WO2013104249A1

WO2013104249A1 - 一种高铅离子能极板及其电池

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Publication number: WO2013104249A1
Application number: PCT/CN2012/087333
Authority: WO
Inventors: 林子进; 伊晓波
Original assignee: Lin Zijin
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-12-24
Publication date: 2013-07-18

Abstract

一种高铅离子能极板及其电池。该高铅离子能极板包括导电板和紧密抵靠在该导电板一侧用绝缘材料制成的板栅，板栅上设有通孔，通孔内设有与导电板相接触的蓄电池用活性物质。该高铅离子能电池包括内部具有腔体的壳体、设置于腔体内的电池内芯和电解液以及内端分别与电池内芯连接的正极柱和负极柱，电池内芯包括正极板和负极板，正极柱和负极柱的外端均伸出壳体，壳体上还设置有进气件，进气件能连通上述腔体与壳体外侧。上述活性物质能与电解液充分反应，反应效率高，极板和电池的使用寿命长。

Description

一种高铅离子能极板及其电池技术领域

本发明属于蓄电池技术领域，涉及一种铅酸蓄电池极板，尤其涉及一种高铅离子能极板及其电池。背景技术

现有蓄电池壳体中的极板一般包括采用导电材料制成的呈栅栏状的板栅、铅膏以及与板栅连接的金属极耳，其中，铅膏填涂于板栅的表面以及板栅上的通孔中后经淋酸、固化等工艺处理形成可进行氧化还原反应的活性物质，而金属极耳则通过汇流排与蓄电池的正极柱或负极柱相连接。当蓄电池连接于电路中使用时，栅栏状的板栅通电，填涂于板栅上的活性物质通过电解质进行反应，实现充电或放电。这种极板统治了铅酸蓄电池上百年的历史，且此板栅经多次的修改，到目前已相当成熟。

然而，现有的上述极板在使用时仍存在一些问题： 1、极板的板栅呈栅栏状，当通电时，电流自板栅上流过，而板栅上的通孔中的活性物质处因电阻较大，流经的电流较小，则该处的活性物质的反应利用率较低；2、因极板在填涂活性物质时需要进行淋酸、固化等工艺的处理，所以现有极板的板栅无法使用充放电效果最好的铅制成，只能采用强度相对较高的铅合金，然而，铅合金极板一旦进行深放电，正极板栅的合金元素就会释放出来，直接影响电池寿命及容量，所以其使用寿命也极其短，一般在 200〜300 次左右。

电池是一种能将化学能转化为电能进行储存且在适当的时候予以释放的电气化学设备，而蓄电池就是电池中的一种，当其在放电到一定程度后，经过充电又能复原续用，目前被广泛使用于 ¾ ^ ^

各个领域。但是，蓄电池的电压等级较低，在使用时往往需要将多个蓄电池串联使用，如使用普通的外接方式，则存在使用安全性与稳定性不高的问题。

针对以上问题，人们设计了一种内连接方形塑壳蓄电池，并申请了中国专利，【其申请号为： 200910043206. 1 ; 其公开号为： CN101587965A ],该蓄电池包括内部通过塑料隔板隔开至少两个内芯室的方形塑料壳体以及由矩形极板叠片组装而成的单体电池内芯，单体电池内芯分别设置于上述内芯室内且内芯室内注入电解液，而电池内芯中正负极板之间还叠放有一隔板。单体电池内芯的正极极耳和负极极耳分别位于该单体电池内芯的相对两侧，且相邻的两个单体电池内芯可通过密封连接于塑料隔板上的密封导电连接器在塑料壳体内完成串联，保证了电池串联的安全性与稳定性。

但是，该蓄电池仍存在一些不足：

1、该蓄电池在使用过程中因极板上的孔隙较小，电解液张力较大，内芯室内的压力较低，导致电解液无法深入极板中，其与极板上的活性物质之间的反应仅仅停留在极板表面，反应效率较低，进而导致电池的能量密度（wh/kg ) 偏小。

2、该蓄电池虽然通过将正极极耳以及负极极耳分别设置于单体电池内芯的两侧来使极板上的电流分布更加均匀，提高了反应率，但其极耳均为板状，整体质量也较大，导致电池的能量密度虽有提升，但很有限。

3、蓄电池在放电时，其负极的金属铅会被氧化为硫酸铅，其正极的二氧化铅也被还原为硫酸铅，蓄电池充电时则反之，即在蓄电池的充放电过程中，极板上物质的体积会发生变化，当体积变大时会导致电池内芯发生膨胀形变，而体积恢复时则需要靠电池内芯中隔板的弹性来进行恢复，但隔板弹力有限，当蓄电池长期使用时，容易使得电池内芯形变后无法恢复，进而导致电池内 ¾ ^ ^

