专利名称：一种采用新型铅布材料作极板板栅的铅布电池的制造方法
技术领域：
本发明涉及电学领域中的一种电池，具体涉及一种采用新型铅布材料作电池极板板栅的铅布电池的制造方法。
背景技术：
目前所用阀控密封式铅酸蓄电池，由交替垂直放置的正、负极板、隔膜以及电解质、电池槽及盖、极柱等组成。
正、负极板先以铅合金浇铸成板栅，再在其格栅中涂填正膏和负膏，经淋酸、固化、干燥等工序制成。这种作为活性物质载体的板栅需要①良好的电子导电性，以便大电流放电；②板栅与活性物质有良好的结合强度，以抵抗蓄电池在充放电时正、负极活性物质的收缩和膨胀，防止活性物质脱落、缩短电池使用寿命；③能经得起强氧化腐蚀，重量要轻，以减少板栅在蓄电池中的重量比。
传统浇铸的铅合金板栅难以解决以上难题。其次，重力浇铸的合金板栅只能制造单体2V电池，2V以上蓄电池则需用铅合金条将单体电池的正、负极串联使用，这也增大了内阻、提高了电池重量，使铅酸蓄电池的重量比能量一般为30Wh/Kg左右。这与其它系列电池相比是较低的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决现有阀控密封式铅酸蓄电池极板内阻大、活性物质与板栅结合力不强、耐腐蚀差、重量比能量低等问题，而提供一种采用新型的铅布材料，制作铅酸蓄电池极板，并将其板栅组装成具有各种极板结构的铅布电池的制造方法。
本发明采用的技术方案是铅布电池的极板板栅采用新型铅布材料制作，而这种新型铅布材料是采用下述工艺生产的连续均匀带状非金属——金属复合材料物理气相沉积或导电涂料涂覆——电沉积——热处理的组合工艺。
采用上述新型铅布材料制作铅布电池极板板栅，其具体结构制作可采用下述方法之一(1)铅布两端分别涂覆正极铅膏、负极铅膏，做成双极性极板，双极性极板正、负极交错水平叠放并用超细玻璃纤维隔板相互隔开，压紧，用框式结构固定，正、负极用汇流排焊接在一起，装入电池槽内；(2)铅布涂覆正极铅膏或负极铅膏，做成单极板，正极板、超细玻璃纤维隔板、负极板、超细玻璃纤维隔板依次相互叠放，用框架固定，正、负极末端用汇流排焊接在一起；(3)铅布涂覆正极铅膏或负极铅膏，分别在正、负极板栅的不同部位焊上铅质极片，然后以超细玻璃纤维隔板、正极、超细玻璃纤维隔板负极的叠加方式卷绕，装入电池槽内，做成卷绕式铅布电池。
上述铅布材料采用物理气相沉积或导电涂料涂覆—电沉积—热处理的组合工艺制成。上述物理气相沉积或导电涂料涂覆—电沉积—热处理工艺所用连续化带状网或布可以是尼龙布、玻璃纤维布、聚酯纤维布、聚烯烃纤维布、聚酰胺纤维布、聚乙烯醇纤维布、丙纶布、无纺布、聚氨酯海绵。物理气相沉积法(PVD)工艺包括溅射镀、蒸发镀、离子镀中的某一种或两种组合。导电涂料涂覆包括添加型导电涂料(复合型)和非添加型导电涂料(结构型)中的某一种涂覆或两种组合涂覆。
上述电沉积可以是沉积铅或铅锡合金，采用连续电沉积设备和片式电沉积设备。快速多槽电沉积设备如实用新型专利“连续化带状泡沫镍整体电解槽”。(专利公告号CN23372160Y)。
上述热处理方法可在自然空气气氛或氢气气氛或氮气气氛的保护下，在履带式处理炉中连续进行退火处理。
上述铅布材料制备所用物理气相沉积或导电涂料涂覆—电沉积—热处理的组合工艺，如“一种铅酸蓄电池极板板栅的制造方法及设备”(发明专利申请号02114223.8)；“一种铅布电池极板板栅的制造方法”(发明专利申请号02139759.7)。
上述双极性极板由同一块极板两端分别涂覆正极铅膏、负极铅膏制成。正、负极铅膏之间涂覆高分子绝缘耐酸涂料。
上述的高分子绝缘耐酸涂料可采用环氧树脂或有机硅树脂。
