一种铅蓄电池板栅的制作方法

本发明涉及铅蓄电池生产技术领域，特别是涉及一种铅蓄电池板栅。

背景技术：

铅蓄电池创造至今已有150年，蓄电池的应用领域非常广泛。近些年，电动车凭其较好的代步性能、较低的存放场地要求和出色的价格优势在我国迅猛发展，得益于此，蓄电池产业也得到了迅速的发展。

铅酸蓄电池属于可逆直流电源，可将化学能转变为电能，同时也可将电能转变为化学能。铅酸蓄电池主要由电解液、槽盖以及极群组成，铅酸蓄电池的电解液为硫酸溶液，其中极群主要由正极板、负极板和隔板组成，隔板主要起到储存电解液，作为氧气复合的气体通道，起到防止活性物质脱落以及正、负极之间短路的作用。

在蓄电池生产加工过程中，板栅作为铅膏的载体和导体，铅膏只有填涂在板栅上经过固化干燥后才能成为极板，而极板却是铅酸蓄电池的核心，板栅犹如骨架，对整个极板的强度和使用寿命都有直接的影响。

目前的板栅筋条普遍都是纵横垂直相交，这种板栅电流传导路径较长，存在较大的内压降，并且铅膏易因使用过程中体积变化不均匀而脱落，造成容量与寿命的不足。

授权公告号为cn201435421y的中国实用新型专利公开了一种铅酸蓄电池的电极板栅结构，包括有边框，在边框外部连接有一凸出的板耳，边框内连接有相互交错的横筋条及竖筋条，所述竖筋条的截面高度与边框的截面高度相同，横筋条的截面高度比边框的截面高度低15～30％，所述竖筋条呈以板耳为中心的放射型布局。

授权公告号为cn201741750u的中国实用新型专利公开了一种铅酸蓄电池用板栅，包括边框，在所述边框的外部设有一凸出的板耳，在所述边框内设有纵横交错的横筋条和竖筋条，所述横筋条均匀分布，所述竖筋条靠近所述板耳的一端向所述板耳倾斜，所述竖筋条的厚度和所述边框厚度相等，在所述边框的底部设置有支撑脚，所述竖筋条以所述板耳为中心呈放射状分布。

授权公告号为cn203406378u的中国实用新型专利公开了一种铅酸蓄电池板栅，由极耳、边框和设置在边框内的筋条构成，所述极耳设置在边框的上端，所述筋条包括横筋条和竖筋条，横筋条和竖筋条交错形成网状结构，横筋条为水平平行设置，竖筋条在极耳侧沿边框中部向两侧呈放射状分布，竖筋条自靠近极耳一端起第三条竖筋条开始至少八条竖筋条设有筋条分支，筋条分支通过过渡支叉与竖筋条连接，过渡支叉设置在竖筋条的中上部，筋条分支与竖筋条交替排列。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中板栅电流传导路径较长，存在较大内压降的问题，提供了一种铅蓄电池板栅，该铅蓄电池板栅中电流传导路径短，内阻小。

一种铅蓄电池板栅，包括由上边框筋条、下边框筋条和两条竖向边框筋条构成的边框，边框内纵横交错形成网状结构的横向筋条和纵向筋条，以及设置在上边框筋条上的极耳，所述纵向筋条向极耳所在的方位倾斜收拢，且它们的延长线相交于一点，该交点位于极耳正上方，上、下边框筋条的间距和该交点与下边框筋条的间距的比值为黄金分割比例。即上、下边框筋条的间距和该交点与下边框筋条的间距的比值约为0.618。所有纵向筋条的端点至交点为直线段，直线段的距离最短，电阻的大小与筋条长度大小成正比，距离最短，内阻最小。如延长纵向筋条最终不相交于一点，则电流传导路径最终成为分散状态，传导路径分散导致传导电流值分散，分散状态的电流不利于蓄电池瞬间放电。当延长纵向筋条最终相交于一点时，该点的电流值将是整个极板电流的总和，故增加瞬间电流值，提高大电流放电性能。蓄电池放电时，其放电性能与使用寿命为重要指标。如单位时间内放电深度过大，则寿命会减短。且当蓄电池放出容量是整个蓄电池的60％～65％时，则进行对其充电以保证使用寿命。