芯中的部分极板因正负极板的距离较大而无法有效反应，造成蓄电池容量衰减的情况。

4、为保证电池内芯膨胀时，正负极板之间不会发生短路，现有蓄电池的隔板往往较厚，从而导致蓄电池的内阻较大，能量密度偏小。发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种高铅离子能极板及其电池，该极板具有活性物质反应率高且使用寿命长的特点，该电池具有能量密度大且使用寿命长的特点。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种高铅离子能极板，包括呈板状的本体以及连接于本体上的用于与蓄电池的正极柱或负极柱相连接的极耳，其特征在于，所述的本体包括一呈板状的导电板以及紧密抵靠于该导电板一侧的板栅，所述的板栅上沿与导电板相垂直的方向开设有若干个通孔，所述的通孔内设有与上述导电板相接触的蓄电池用的活性物质，该活性物质能在蓄电池放电时通过化学反应产生电能且在充电时恢复为原组分物质，上述板栅采用绝缘材料制成，上述极耳与导电板相连接且两者均采用导电材料制成。

本高铅离子能极板包括导电板以及紧密抵靠于导电板一侧的板栅，其中，板栅用于填涂活性物质，因其无需导电而采用绝缘材料制成，自中华人民共和国国家标准蓄电池名词术语（GB 2900.71—88 ) 的定义中可知，该应用于蓄电池极板中的活性物质为当蓄电池放电时通过化学反应产生电能，而在充电时又恢复为原组分的极板物质。因导电板整体呈板状，当其通过极耳连接至蓄电池的正极柱或负极柱处进行通电使用时，导电板上流过的电流较为均匀，而紧密抵靠于导电板一侧的板栅上的与导电板相接触的活性物质则可得到充分利用，大大提高了蓄电池中的活性物 ¾ ^ ^

质的利用率，该利用率可高达 70%以上。

在上述的一种高铅离子能极板中，所述的导电板采用铅制成。因导电板无需填涂活性物质，即其无需经过淋酸、固化等工艺，所以，导电板可采用充放电性能最佳的铅材料制成。

作为另一种情况，在上述的一种高铅离子能极板中，所述的导电板采用铅合金制成。在将极板改为上述结构而大大提高蓄电池内活性物质的利用率后，导电板也可采用铅合金或其他导电金属制成，虽其充放电的性能与铅制成的导电板不同，但同样能实现活性物质的高利用率。

在上述的一种高铅离子能极板中，所述的板栅采用塑料制成。塑料制成的板栅不仅满足填涂活性物质时的工艺需求，其重量与成本也较低。

在上述的一种高铅离子能极板中，所述的通孔呈圆形或正多边形，且各个通孔均匀分布于上述板栅上。通孔处用于填充活性物质，所以其形状可为圆形、三角形、矩形、菱形等各种形状。

在上述的一种高铅离子能极板中，所述的通孔呈正方形且纵横排列地均匀分布于板栅上。通孔呈正方形且纵横排列地分布可使各个通孔所占用的面积更大以填充更多的活性物质。

在上述的一种高铅离子能极板中，所述的极耳呈片状且连接于导电板的一端，该极耳与导电板连为一体。片状的极耳所占用的空间较小，可将若干个正极板与负极板的极耳设于电池内芯的同一侧且交错开来以便通过汇流排将正极板和负极板分别连接到蓄电池的正极柱和负极柱处。

作为另一种情况，在上述的一种高铅离子能极板中，所述的极耳呈板状且连接于导电板的一端，该极耳与导电板连为一体。板状的极耳与导电板采用相同材料制成且两者等宽，正极板与负极板的极耳可设置于相对的两侧，再分别通过一汇流排连接至正极柱和负极柱处。 ¾ ^ ^

在上述的一种高铅离子能极板中，所述的活性物质由铅膏为原料制成的。将铅膏填涂于板栅的表面及通孔中后，通过淋酸、固化及化成的工艺即可形成活性物质。

一种高铅离子能电池，包括内部具有腔体的壳体、设置于腔体内的电池内芯和电解液以及内端分别与上述电池内芯连接的正极柱和负极柱，所述的正极柱和负极柱的外端均伸出壳体，其特征在于，所述的壳体上还设置有进气件，所述的进气件能连通上述腔体与壳体外侧。

本高铅离子能电池在生产完成并进行初次充电后，开启壳体上的进气件以连通腔体和壳体外侧，通过进气件可向壳体内注入气体（空气、惰性气体、二氧化碳等不能直接参与蓄电池化学反应的气体），增大壳体内的气压，缓解电解液的张力，使电解液能深入到电池内芯中去，进行更全面的反应，提高蓄电池的能量密度。

在上述的高铅离子能电池中，所述的腔体内电池内芯处还设置有一能在电池内芯发生形变后使其恢复的弹性件。通过弹性件可在电池内芯发生形变时将其恢复到初始状态，避免出现因正极板与负极板之间距离过大而无法完全参与反应的情况出现。

在上述的高铅离子能电池中，所述的弹性件包括数个套设于上述电池内芯上的呈环状的弹性件一。环状的弹性件一作用于电池内芯上发生形变的侧部，使其在形变后能恢复到初始状态，同理，这里的弹性件一也可采用单一的筒状结构，并根据需要在筒状本体上开设相应的槽或孔。

