[实用新型]一种高比能量铅酸蓄电池

说明书

本实用新型公开了一种高比能量铅酸蓄电池，其包括正极板、负极板、第一隔膜及第二隔膜，第一隔膜、正极板、第二隔膜及负极板依次层叠后收叠形成柱状极群，正极板包括薄膜状的正极板栅和正极涂层，正极板栅的正面和背面分别涂覆有正极涂层，负极板包括薄膜状的负极板栅和负极涂层，负极板栅的正面和背面分别涂覆有所述负极涂层，正极板和负极板的厚度均不超过300μm，正极涂层和负极涂层均由活性物质涂覆而成。本实用新型采用层叠后收叠的结构设计，将连续的膜状正极板栅和负极板栅分别涂覆正负极活性物质形成厚度不超过300μm的正负极板，膜状板栅与活性物质涂覆厚度小，可以极大地提高活性物质利用率，从而提高电池的能量密度。

技术领域

本实用新型涉及蓄电池技术领域，具体涉及一种高比能量铅酸蓄电池。

背景技术

铅酸蓄电池是由外壳、正负极板及隔板等部分组成，其传统结构是由平板式的极板叠片形成单体电池(如申请号为CN201320052280、名称为:动力型铅酸蓄电池极群组，申请号为CN201811038385、名称为：一种铅酸蓄电池曲面板栅结构)，其中，极板是由栅格状铅合金板栅及活性物质组成，这种结构设计至少存在以下弊端：

第一、由于板栅需要兼具充放电电流导体以及提供机械强度的作用，其边框厚度一般在1-1.5mm，同时为满足耐腐蚀性能需求，中间荆条厚度一般在 0.6-1.2mm，这样导致板栅的重量大，大大降低了成品电池的重量比能量。

第二、栅格状设计的板栅与活性物质接触面积有限，限制了成品电池的充放电功率。

第三、受限于板栅的厚度，活性物质的涂覆厚度一般在1-1.2mm，导致极板反应深度不足，使得活性物质利用率一般不超过35％，极大程度限制了电池能量密度的提升。

第四、这种结构的极板生产包括分切片、包片等工序，过程繁杂，会导致过程报废率、生产能耗和人力资源的提高。

此外，传统平板叠片式电池的设计还需极耳、汇流排等结构，这不仅进一步降低了成品电池的重量比能量，还造成了额外的内阻损耗，降低能源效率。

在锂电池储能领域，一般采用镀层制造的铜箔作为集流体和活性物质承载体形成薄膜状的极板带，再经卷绕或叠片工艺生产电池，可以有效提高正负极活性物质的利用率，以达到提高电池能量比能量的目的。而在铅-酸蓄电池领域，出于对电池反应机理的考虑，例如电解液的强酸性、强腐蚀性，以及反应活性物质与集流体的结合等问题，铅或铅合金是作为集流体和活性物质承载体的唯一选择。但由于金属铅自身质软、机械强度低的特性，尚未出现完备的技术方案可以实现类似锂电池的薄膜状极板卷绕式铅酸电池蓄电池。

例如申请号为201410327285.X的发明专利公开了一种卷绕铅酸蓄电池，其采用厚度为0.3-0.5mm的冲裁板栅经填涂活性物质后制成的极板，卷绕形成扇形极耳分布于两端的电池单体，其虽然在一定程度上提高了电池的活性物质利用率以及大电流充放电能力，但由于该发明采用冲裁板栅作为集流体，无法进一步降低极板厚度，限制了活性物质的反应深度即活性物质利用率，继而限制了铅酸电池比能量的进一步提高。

因此，很有必要针对上述弊端对传统铅酸蓄电池的结构设计加以改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高比能量铅酸蓄电池，其不仅提高了电池的能量密度和充放电功率，而且提升了生产效率和降低了生产成本。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高比能量铅酸蓄电池，包括正极板、负极板、第一隔膜及第二隔膜，所述第一隔膜、正极板、第二隔膜及负极板依次层叠后收叠形成柱状极群，所述正极板包括薄膜状的正极板栅和正极涂层，所述正极板栅的正面和背面分别涂覆有所述正极涂层，所述负极板包括薄膜状的负极板栅和负极涂层，所述负极板栅的正面和背面分别涂覆有所述负极涂层，所述正极板和负极板的厚度均不超过300μm，所述正极涂层和负极涂层均由活性物质涂覆而成。