專利名稱：一種鉛-塑復合板柵鑄框加網涂膏極板組裝的鉛酸蓄電池的制作方法
技術領域：
本發明屬于鉛酸蓄電池技術領域。
背景技術：
從1859年普蘭特發明鉛-酸電池至今，已有近150年，隨著科學技術的發展和人們對其應用領域的拓寬，鉛酸電池的結構、制造方法和工藝不斷改進和完善，電池的性能有很大提高。鉛酸電池一直是二次化學電源中產量最大和應用最廣的品種。單體鉛-酸電池由正極板、負極板、硫酸、隔板、殼體、和密封蓋等組成。正負極分別焊接成群，包括匯流排和極柱，涂膏極板是鉛-酸電池中廣泛采用的極板形式，具有活性物質的真實比表面積大、可用大電流放電、活性物質的利用率高、制作工藝簡單和價格低廉等優點，但是也存在機械強度低、充放電過程活性物質易脫落和壽命較短等缺點。我們知道鉛-酸電池行業在電池極板生產過程中使用的板柵大都采用鉛銻合金、鉛-鈣合金設模鑄造而成。如圖(1)所示；板柵設計為框架結構，它的作用在于(1)集流體，即通過板柵的邊框和筋條，匯集、分布和傳導電流。( 支撐活性物質，即通過板柵的邊框和筋條，特別是橫向筋條，對活性物質起支撐作用。無論是鉛-銻合金板柵、還是鉛鈣合金板柵在正極條件下由于充放電過程的反復進行，為保證鑄造工藝添加的其它金屬元素在電池正常工作時都會發生不良反應，影響電池壽命。做為板柵的主體材料-鉛在負極條件下化學結構穩定，沒有問題發生。在正極條件下反復的充放電化學反應的同時、板柵材料本身進行氧化反應，分子不斷進行吸水、排水過程，分子結構產生電化學變化，鉛分子逐步轉化為二氧化鉛，材料分子間失去原有穩定結構，變的結構蘇松，分子間失去結合力。在外部有震動的條件下，依附在筋條上的活性物質隨筋條潰爛而脫落，脫落物質在殼體底部不斷累積，填充滿正-負極板之間底部縫隙造成電池正、負極之間短路，電池因此失去使用功能。由此可見；造成鉛-酸電池壽命短的原因就在于；一是正極板柵的氧化問題，再就是活形物質材料內部連接問題。

發明內容
我們提出了全新的解決方式，“一種鉛-塑復合板柵鑄框加網涂膏極板組裝的鉛-酸蓄電池”。它選用鉛-塑復合材料作為極板的板柵，板柵的中間體是塑料薄板，涂膠復合在塑板兩面的是純鉛板壓延的鉛箔，是一種三層材料復合體。純鉛材料保證了電池的導電性、與鉛膏的粘合性，同時避免了電池在使用時，其它金屬元素在電化學反應時產生的不良反應。夾層內的塑材具有耐腐蝕，抗氧化的特性。復合板材經裁片、模沖后形成復合板柵，熔鑄在板柵邊緣的純鉛框架與鉛箔熔為一體，保證了板柵的導電性能。柵板邊緣的純鉛框架可與其它極板組焊成群，保證了板柵的工藝性，表面的鉛材料與膏體的粘合性好，涂膏時加裝在鉛膏中的聚丙稀腈網布可將涂布于板柵上的膏體，在干燥后牢固的凝為一體。采用此種方法組裝的鉛-酸電池，極板由于板柵的基質是塑料，塑料在酸性環境不參加化學反應，尤其在鉛-酸電池正極部分反復充放電環境下不參加電化學反應，沒有氧化變質情況發生，涂膠復合于塑板兩面的鉛箔，電化學反應后緩慢轉化為二氧化鉛，由于粘合劑的存
3在，材料變了粘結效果不變，粘合于其上的物質不會脫落。故板柵材料結構穩定。由于加裝于膏體內的聚丙稀腈網布材質也是塑料，同樣不參加電化學反應，結構穩定。這兩個穩定保證了鉛-酸電池的正常長期使用。同時板柵主體改用塑料，用鉛量大為減少，電池成品重量相應減輕。鉛-酸電池的使用性能不變、壽命延長。


圖1是原有鉛銻-鉛鈣板柵結構示意圖。圖2是鉛-塑復合板柵材料結構示意圖。圖3是鑄鉛邊框結構示意圖。圖4是鉛-塑復合板柵整體結構示意圖。圖5是聚丙稀腈網布結構示意圖。圖6是板柵涂膏加網后形成的極板結構示意圖。