在上述的高铅离子能电池中，所述的弹性件包括设置于上述电池内芯上发生形变的侧面处的弹性件二，所述的弹性件二的一端与上述电池内芯的侧面相抵触，另一端与上述壳体的内壁相抵触。

在上述的高铅离子能电池中，所述的电池内芯还包括设置于 ¾ ^ ^

其外侧的采用绝缘材料制成的固定件。通过设置于电池内芯外侧的固定件可在电池内芯膨胀及收缩时保证其平整不变形。

在上述的高铅离子能电池中，所述的电池内芯呈方形，包括依次交替叠放的若干块负极板与正极板，相邻的正极板与负极板之间还设有一采用绝缘材料制成的隔板，所述的正极板与负极板的一端还分别具有一极耳，且正极板的极耳与负极板的极耳分设上述电池内芯的两侧，所述的若干块正极板的极耳和负极板的极耳分别通过一条状的汇流排连接到上述正极柱与负极柱处。

在上述的高铅离子能电池中，所述的若干块正极板的极耳相互对应设置，所述的若干块负极板的极耳相互对应设置，且正极板的极耳位置与负极板的极耳位置为交错设置。正极板与负极板上的极耳位置分别对应设置可减少用于连接其的汇流排的大小，而正极板与负极板的极耳交错设置，即设置于电池内芯的两对角可使极板上的电流分布得更加均匀。

在上述的高铅离子能电池中，所述的壳体上还设置有能在其内部腔体中气压大于特定值时开启的安全阀。电池内芯处发生化学反应时会释放出气体，当气压过大时，通过开启安全阀可将多余的气体放出，当气压回复到临界值以下时，安全阀关闭。

在上述的高铅离子能电池中，所述的腔体包括数个相互独立的次级腔体，各个次级腔体中均设置有一电池内芯，且对应各个次级腔体的壳体上还各设置有一进气件与安全阀。因单体电池内芯的电压等级较低，本高铅离子能电池中设置多个电池内芯，各个电池内芯可在壳体内或外部串联以方便用户的使用。

在上述的高铅离子能电池中，所述的壳体包括一主体以及密封连接于主体上侧的盖体，所述的进气件和安全阀均设置于上述盖体上。

在上述的高铅离子能电池中，所述的正极板与负极板均包括导电板栅以及涂填在导电板栅上的活性物质，所述的导电板栅包 ¾ ^ ^

括呈 "井" 字型连接的若干筋条，沿上述正极板与负极板的极耳设置方向的筋条的截面直径大于另一方向的筋条直径。沿正极板与负极板的极耳设置方向的筋条较粗可减少两者之间的电阻，从而减少蓄电池的内阻。

在上述的高铅离子能电池中，所述的活性物质由铅膏为原料制成的。将铅膏填涂于板栅的表面及通孔中后，通过淋酸、固化及化成的工艺即可形成活性物质。

在上述的高铅离子能电池中，所述的正极板所使用的铅膏为正极铅膏。

在上述的高铅离子能电池中，所述的负极板所使用的铅膏为负极铅膏。

在上述的高铅离子能电池中，所述的正极板与负极板均包括呈板状的本体，所述的本体包括一呈板状的导电板以及紧密抵靠于该导电板一侧的板栅，所述的板栅上沿与导电板相垂直的方向开设有若干个通孔，所述的通孔内设有与上述导电板相接触的蓄电池用的活性物质，该活性物质能在蓄电池放电时通过化学反应产生电能且在充电时恢复为原组分物质，上述板栅采用绝缘材料制成，上述极耳与导电板相连接且两者均采用导电材料制成。

在上述的高铅离子能电池中，所述的导电板采用铅制成。因导电板无需填涂活性物质，即其无需经过淋酸、固化等工艺，所以，导电板可采用充放电性能最佳的铅材料制成。

在上述的高铅离子能电池中，所述的导电板采用铅合金制成。在将极板改为上述结构而大大提高蓄电池内活性物质的利用率后，导电板也可采用铅合金或其他导电金属制成，虽其充放电的性能与铅制成的导电板不同，但同样能实现活性物质的高利用率。

在上述的高铅离子能电池中，所述的板栅采用塑料制成。塑料制成的板栅不仅满足填涂活性物质时的工艺需求，其重量与成本也较低。 ¾ ^ ^

在上述的高铅离子能电池中，所述的通孔呈圆形或正多边形，且各个通孔均匀分布于上述板栅上。通孔处用于填充活性物质，所以其形状可为圆形、三角形、矩形、菱形等各种形状。

在上述的高铅离子能电池中，所述的通孔呈正方形且纵横排列地均匀分布于板栅上。通孔呈正方形且纵横排列地分布可使各个通孔所占用的面积更大以填充更多的活性物质。

在上述的高铅离子能电池中，所述的极耳呈片状且连接于导电板的一端，该极耳与导电板连为一体。片状的极耳所占用的空间较小，可将若干个正极板与负极板的极耳设于电池内芯的同一侧且交错开来以便通过汇流排将正极板和负极板分别连接到蓄电池的正极柱和负极柱处。相对于现有技术中将极耳设计成板状以作为极板的一部分，本高铅离子能电池将极耳设计为体积与质量较小的片状，进一歩提高了电池的能量密度（wh/kg )。

