[实用新型]铅－－高分子多元聚合物复合型蓄电池电极板

说明书

本实用新型属于铅酸蓄电池新式电极板的结构设计。

从目前形势看，铅酸蓄电池做为经济型的大功率移动直流电源的地位还是无法取代的。然而，随着应用范围拓宽和使用环境的变化，其现存的缺点也急待改进。特别是其大电流充放电寿命和其过充发电的抗损能力及激活性能有待迅速的改进和提高。通过深入的研究发现，以上的性能主要取决于活性物质有效性状态和重复利用率的提高。而为了保护活性物质的利用率和完好性，主要取决于铅质板栅的稳定性和抗氧化腐蚀能力，特别是在过放电或过充电时热效应引起的极板变形和腐蚀后引起板栅的腐蚀和溃散。为抗击大电流冲击人们曾采取过合金板栅来加大铅质板栅的支撑强度，防止热效应拉伸形变造成活性物质的松动或脱落，均不尽人意。且无法解决杂质金属进入造成电化学腐蚀和自放电现象。所以如何解决活性物质和铅板栅之间在使用过程中，特别是大电流充放电下的结合牢固性和长期稳定性一直是铅酸蓄电池界长期希望解决而未能解决的问题。本发明人曾经设计了陶瓷为骨架的铅陶复合式板栅。实验证明其抗电流冲击的能力大大提高，并极大程度地消除了电化学腐蚀，使人觉得有突破性的效果。但其工艺较复杂，重复性差，批量化生产开发难度大，比能量也较大，有待时一步的改进突破。

本实用新型的发明目的即是提供一种铅酸蓄电池新型电极板结构设计，特别是其在实现抗大电流冲击，能量转化效率和比能量上要有显著的提高。

本实用新型的设计关键之一是继续选用抗蚀性能较强，但比重轻的材料来代替陶瓷骨架。经反复选材，最终取用高分子多元聚合物类材料做为平面板状骨架，使用两面铅制网栅，将其复合在平面板状骨架上。其复合的方式可借助网栅和骨架的结构特征机械式复合，也可以借助活性物质的涂敷工艺，利用活性物质固化连接锁定网栅与骨架。从而形成铅制网栅与高分子多元聚合物骨架之间的复合结构，形成支撑作用，增强铅制网栅抗形变的能力，和结构形状的稳定性，从而达到抗大电流冲击，防止活性物散溃、脱落等目的。亦因于高分子多元聚合物比重小，导电性较差，其电化学抗蚀能力强，亦可有效延长网栅的寿命和保持其形状，有利于电极板寿命的大幅提高。

下面结合附图进一步说明本实用新型的目的是如何实现的。

图1为高分子多元聚合物制的骨架结构示意图。

图2为铅制板状网栅的结构示意图。

图3为复合板栅的示意图。

图4为图3的A-A剖视图(局部放大)。

图5为图3的B-B剖视图(局部放大)。

图6为涂敷活性物后图4的示意图。

附图给出的是实施例中的一种结构形式，在这个实施例中1代表高分子多元聚合物制成的平面板状骨架，11代表在上面开设的均匀分布的矩形窗孔，2代表铅制的平面板形网栅，其中21代表栅条，22代表跨越骨架窗口11的栅筋，23代表从网栅上引出的电极引出片，3代表活性物质。

从给出的附图可以看出，由高分子多元聚合物制成平面板形骨架1上均匀分布有矩形的窗孔11，这样结构是为了增大骨架对铅制网栅的支撑作用和加大铅网栅与活性物质的接触面积。为实现此目的，在铅制以横向铅条21为主的形状设计中其中有一部分跨越骨架窗口11的栅筋22，在复合成一体时将两个铅制网栅分别设置在骨架1平面两侧，利用模具将跨过窗口11的栅筋22向窗孔11内压嵌，使其延呈状，这样与相对应的骨架的另一侧面的网栅栅筋形成绞合接触麻花状(如图4所示)。在涂膏固化后，活性物物质充满在绞合处空间形成闭锁将两面栅网与骨架牢牢复合在一起，如图6所示，不但加大了活性物质与铅栅的接触面积，而且强化了骨架对网栅和活性物质的支撑和稳定作用。

实施例中铅制栅网的边框和筋条横截面均是三角形，其目的也是为了加大和活性物质的接触面积，具体使用时横截面也可制成梯形，或半圆形的。在栅网2的结构中还设置了电极引出片23，两片复合后形成极板引出引出电极，以利于组成蓄电池时串并联用。

根据以上构思制成的新式结构电极板，由于采用了多元高分子聚合物材料制成骨架和铅制板栅网的复合基本上没有工艺上的难度，骨架本身因材料属性所确定其具有相当的弹性和强度，且化学性能稳定，经处理后具有一定的导电特性能并能有效抗拒电化学的腐蚀。所以其支撑有力，稳定度高且重量轻不易变形。特别采用双面铅制栅网对称压迫绞合的结构方式可以使活性物质更加有效地支撑在周围，不易在冲击负荷下形成松动和脱落。特别是铅制板栅中的栅筋22其是以形嵌入骨架之中，它在热反应具有相当的伸缩余地而不易造成栅筋的断裂，在大电流作用下抗损能力明显提高。经实验验证利用本结构制成的铅酸蓄电池可使其在常规充电条件下有效转换率提高10-15％，使用寿命提高2-3倍。在高倍额定电流放电时比一般电池提高20％。在完全放电后存放80天，首次充电可恢复80％容量。此外循环放充电次数，比能量都有明显的改善，故而，本结构设计将对蓄电池轻型化和应用场合推广上具有重要意义。