具體實施例方式首先我們選用寬500mm、厚Imm的聚四氟乙稀成卷板材，寬500mm、厚0. 10-0. 15mm
的壓延鉛箔卷材，在壓膜機上進行單面涂膠復合，制成單面鉛塑復合薄板。翻過來在薄板的另一面用寬500mm厚0. 10-0. 15mm的壓延鉛箔卷材進行涂膠復合，制成三層復合板。然后按一定規格裁切成片。在沖床上安裝設計好的沖模，沖制出形狀的鉛-塑復合板柵。如圖 (2)所示板柵的正面是沖去η個邊長為2mm的正六邊形部分后呈現的幾何面，柵的筋寬為 Imm從圖可以看到板柵中間(1)是聚四氟乙稀材質，它的兩邊(2)是涂膠后牢固復合于其上的壓延鉛箔。從所使用材料的材質來看我們得到了一片既可導電又抗氧化的鉛塑復合板柵。不足的是、沖切出的斷面上留有不導電的塑材截面，我們將板柵浸沾導電膠，干燥后進行電鍍，鍍鉛完成后就得到了表面全部是鉛材質的復合板柵。下一步，設模用鉛澆鑄板柵邊框。如圖C3)所示；澆鑄完成后的板柵上部鑄有組焊片( 可以與電池匯流排組焊成群，板柵的邊框(4)是中部凹槽形，預留出的位置正好將鉛塑板柵裝于其中熔鑄成一體。 澆鑄完成后的復合板柵如圖G)，從圖上可以看出(1)是聚四氟乙稀板材，( 是涂膠復合于板材上的壓延鉛箔，(3)是鉛質組焊片，(4)是鑄鉛邊框。有了鉛塑復合板柵，下一步進行的是在板柵上涂膏，涂膏延用過去的方法，不同的如圖( 所示；在涂好、未干的膏面上加復聚丙稀腈網布，加復時將按規格裁好的網布用刮鏟輕輕壓入膏面以下0. 5mm，然后將表面膏體刮平即可。加復成一面翻過來再加復另一面。完成后的極板如圖(6)所示；(1)聚四氟乙稀板柵、(2)復合于板柵上的壓延鉛箔、⑶鉛鑄組焊片、⑷板柵邊框、(5)沉入膏內的聚丙稀腈網布、(6)涂于板柵上的膏體。加復網布完成后的極板進行淋酸或浸酸處理，余下的工序和電材行業現有工藝相同，不再敘述。用這種極板組裝的鉛-酸電池由于板柵主體改為塑料，活性物質表面加網保護，鉛-酸電池的使用壽命延長。
權利要求
1.所述的“一種鉛-塑復合板柵鑄框加網涂膏極板組裝的鉛-酸蓄電池”尤其是一種鉛-塑復合板柵組裝的鉛-酸蓄電池的特征在于極板的板柵材料是厚度不超過Imm的聚四氟乙稀薄板，與厚度不超過0. 10-0. 15mm壓延鉛箔，涂膠復合成中間是塑料，兩面是鉛箔的三層復合板。
2.根據權利要求1所述的“一種鉛-塑復合板柵鑄框加網涂膏極板組裝的鉛-酸蓄電池”涂膏時加網的網布材料，可以是紗的經緯間隔不小于1mm，不大于2mm的紗網或網布。
全文摘要
一種鉛-塑復合板柵鑄框加網涂膏極板組裝的鉛-酸蓄電池。由于塑料材質板柵的使用，在電池長期反復充放電的環境下，這種塑料材質的板柵不參加電化學反應，不存在氧化變質的問題，因而保證了板柵的長期穩定存在。涂膠復合在塑料基體兩個面上的鉛箔，在電化學氧化后轉變為二氧化鉛導體，該導體在粘合劑強有力的作用下，牢固附著在塑料基體上保持穩定。這兩個穩定既保證了板柵的長期導電功能，又保證了板柵的柵狀結構長期穩定不變，附著在板柵上的活性物質由于有了板柵的支撐和網布的保護不存在脫落的可能，沒有了正極活性物質的脫落，造成鉛-酸蓄電池的報廢的條件不復存在，電池的使用壽命可隨著正極板的長期穩定存在而大為延長。
文檔編號B32B15/20GK102501464SQ201110346428
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月7日 優先權日2011年11月7日
發明者李平 申請人:李平