[实用新型]一种铅-塑复合板栅铸框加网凃膏极板组装的铅酸蓄电池

说明书

技术领域：

本发明属于铅酸蓄电池技术领域。 

背景技术：

从1859年普兰特发明铅-酸电池至今，已有近150年，随着科学技术的发展和人们对其应用领域的拓宽，铅酸电池的结构、制造方法和工艺不断改进和完善，电池的性能有很大提高。铅酸电池一直是二次化学电源中产量最大和应用最广的品种。单体铅-酸电池由正极板、负极板、硫酸、隔板、壳体、和密封盖等组成。正负极分别焊接成群，包括汇流排和极柱，凃膏极板是铅-酸电池中广泛采用的极板形式，具有活性物质的真实比表面积大、可用大电流放电、活性物质的利用率高、制作工艺简单和价格低廉等优点，但是也存在机械强度低、充放电过程活性物质易脱落和寿命较短等缺点。我们知道铅-酸电池行业在电池极板生产过程中使用的板栅大都采用铅锑合金、铅-钙合金设模铸造而成。如图(1)所示；板栅设计为框架结构，它的作用在于(1)集流体，即通过板栅的边框和筋条，汇集、分布和传导电流。(2)支撑活性物质，即通过板栅的边框和筋条，特别是横向筋条，对活性物质起支撑作用。无论是铅-锑合金板栅、还是铅钙合金板栅在正极条件下由于充放电过程的反复进行，为保证铸造工艺添加的其它金属元素在电池正常工作时都会发生不良反应，影响电池寿命。做为板栅的主体材料-铅在负极条件下化学结构稳定，没有问题发生。在正极条件下反复的充放电化学反应的同时、板栅材料本身进行氧化反应，分子不断进行吸水、排水过程，分子结构产生电化学变化，铅分子逐步转化为二 氧化铅，材料分子间失去原有稳定结构，变的结构苏松，分子间失去结合力。在外部有震动的条件下，依附在筋条上的活性物质随筋条溃烂而脱落，脱落物质在壳体底部不断累积，填充满正-负极板之间底部缝隙造成电池正、负极之间短路，电池因此失去使用功能。由此可见；造成铅-酸电池寿命短的原因就在于；一是正极板栅的氧化问题，再就是活形物质材料内部连接问题。 

发明内容：

我们提出了全新的解决方式，“一种铅-塑复合板栅铸框加网凃膏极板组装的铅-酸蓄电池”。它选用铅-塑复合材料作为极板的板栅，聚丙稀腈网布为脱落防护网，其特征是；板体材料可以是厚度不超过1mm的聚四氟乙稀薄板，与厚度为0.10-0.15mm压延铅箔。板栅的夹层是塑料薄板，凃胶复合在塑板两面的是纯铅板压延的铅箔，板栅是一种三层材料复合体。纯铅材料保证了电池的导电性、和与铅膏的粘合性，同时避免了电池在使用时，其它金属元素在电化学反应时产生的不良反应。夹层内的塑材具有耐腐蚀，抗氧化的特性。复合板材经裁片、模冲后形成复合板栅，熔铸在板栅边缘的纯铅框架与铅箔熔为一体，保证了板栅的导电性能。栅板边缘的纯铅框架可与其它极板组焊成群，保证了板栅的工艺性，表面的铅材料与膏体的粘合性好。凃膏时加装在铅膏中的聚丙稀腈网布，其特征在于；选用的网布可以是经纬间隔不小于1mm，不大于2mm的纱网或网布。在干燥后与涂膏牢固的凝为一体。采用此种方法组装的铅-酸电池，极板由于板栅的基质是塑料，塑料在酸性环境不参加化学反应，尤其在铅-酸电池正极部分反复充放电环境下不参加电化学反应，没有氧化变质情况发生，凃胶复合于塑板两面的铅箔，电化学反应后缓慢转化为二氧化铅，由于粘合剂的存在，材料变了粘结效果不变，粘合于其上的物质不会脱落。故板栅 材料结构稳定。由于加装于膏体内的聚丙稀腈网布材质也是塑料，同样不参加电化学反应，结构稳定。这两个稳定保证了铅-酸电池的正常长期使用。同时板栅主体改用塑料，用铅量大为减少，电池成品重量相应减轻。铅-酸电池的使用性能不变、寿命延长。 

附图说明：

图1是原有铅锑-铅钙板栅结构示意图。 

图2是铅-塑复合板栅材料结构示意图。 

图3是铸铅边框结构示意图。 

图4是铅-塑复合板栅整体结构示意图。 

图5是聚丙稀腈网布结构示意图。 

图6是板栅凃膏加网后形成的极板结构示意图。 

具体实施方式：

首先我们选用宽500mm、厚1mm的聚四氟乙稀成卷板材，宽500mm、厚0.10-0.15mm的压延铅箔卷材，在压膜机上进行单面凃胶复合，制成单面铅塑复合薄板。翻过来在薄板的另一面用宽500mm厚0.10-0.15mm的压延铅箔卷材进行凃胶复合，制成三层复合板。然后按一定规格裁切成片。在冲床上安装设计好的冲模，冲制出形状的铅-塑复合板栅。如图(2)所示：板栅的正面是冲去n个边长为2mm的正六边形部分后呈现的几何面，栅的筋宽为1mm从图(2)f-f可以看到板栅中间(1)是聚四氟乙稀材质，它的两边(2)是凃胶后牢固复合于其上的压延铅箔。从所使用材料的材质来看我们得到了一片既可导电又抗氧化的铅塑复合板栅。不足的是、冲切出的断面上留有不导电的塑材截面，我们将板栅浸沾导电胶，干燥后进行电镀，镀铅完成后就得到了表面全部是铅 材质的复合板栅。下一步，设模用铅浇铸板栅边框。如图(3)所示；浇铸完成后的板栅上部铸有组焊片(3)可以与电池汇流排组焊成群，板栅的边框(4)是中部凹槽形，预留出的位置正好将铅塑板栅装于其中熔铸成一体。浇铸完成后的复合板栅如图(4)，从图上可以看出(1)是聚四氟乙稀板材，(2)是凃胶复合于板材上的压延铅箔，(3)是铅质组焊片，(4)是铸铅边框。有了铅塑复合板栅，下一步进行的是在板栅上凃膏，凃膏延用过去的方法，不同的如图(5)所示；在凃好、未干的膏面上加复聚丙稀腈网布，加复时将按规格裁好的网布用刮铲轻轻压入膏面以下0.5mm，然后将表面膏体刮平即可。加复成一面翻过来再加复另一面。完成后的极板如图(6)所示；(1)聚四氟乙稀板栅、(2)复合于板栅上的压延铅箔、(3)铅铸组焊片、(4)板栅边框、(5)沉入膏内的聚丙稀腈网布、(6)凃于板栅上的膏体。加复网布完成后的极板进行淋酸或浸酸处理，余下的工序和电材行业现有工艺相同，不再叙述。用这种极板组装的铅-酸电池由于板栅主体改为塑料，活性物质表面加网保护，铅-酸电池的使用寿命延长。