在上述的高铅离子能电池中，所述的极耳呈板状且连接于导电板的一端，该极耳与导电板连为一体。

与现有技术相比，本高铅离子能极板及其电池具有以下优点：

1、本高铅离子能极板中利用导电板进行通电，利用设置于导电板一侧的板栅来填涂活性物质，使得极板在通电后，导电板上的电流分布较为均匀，而设置于板栅上的活性物质与导电板接触，使其能得到充分的利用，活性物质的利用率得到了大幅度的提高。

2、导电板因无需填涂活性物质，不必限制于填涂活性物质时 ¾ ^ ^

的工艺要求，选用充放电性能最好的铅材料，可使其 DOD 100%深放电循环使用寿命达 2000次以上，大大提高了其使用寿命。

3、根据上述导电板以及设置于导电板一侧板栅的结构，可对导电板和板栅进行相应地组合，以应用于双极性蓄电池中，应用范围较广。

4、通过设置于电池壳体上的进气件可在电池生产完成后向壳体内充气，提升腔体内的压力，缓解电解液的张力，促使腔体中的电解液进入到极板的孔隙中以进行深层的反应，是本高铅离子能电池的反应率高，电池的能量密度大。

5、电池内芯处设置固定件以及弹性件，可保证电池内芯膨胀变形时正负极板不变形且在反应结束后使电池内芯回复到初始状态，保证其的正常工作，提供了电池的使用寿命。

6、电池内芯处正极板与负极板的极耳呈片状，在保证其正常工作的同时降低了其重量，提高了电池的能量密度，而正极板的极耳与负极板的极耳呈对角设置，可使导电板栅上的电流分布更加均匀，化学反应更充分。

7、正极板与负极板的极耳设置方向上的筋条相对于另一方向的筋条较粗，可在该方向上减小电阻，即减少电池的内阻，减少电池不必要的能量消耗。附图说明

图 1是实施例一的结构示意图。

图 2是实施例二的结构示意图。

图 3是导电板在实施例一的结构示意图。

图 4是导电板在实施例二的结构示意图。 ¾ ^ ^

图 8是导电板栅的结构示意图。

图中， 1、壳体； l a、腔体； l b、主体； l c、盖体； 2、电池内芯； 2a、负极板； 2b、正极板； 2c、隔板； 3、正极柱； 4、负极柱； 5、进气件； 6、弹性件； 7、固定件； 9、汇流排； 10、导电板栅； 1 1、安全阀； 91、导电板； 92、板栅； 93、通孔； 94、极耳； 95、活性物质； 96、框架； 97、筋条。具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一歩的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图 1、图 3、图 7所示，本高铅离子能极板包括呈板状的本体以及用于与蓄电池的正极柱 3或负极柱 4相连接的极耳 94，本体包括一导电板 9 1 以及紧密抵靠于该导电板 9 1一侧的板栅 92，极耳 94连接于导电板 9 1的一端。其中，板栅 92和导电板 91大小相同且对应叠放。板栅 92上沿与导电板 9 1相垂直的方向开设有若干个通孔 93，板栅 92表面以及通孔 93中填充有与导电板 91 相接触的活性物质 95。在本实施例中，该活性物质 95为当蓄电池放电时通过化学反应产生电能，而在充电时又恢复为原组分的极板物质。

如图 3所示，导电板 91整体呈板状，其厚度为 0. 01匪〜 1. 0mm , 一般为板材冲压或浇铸滚压而成，极耳 94呈片状且与导电板 9 1 连为一体，这里，导电板 9 1因无需经过填充活性物质 95的工艺，所以选用充放电性能最好的铅材料制成。同样的，极耳 94也采用铅材料制成。

如图 5所示，板栅 92呈栅栏状且采用塑料材料制成，其厚度为 0. 05匪〜 2. 0mm , 包括呈矩形的框架 96以及纵横交错地连接于框架 96 内的筋条 97，相邻的筋条 97之间即形成的通孔 93呈正 ¾ ^ ^