上述双极性极板的使用方式上述铅布材料两端分别涂覆正、负极铅膏，中间涂覆高分子绝缘耐酸涂料，形成双极性极板。在夹具中放正、负各一个单极板，再放两个双极性极板，第二层放三个双极板，依次类推，层与层中间放置AGM隔板，直至所放极板数满足设计容量要求。然后用框架固定，两端正、负极分别与汇流排焊接后，装在电池壳体内。
上述单极性极板的使用方式上述铅布材料分别涂覆正、负极铅膏，形成单极性极板。在夹具中放一个正极，上面放一个隔板，再放一个负极，负极上再放一个隔板，依次类推，然后用框架固定极群，正、负极末端分别用汇流排焊接在一起，以垂直或水平的方式放入电池槽。也可采用较长规格的铅布，分别在正、负极板栅的不同部位用滚焊法焊上铅质极片，以隔板、正极、隔板、负极的方式叠加，然后卷绕成一卷，装入电池槽。
本发明与目前常用的阀控铅酸蓄电池相比，具有如下优点采用新型的铅布材料作板栅。由于采用了物理气相沉积或导电涂料涂覆—电沉积—热处理组合工艺，极板抗拉强度高，耐腐蚀、连续均匀、面密度误差小。使所组装的双极性铅布电池重量减少25％以上。
采用上述铅布材料组装的铅布电池，由于板栅表面镀层镀有金属Pb或铅锡合金，提高了析氢过电位，使贫液式铅布电池失水量减少，提高了电池使用寿命。
采用上述铅布材料组装的铅布电池，由于采用双极性结构，省去了单体电池之间的传统铅连接条，结构紧凑，又减少了部分铅用量，电池内阻小，能大电流放电，电池重量比能量高，可达50Wh/Kg。
采用上述铅布材料组装的铅布电池，可根据需要增减层内双极板的数量，额定电压可大幅度调整，做出4V、6V、8V、12V、18V的电池，通过叠加不同层数的极板数，又可以制备不同容量的电池。
采用上述铅布材料组装的铅布电池，由于采用新型铅布材料，板栅柔韧性好，抗拉强度高，可做成卷绕式结构的铅布电池。
因此，本发明采用新型铅布材料制做极板的铅布电池，设计合理，工艺先进，适宜于规模化生产。
图1为铅布电池双极性极板组装结构及方法示意图。
图2为双极性板栅结构示意图。
图3为2V单极性极板垂直组装方法示意图。
图4为2V单极性极板水平组装方法示意图。
图5为2V卷绕式铅布电池结构示意6为2V卷绕式铅布电池极板叠加方法示意图。
具体实施例方式实施例1参见图1、图2本发明首先采用“物理气相沉积—电沉积—热处理”或“导电涂料涂覆—电沉积—热处理”工艺生产的连续化带状铅布材料，在铅布两边涂上正极铅膏2、负极铅膏3，中间涂上高分子绝缘耐酸涂料5，如市售的环氧树脂涂料。然后裁成所需规格双极板和单极板。在专用夹具中，第一层放置两个双极板1和正、负各一个单极板，第二层放置三个双极板，或每个双极板或单极板用超细玻璃纤维隔板AGM包裹，然后依次类推，堆放层数决定于要组装的电池容量。层与层之间放置AGM隔板4，用压紧装置压紧，然后用框架固定。正、负两端分别用汇流排焊接在一起，装入电池槽，封上盖、焊端子、密封、加酸、化成，组装成额定电压为12V的蓄电池。电池壳槽上有正、负输出极柱和安全阀。
实施例2参见图3、图4，采用“物理气相沉积—电沉积—热处理”或“导电涂料涂覆—电沉积—热处理”工艺技术生产的连续化带状铅布材料，裁成所需规格大小板栅，分别在其两面涂覆正极铅膏或负极铅膏，形成正极板6或负极板7，在专用夹具上，放一个正极，上面放一个隔极4，再放一个负极，负极上再放一个隔板，或者正极板、负极板用超细玻璃纤维隔板AGM包裹，依次类推，极板数量决定于所组装电池容量，然后用框架固定极群，正、负极末端分别用汇流排焊接在一起，以垂直或水平方式放入电池槽。
