專利範圍第51項之鉛一酸電池組，其中冷作和厚度減薄後的正極栅格之微結構，較連續鑄成連結板之栅格，粒徑實質上較小而粒結構較均勻者。 53.如申請專利範圍第51項之鉛一酸電池組，其中該禱 24 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍成正極栅格的厚度減薄3·5:1至10:1範圍者。 54. 如申請專利範圍第51項之鉛一酸電池組，其中該鑄成正極栅格的厚度減薄3.5:1至5:1範圍者。 55. 如申請專利範圍第51項之鉛一酸電池組，其中又包括該正極栅格經冷作，以提高該鑄成栅格的縱向長度至少 2:1 者。 5d如申請專利範圍第Μ項之鉛一酸電池組，其中該冷作正極栅格在完全老化硬化後，抗拉強度至少9000 psi者。 57.如申請專利範圍第51項之鉛一酸電池組，其中該正極栅格是在連續鑄造24小時內，經冷作將栅格厚度減薄者。經濟部中央標準局員工消費合作社印製

5&—種鉛一酸電池組，包括外壳，在該外壳內分隔的電池，各電池包括一系列的正極板和負極板，設在不同極性相隣板間之絕緣隔壁，施加於該板之活性膏，將各該正極板結合在一起並連接至電池組正極接端之正極連接器，和將各該負極板結合在一起並連接至電池組負極接端之負極連接器，該負極板包括融態鉛連續鑄成的正極栅格，做爲連結板的一部份，具有實質上均勻厚度，以及複數相連的接綫，其間有間隙，經冷作使鑄成的栅格厚度減薄約 1.5:1至2.8:1，使連續鑄成的負極栅格，在老化硬化後提高抗拉強度者。 59.如申請專利範圍成負極栅格的厚度減薄5:1範圍者。 6Q如申請專利範圍第58項之鉛一酸電池組，其中又包括該負極栅格經冷作，以提高該鑄成栅格的縱向長度至少〜25〜 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 鉛一酸電池組，其中該鑄本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A8 2Q9507 1 六、申請專利範圍 1. 1 :1 者 ° 61. 如申請專利範圍第58項之鉛一酸電池組，其中該冷作過的負極栅格，在室溫完全老化硬化後，抗拉強度至少 10,000 psi 者0 62. 如申請專利範圍第58項之鉛一酸電池祖，其中該負極栅格在連續鑄造後24小時內經冷作後，將該栅格厚度減薄者。經濟部中央標準局負工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 63. —種鉛一酸電池組，包括外壳，在該外壳內分隔的電池，各電池包括一系列的正極板和負極板，設在不同極性相隣板間之絕緣隔壁，施加於該板之活性脊，將各該正極板結合在一起並連接至電池組正極接端之正極連接器，和將各該負極板結合在一起並連接至電池組負極接端之負極連接器，該正極板包括融態鉛連續鑄成的正極栅格，做爲連結板的一部份，具有實質上均勻厚度，以及複數相連的接綫，其間有間隙，經冷作使鑄成的栅格厚度減薄至少 3:1，提供連續鑄成的正極栅格，在完全老化硬化後，實質上提高抗腐蝕性並提高抗拉強度，而該負極板包括融態鉛連續鑄成的負極栅格，做爲連結板的一部份，具有實質上均勻厚度，以及複數相連的接綫，其間有間隙，經冷作使鑄成的栅格厚度減薄約1.5:1至2.8:1，使連續鑄成的負極栅格，在老化硬化後提高抗拉強度者。 64. 如申請專利範圍第1項之製法，其中冷作和厚度減薄後之正極栅格，厚度不超過約0.0 22吋者。 65. 如申請專利範圍第1項之製法，其中冷作和厚度減〜26〜本紙張尺度14用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐〉經濟部中央標準局員工消费合作社印製 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍薄後之正極栅格，厚度不超過約0.0 20吋者。 6ά如申請專利範圍第20項之正極栅格，其中冷作和厚度減薄後之正極栅格，厚度不超過約0.0 22吋者。 67.如申請專利範圍第20項之正極栅格，其中冷作和厚度減薄後之正極栅格，厚度不超過約0.020吋者。 6&如申請專利範圍第28項之方法，其中冷作和厚度減薄後之負極栅格，厚度不超過約〇·〇22吋者。 69. 如申請專利範圍第28項之方法，其中冷作和厚度減薄後之負極栅格，厚度不超過約0.020吋者。 70. 如申請專利範圍第28項之方法，其中冷作和厚度減薄後之負極栅格，厚度不超過約0.010吋者。 71. 如申請專利範圍第45項之負極栅格，其中冷作和厚度減薄後之負極栅格，厚度不超過約0.022吋者。 72如申請專利範圍第45項之負極栅格，其中冷作和厚度減薄後之負極栅格，厚度不超過約0.020吋者。 73·如申請專利範圍第45項之負極栅格，其中冷作和厚度減薄後之負極栅格，厚度不超過約0.010吋者。 74. 如申請專利範圍第51項之鉛一酸電池組，其中冷作和厚度減薄後之正極栅格，厚度不超過約0.022吋者。 75. 如申請專利範圍第58項之鉛一酸電池組，其中冷作和厚度減薄後之負極栅格，厚度不超過約0.022吋者。 76. 如申請專利範圍第63項之鉛一酸電池組，其中冷作和厚度減薄後的正極和負極栅格，厚度各不超過約〇·〇22 时者。〜27〜本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐) " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)