方形且各个通孔 93纵横排列地分布于板栅 92上。

将本高铅离子能极板应用于单极性蓄电池中时，可在板栅 92 上填涂呈膏状的正极铅膏或负极铅膏，填涂好后进行淋酸、固化以及化成等工艺处理以形成活性物质 95。这里，正极铅膏和负极铅膏均为现有技术中蓄电池常用的物质，可自市场中直接购得，其主要成分为铅，将其制作成活性物质 95的工艺也与现有技术相同，自网站 ht tp : //bai ke. bai du. com/v i ew/327649. htm所公开的内容可知，其为由铅粉、水、硫酸和添加剂混合搅拌并发生物理、化学变化而制成的可塑性膏状混合物。填涂正极铅膏的板栅 92 与导电板 91配合即可作为正极板 2b使用，填涂负极铅膏的板栅 92与导电板 91配合即可作为负极板 2a使用。以下将填涂正极铅膏的板栅 92称为正极板栅，填涂负极铅膏的板栅 92称为负极板使用本高铅离子能极板的电池内芯，自其一端向另一端依次叠放的顺序为：橡胶层（此层在使用过程也可省略），绝缘板，导电板 91，负极板栅，隔板 2 c，正极板栅，导电板 9 1，正极板栅，隔板 2c，负极板栅，导电板 9 1，负极板栅，隔板 2 c，正极板栅，导电板 91，正极板栅……隔板 2 c，负极板栅，导电板 91，绝缘板，橡胶层（此层在使用过程也可省略）。其中，导电板 91、负极板栅、隔板 2c、正极板栅、绝缘板以及橡胶层的大小相同且对应叠放后，两侧为负极板栅的导电板 9 1和两侧为正极板栅的导电板 9 1上的极耳 94位于电池内芯的同一侧且两者交错开来。

上述叠放方式为导电板 91和负极板栅位于两端的顺序，当设置于电池内芯两端的为导电板 9 1和正极板栅时，将上述叠放顺序中的负极板栅与正极板栅互相替换即可。使用本高铅离子能极板的结构以及上述叠放方式可使正极板栅与负极板栅的数量相同，即填涂于正极板栅和负极板栅上的活性物质 95量相同，相对于现有技术中负极板 2a比正极板 2b多一块的技术方案，本方案不仅 ¾ ^ ^

节约了成本且提高了活性物质 95的利用率。

当上述极板通过极耳 94连接至蓄电池的正极柱 3或负极柱 4 处进行通电使用时，导电板 91上流过的电流较为均匀，而紧密抵靠于导电板 91两侧的板栅 92上的与导电板 91相接触的活性物质 95则均可得到充分利用，大大提高了蓄电池中的活性物质 95 的利用率，该利用率可高达 70%以上。

实施例二

如图 2和图 4所示，本实施例与实施例一的技术方案大致相同，不同之处在于：与导电板 91连为一体的极耳 94呈板状，且该极耳 94的宽度与导电板 91的宽度相同。本实施例的极板应用于单极性蓄电池时，其叠放方式和顺序与实施例一相同，但因极耳 94呈板状，所以将两侧为负极板栅的导电板 91和两侧为正极板栅的导电板 9 1上的极耳 94分设电池内芯的两侧。

此外，本高铅离子能极板还可应用于双极性蓄电池中。此时，双极性蓄电池的电池内芯的叠放顺序依次为：橡胶层（此层在使用过程也可省略），绝缘板，导电板 9 1，正极板栅，隔板 2c，负极板栅，导电板 91，正极板栅，隔板 2 c，负极板栅，导电板 9 1，正极板栅，隔板 2c，负极板栅，导电板 9 1，正极板栅……隔板 2c , 负极板栅，导电板 91，绝缘板，橡胶层（此层在使用过程也可省略）。可将每个两侧具有正极板栅和负极板栅的极板视为一个电池单体，则双极性蓄电池的上述叠放方式即为多个电池单体的串联，随着极板的数量增多，双极性蓄电池的电压也不断增加。

双极性蓄电池的应用与上述单极性蓄电池的不同之处还在于：仅电池内芯两端处的导电板 9 1 设有极耳 94，这两块导电板 91之间的其他导电板 91处均未设置极耳 94。为防止极板的负极板栅与其他不相邻的极板的正极板栅之间发生反应而使两块板栅 92之间的其他板栅 92上的活性物质 95不发生反应，可在相邻两极板之间再设置一厚度大于导电板 91 和板栅 92 的橡胶隔板 2c 说明书

或采用其他方法进行隔离。

导电板 9 1和极耳 94的材料除上述铅材料外，也可采用其他现有的导电材料制成，如现有技术中的铅合金或其他合金材料；同样的，板栅 92也可采用其他能满足填涂活性物质 95时的工艺需求的绝缘材料。而开设于板栅 92上的通孔 93的形状可根据实际使用需要而更改为圆形、三角形、菱形等其他形状，其分布方式也跟根据实际通孔 93的形状作相应的调整。

实施例三

如图 6和图 7所示，本高铅离子能电池包括内部具有腔体 l a 的壳体 1、均设置于腔体 l a内的电池内芯 2与电解液、正极柱 3 与负极柱 4以及设置于壳体 1上的进气件 5和安全阀 1 1。正极柱 3与负极柱 4的内端均与电池内芯 2相连接，其外端伸出壳体 1。在本实施例中，壳体 1包括主体 l b以及与主体 lb密封连接的盖体 l c，进气件 5和安全阀 1 1均设置于盖体 l c上；壳体 1 内的腔体 l a包括六个相互独立的次级腔体，各个次级腔体内均设有一电池内芯 2，与各个次级腔体对应的壳体 1 上分别设有一进气件 5 与安全阀 1 1 ; 进气件 5为一能开启与截止的阀门，如止回阀与截止阀等。而使用本高铅离子能电池时，可将各个次级腔体内的电池内芯 2上伸出壳体 1的正极柱 3与负极柱 4对应串联以满足用户的使用。