实施例3参见图5、图6，采用“物理气相沉积—电沉积—热处理”或“导电涂料涂覆—电沉积—热处理”工艺技术生产的连续化带状铅布材料，裁成所需规格长条板栅，在正、负极用板栅的不同部位用滚焊法焊铅质极片8，然后再分别涂正极铅膏、负极铅膏，做成正极板6和负极板7，活性物质涂在板栅两面。在专用夹具上，放一条比极板稍宽的AGM隔板4，然后放正极，再放—条AGM隔板，最后放负极，一并卷绕放入电池槽9，正、负极上滚焊极片伸出部分分别用汇流排10焊接在一起，并将单体之间正负极串联起来，组装成12V卷绕式铅布电池。
上述的正极铅膏、负极铅膏为已有技术，参见金盾出版社2000年7月出版的《汽车摩托车蓄电池333问》P210-P213。
权利要求
1.一种采用新型铅布材料作极板板栅的铅布电池的制造方法，其特征在于铅布电池的极板板栅采用新型铅布材料制作，而这种新型铅布材料是采用下述工艺生产的连续均匀带状非金属——金属复合材料物理气相沉积或导电涂料涂覆——电沉积——热处理的组合工艺。
2.根据权利要求1所述的铅布电池的制造方法，其特征在于所述的采用新型铅布材料制作铅布电池极板板栅，其具体结构制作可采用下述方法之一(1)铅布两端分别涂覆正极铅膏、负极铅膏，做成双极性极板，双极性极板正、负极交错水平叠放并用超细玻璃纤维隔板相互隔开压紧，用框式结构固定，正、负极用汇流排焊接在一起，装入电池槽内；(2)铅布涂覆正极铅膏或负极铅膏，做成单极板，正极板、超细玻璃纤维隔板、负极板、超细玻璃纤维隔板依次相互叠放，用框架固定，正、负极末端用汇流排焊接在一起；(3)铅布涂覆正极铅膏或负极铅膏，分别在正、负极板栅的不同部位焊上铅质极片，然后以超细玻璃纤维隔板、正极、超细玻璃纤维隔板、负极的叠加方式卷绕，装入电池槽内，做成卷绕式铅布电池。
3.根据权利要求1所述的铅布电池的制造方法，其特征在于所述的新型铅布材料基材可以是下述之一尼龙布、玻璃纤维布、聚酯纤维布、聚烯烃纤维布、聚酰胺纤维布、聚乙烯醇纤维布、丙纶布、无纺布、聚氨酯海绵。
4.根据权利要求2所述的铅布电池的制造方法，其特征在于所述的铅布电池极板板栅制作时，将所采用的连续铅布材料，用机械或手工涂覆方式，在连续化带状铅布两边分别涂上正、负极铅膏，制成双极性极板；或分别涂覆正、负极铅膏，制成单极性极板。
5.根据权利要求2所述的铅布电池的制造方法，其特征在于采用的双极性极板两端正、负极间涂覆高分子绝缘耐酸涂料。
6.根据权利要求2所述的铅布电池的制造方法，其特征在于双极性极板的正、负极相互交错，水平放置。
7.根据权利要求2所述的铅布电池的制造方法，其特征在于通过增减双极性极板数量，可组装出不同额定电压的铅酸蓄电池，做出4、6、8、12、18V的电池。
8.根据权利要求2所述的铅布电池的制造方法，其特征在于单极性正、负极板与隔板相互叠放，垂直或水平放入电池槽。
9.根据权利要求2所述的铅布电池的制造方法，其特征在于单极性正、负极板与两个隔板相隔放置，卷绕放入电池槽，做成卷绕式铅布电池。
全文摘要
一种采用新型铅布材料作极板板栅的铅布电池的制造方法，采用经物理气相沉积或导电涂料涂覆—电沉积—热处理的组合工艺生产的新型铅布材料作为铅布电池极板板栅，制作时可采用多种形式使用该铅布材料;或做成双极板，铅布两端分别涂覆正、负极铅膏，中间涂高分子绝缘耐酸涂料，双极性极板正、负极交错水平放置，中间放玻璃纤维隔板；或做成单极板，正、负极板与隔板相互叠放，垂直或水平放入电池槽；或以隔板、正极、隔板、负极的叠加方式卷绕，做成卷绕式铅布电池。本发明结构形式多种多样，设计合理、构思新颖、工艺先进、产品技术性能好、重量比能量高、内阻小、大电流充放。
文档编号H01M10/12GK1501533SQ02139758
公开日2004年6月2日 申请日期2002年11月14日 优先权日2002年11月14日
发明者钟发平 申请人:钟发平