电池内芯 2呈方形，包括数块交替叠放的负极板 2a和正极板 2b , 相邻的负极板 2a与正极板 2b之间还设置有一绝缘材料制成的隔板 2c。这里，负极板 2 a的数量比正极板 2b的数量多一块，即电池内芯 2两侧的极板均为负极板 2a。数块正极板 2b—端的对应位置均具有一极耳 94，数块负极板 2a上与正极板 2b相反方向的一端均具有一极耳 94，即正极板 2b与负极板 2a的极耳 94 分设于上述电池内芯 2的两侧，且两部分极板的极耳 94呈对角地设置与上述电池内芯 2上。正极板 2b的极耳 94与负极板 2a的极 ¾ ^ ^

耳 94分别通过一条状汇流排 9连接至正极柱 3与负极柱 4的内端。正极板 2b与负极板 2a上的极耳 94位置分别对应设置可减少用于连接其的汇流排 9 的大小，而正极板 2b 与负极板 2a 的极耳 94 交错设置，即设置于电池内芯 2的两对角可使极板上的电流分布得更加均匀。

如图 1至 5所示，正极板 2b包括呈板状的本体，本体包括一呈板状的导电板 9 1 以及紧密抵靠于该导电板 9 1一侧的板栅 92，板栅 92上沿与导电板 91相垂直的方向开设有若干个通孔 93，通孔 93内设有与上述导电板 91相接触的蓄电池用的活性物质 95，该活性物质 95 能在蓄电池放电时通过化学反应产生电能且在充电时恢复为原组分物质。本发明中的活性物质 95通过在板栅 92 上填涂呈膏状的正极铅膏，填涂好后进行淋酸、固化以及化成等工艺处理以形成。

负极板 2a 包括呈板状的本体，本体包括一呈板状的导电板 91 以及紧密抵靠于该导电板 9 1一侧的板栅 92，板栅 92上沿与导电板 91相垂直的方向开设有若干个通孔 93，通孔 93内设有与上述导电板 91相接触的蓄电池用的活性物质 95，该活性物质 95能在蓄电池放电时通过化学反应产生电能且在充电时恢复为原组分物质。本发明中的活性物质 95通过在板栅 92上填涂呈膏状的负极铅膏，填涂好后进行淋酸、固化以及化成等工艺处理以形成。

这里，正极铅膏和负极铅膏均为现有技术中蓄电池常用的物质，可自市场中直接购得，其主要成分为铅，将其制作成活性物质 95 的工艺也与现有技术相同，自网站 ht tp : //bai ke. bai du. com/v i ew/327649. htm所公开的内容可知，其为由铅粉、水、硫酸和添加剂混合搅拌并发生物理、化学变化而制成的可塑性膏状混合物。

填涂正极铅膏的板栅 92与导电板 91配合即可作为正极板 2b 使用，填涂负极铅膏的板栅 92与导电板 91配合即可作为负极板 ¾ ^ ^

2a使用。

如图 5所示，本发明中的板栅 92采用绝缘材料制成。作为优选，板栅 92呈栅栏状且采用塑料材料制成，其厚度为 0. 05mn！〜 2. Omm，包括呈矩形的框架 96以及纵横交错地连接于框架 96内的筋条 97。如图 5所示，相邻的筋条 97之间即形成一通孔 93，该通孔 93可以通过若干筋条 97 "井" 字型连接后呈正方形的形状且纵横排列地分布于板栅 92上。当然，开设于板栅 92上的通孔 93的形状可根据实际使用需要而更改为圆形、三角形、菱形等其他形状，其分布方式也跟根据实际通孔 93的形状作相应的调整。

如图 3所示，导电板 91整体呈板状，其厚度为 0. 01匪〜 1. 0mm , 一般为板材冲压或浇铸滚压而成，极耳 94与导电板 91相连接且两者均采用导电材料制成。因为导电板 91无需经过填充活性物质 95的工艺，所以本发明选用充放电性能最好的铅材料制成。极耳可以设置成板状也可以设置成片状，但作为优选，极耳 94采用铅材料制成并设成片状与导电板 9 1连为一体的结构，此设置在保证其正常工作的同时降低了其重量，提高了电池的能量密度。

当然，导电板 91和极耳 94的材料除上述铅材料外，也可采用其他现有的导电材料制成，如现有技术中的铅合金或其他合金材料；同样的，板栅 92也可采用其他能满足填涂活性物质 95时的工艺需求的绝缘材料。电池内芯 2还包括设置于正极板 2b与负极板 2a外侧的采用绝缘材料制成的固定件 7，固定件 7外侧还设置有一能在电池内芯 2发生形变后使其恢复的弹性件 6。这里，固定件 7采用环氧树脂制成，弹性件 6则为数个套设于固定件 7 外侧的橡皮筋，该橡皮筋的内侧面与固定件 7的外侧面紧密抵触。

本高铅离子能电池在生产完成并进行初次充电后，可将电池内多余的电解液倒出，盖上安全阀 1 1，再开启进气件 5，通过进气件 5向电池的各个次级腔体内充气（空气、惰性气体、二氧化碳等不能直接参与蓄电池化学反应的气体），提升次级腔体内的气 ¾ ^ ^

压，缓解电解液的张力，使其深入到极板的孔隙中，进行充分的反应。

当电池内进行化学反应而使其内部反应物质的体积增大时，电池内芯 2克服橡皮筋的弹力向外膨胀变形，此时，固定件 7能保证极板平整不变形。当电池进行反向反应而使其内部的反应物质体积恢复时，电池内芯 2受到橡皮筋的作用力而恢复到初始状态，从而保证了其正常工作状态。

在电池内进行化学反应时，会产生一些气体，当电池内的气压高于特定值时，安全阀 1 1开启，释放气体；当气压低于特定值时，安全阀 1 1重新关闭。这里，因本高铅离子能电池内通过进气件 5充气，气压相对于现有的蓄电池较高，所以，安全阀 1 1的开启压力比普通蓄电池的压力大很多，国家标准为 10kPa〜49kPa，本高铅离子能电池的安全阀 1 1 的开启压力可远大于普通的安全阀 1 1。

此外，上述的弹性件 6也可采用其他技术方案，如采用单一的筒状结构，并根据需要在筒状本体上开设相应的槽或孔或者采用数个塑料弹簧，分别设置于上述电池内芯 2上发生形变的侧面处，其一端与电池内芯 2上固定板的外侧面相抵触，另一端与壳体 1的内壁相抵触。

实施例四

本实施例与实施例三的技术方案大致相同，不同之处在于：如图 8所示，正极板 2b与负极板 2a均包括由导电材料制成的极耳 94、导电板栅 10以及涂填在导电板栅 10上的活性物质 95。本实施例中的活性物质与实施例三中的相同。作为优先，极耳 94 呈片状并与导电板栅 10连接，导电板栅 10则包括呈 "井" 字型连接的若干条筋条 97，且作为优选，如图 8所示，将沿正极板 2b 与负极板 2a的极耳 94设置方向的筋条 97的截面直径大于另一方向的筋条 97的截面直径。将正极板 2b与负极板 2a的极耳 94设 ¾ ^ ^

置方向上的筋条 97相对于另一方向的筋条 97较粗，可在该方向上减小电阻，即减少电池的内阻，减少电池不必要的能量消耗。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

权利要求书

1、一种高铅离子能极板，包括呈板状的本体以及连接于本体上的用于与蓄电池的正极柱（3)或负极柱（4)相连接的极耳（94)，其特征在于，所述的本体包括一呈板状的导电板（91) 以及紧密抵靠于该导电板（91) 一侧的板栅（92)，所述的板栅（92) 上沿与导电板（91) 相垂直的方向开设有若干个通孔（93)，所述的通孔（93) 内设有与上述导电板（91) 相接触的蓄电池用的活性物质（95)，该活性物质（95) 能在蓄电池放电时通过化学反应产生电能且在充电时恢复为原组分物质，上述板栅（92) 采用绝缘材料制成，上述极耳（94) 与导电板（91) 相连接且两者均采用导电材料制成。

2、根据权利要求 1所述的一种高铅离子能极板，其特征在于，所述的导电板（91) 采用铅制成。

3、根据权利要求 1所述的一种高铅离子能极板，其特征在于，所述的导电板（91) 采用铅合金制成。

4、根据权利要求 1或 2或 3所述的一种高铅离子能极板，其特征在于，所述的板栅（92) 采用塑料制成。

5、根据权利要求 1或 2或 3所述的一种高铅离子能极板，其特征在于，所述的通孔（93)呈圆形或正多边形，且各个通孔（93) 均匀分布于上述板栅（92) 上。

6、根据权利要求 5所述的一种高铅离子能极板，其特征在于，所述的通孔（93)呈正方形且纵横排列地均匀分布于板栅（92)上。

7、根据权利要求 1或 2或 3所述的一种高铅离子能极板，其特征在于，所述的极耳（94) 呈片状且连接于导电板（91) 的一端，该极耳（94) 与导电板（91) 连为一体。

8、根据权利要求 1或 2或 3所述的一种高铅离子能极板，其特征在于，所述的极耳（94) 呈板状且连接于导电板（91) 的一端，该极耳（94) 与导电板（91) 连为一体。

9、根据权利要求 1或 2或 3所述的一种高铅离子能极板，其权利要求书

特征在于，所述的活性物质（95) 由铅膏为原料制成的。

10、一种高铅离子能电池，包括内部具有腔体（la) 的壳体

( 1)、设置于腔体（la) 内的电池内芯（2) 和电解液以及内端分别与上述电池内芯（2) 连接的正极柱（3) 和负极柱（4)，所述的正极柱（3) 和负极柱（4) 的外端均伸出壳体（1)，其特征在于，所述的壳体（1) 上还设置有进气件（5)，所述的进气件（5) 能连通上述腔体（la) 与壳体（1) 外侧。

11、根据权利要求 10所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的腔体（la) 内电池内芯（2) 处还设置有一能在电池内芯（2) 发生形变后使其恢复的弹性件（6)。

12、根据权利要求 11所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的弹性件（6) 包括数个套设于上述电池内芯（2) 上的呈环状的弹性件一。

13、根据权利要求 11所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的弹性件（6) 包括设置于上述电池内芯（2) 上发生形变的侧面处的弹性件二，所述的弹性件二的一端与上述电池内芯

(2) 的侧面相抵触，另一端与上述壳体（1) 的内壁相抵触。

14、根据权利要求 10或 11或 12或 13所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的电池内芯（2)还包括设置于其外侧的采用绝缘材料制成的固定件（7)。

15、根据权利要求 10或 11或 12或 13所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的电池内芯（2) 呈方形，包括依次交替叠放的若干块负极板（2a)与正极板（2b)，相邻的正极板（2b) 与负极板（2a) 之间还设有一采用绝缘材料制成的隔板（2c)，所述的正极板（2b) 与负极板（2a) 的一端还分别具有一极耳（8)，且正极板（2b) 的极耳（8) 与负极板（2a) 的极耳（8) 分设上述电池内芯（2) 的两侧，所述的若干块正极板（2b) 的极耳（8) 和负极板（2a) 的极耳（8) 分别通过一条状的汇流排（9) 连接权利要求书

到上述正极柱（3) 与负极柱（4) 处。

16、根据权利要求 15所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的若干块正极板（2b) 的极耳（8) 相互对应设置，所述的若干块负极板（2a) 的极耳（8)相互对应设置，且正极板（2b) 的极耳（8) 位置与负极板（2a) 的极耳（8) 位置为交错设置。

17、根据权利要求 10或 11或 12或 13所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的壳体（1) 上还设置有能在其内部腔体（la) 中气压大于特定值时开启的安全阀（11)。

18、根据权利要求 17所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的壳体（1)包括一主体（lb) 以及密封连接于主体（lb) 上侧的盖体（lc)，所述的进气件（5) 和安全阀（11) 均设置于上述盖体（lc) 上。

19、根据权利要求 16所述的高铅离子能电池，其特征在于，所述的正极板（2b) 与负极板（2a) 均包括导电板栅（10) 以及涂填在导电板栅（10)上的活性物质（95)，所述的导电板栅（10) 包括呈 "井"字型连接的若干筋条（97)，沿上述正极板（2b) 与负极板（2a) 的极耳（94) 设置方向的筋条（97) 的截面直径大于另一方向的筋条（97) 直径。

20、根据权利要求 16所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的正极板（2b) 与负极板（2a)均包括呈板状的本体，所述的本体包括一呈板状的导电板（91) 以及紧密抵靠于该导电板

(91) 一侧的板栅（92)，所述的板栅（92) 上沿与导电板（91) 相垂直的方向开设有若干个通孔（93)，所述的通孔（93) 内设有与上述导电板（91) 相接触的蓄电池用的活性物质（95)，该活性物质（95) 能在蓄电池放电时通过化学反应产生电能且在充电时恢复为原组分物质，上述板栅（92) 采用绝缘材料制成，上述极耳（94) 与导电板（91) 相连接且两者均采用导电材料制成。

21、根据权利要求 20所述的一种高铅离子能电池，其特征在权利要求书

于，所述的导电板（91) 采用铅制成。

22、根据权利要求 20所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的导电板（91) 采用铅合金制成。

23、根据权利要求 20所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的板栅（92) 采用塑料制成。

24、根据权利要求 20所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的通孔（93) 呈圆形或正多边形，且各个通孔（93) 均匀分布于上述板栅（92) 上。

25、根据权利要求 24所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的通孔（93)呈正方形且纵横排列地均匀分布于板栅（92)上。

26、根据权利要求 20所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的极耳（94) 呈片状且连接于导电板（91) 的一端，该极耳（94) 与导电板（91) 连为一体。

27、根据权利要求 20所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的极耳（94) 呈板状且连接于导电板（91) 的一端，该极耳（94) 与导电板（91) 连为一体。

28、根据权利要求 20所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的活性物质（95) 由铅膏为原料制成的。

29、根据权利要求 28所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的正极板（2b) 所使用的铅膏为正极铅膏。

30、根据权利要求 28所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的负极板（2a) 所使用的铅膏为负极铅膏。

31、根据权利要求 19所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的活性物质（95) 由铅膏为原料制成的。

32、根据权利要求 31所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的正极板（2b) 所使用的铅膏为正极铅膏。

33、根据权利要求 31所述的一种高铅离子能电池，其特征在于，所述的负极板（2a) 所使用的铅膏为负极铅膏。