相邻两条纵向筋条之间的夹角为3度。

所述极耳的高度为h，极耳外侧沿与上边框筋条中点的距离为l，所述极耳与上边框筋条的交点为以2l为长轴、2h为短轴的椭圆的焦点。

所述极耳基部的宽度逐渐增大。增强极耳与上边框筋条的连接效果，且不易因蓄电池工作时产生的热量导致变形和裂纹。

所述下边框筋条与其相邻横向筋条之间的纵向筋条手尾相连呈锯齿状。在极板制造过程中和蓄电池受震动时其底部易受损，故这样设计更有利于活性物质的有效保持。

所述纵向筋条的宽度从下边框筋条至上边框筋条逐渐增加。因极板上部的活性物质利用率较高，故上部纵向筋条加粗会减小内阻，有利于瞬间集流。

所述上边框筋条及靠近极耳的竖向边框筋条较下边框筋条及另一条竖向边框筋条粗。上边框筋条及靠近极耳的竖向边框筋条的活性物质利用率较高，故加粗会减小内阻，有利于瞬间集流。

所述上边框筋条及靠近极耳的竖向边框筋条宽度为3mm，下边框筋条及另一条竖向边框筋条宽度为2mm。

所述横向筋条其中一端端部为宽度渐变的锥形段。靠近该锥形段一侧为板栅浇铸口，将横向筋条靠近浇注口一侧加粗设计成锥形段，使在浇铸过程中单位时间内流进的铅液量增加，既有利于浇铸成型，亦有利于活性物质在极板竖直方向上的保持。

本发明铅蓄电池板栅的纵向筋条向极耳所在的方位倾斜收拢，且它们的延长线相交于一点，所有纵向筋条的端点至交点为直线段，直线段的距离最短，电阻的大小与筋条长度大小成正比，距离最短，内阻最小；上、下边框筋条的间距和该交点与下边框筋条的间距的比值为黄金分割比例，使得单位时间内放电深度不容易过大，有效保证使用寿命。

附图说明

图1为本发明铅蓄电池板栅的结构示意图。

图2为纵向筋条倾斜方向及延长线的示意图

图3为极耳位置示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种铅蓄电池板栅，包括由上边框筋条1、下边框筋条2和两条竖向边框筋条构成的边框，边框内纵横交错形成网状结构的横向筋条5和纵向筋条6，以及设置在上边框筋条1上的极耳7，两条竖向边框筋条分别为远离极耳7的竖向边框筋条3以及靠近极耳的竖向边框筋条4。

为了增强极耳7与上边框筋条1的连接效果，且不易因蓄电池工作时产生的热量导致变形和裂纹，极耳7基部的宽度逐渐增大。在极板制造过程中和蓄电池受震动时其底部易受损，所以，为了更有利于活性物质的有效保持，下边框筋条2与其相邻横向筋条5之间的纵向筋条8手尾相连呈锯齿状。为了提高极板上部的活性物质利用率，纵向筋条6的宽度从下边框筋条2至上边框筋条1逐渐增加，这样有利于瞬间集流。

上边框筋条1及靠近极耳的竖向边框筋条4的活性物质利用率较高，将上边框筋条1及靠近极耳7的竖向边框筋条4设计成较下边框筋条2及另一条竖向边框筋条3粗，加粗会减小内阻，有利于瞬间集流。在一个实施例中，上边框筋条1及靠近极耳7的竖向边框筋条4宽度为3mm，下边框筋条2及另一条竖向边框筋条3宽度为2mm。

横向筋条5其中一端端部为宽度渐变的锥形段9。靠近该锥形段9一侧为板栅浇铸口，将横向筋条5靠近浇注口一侧加粗设计成锥形段9，使在浇铸过程中单位时间内流进的铅液量增加，既有利于浇铸成型，亦有利于活性物质在极板竖直方向上的保持。

如图2所示，纵向筋条6向极耳7所在的方位倾斜收拢，且它们的延长线相交于一点o，该交点位于极耳7的正上方。相邻两条纵向筋条6之间的夹角为3度。所有纵向筋条6的端点至交点o为直线段，直线段的距离最短，电阻的大小与筋条长度大小成正比，距离最短，内阻最小。如延长纵向筋条6最终不相交于一点，则电流传导路径最终成为分散状态，传导路径分散导致传导电流值分散，分散状态的电流不利于蓄电池瞬间放电。当延长纵向筋条6最终相交于一点时，该点的电流值将是整个极板电流的总和，故增加瞬间电流值，提高大电流放电性能。

上边框筋条1与下边框筋条2的间距l1，交点o与下边框筋条2的间距为l2，l1与l2的比值为黄金分割比例，约为0.618。蓄电池放电时，其放电性能与使用寿命为重要指标，如单位时间内放电深度过大，则寿命会减短，且当蓄电池放出容量是整个蓄电池的60％～65％时，则进行对其充电以保证使用寿命。

如图3所示，极耳7的高度为h，极耳7外侧沿与上边框筋条1中点的距离为l，极耳7与上边框筋条1的交点为以2l为长轴、2h为短轴的椭圆的焦点。极板的所有电流最终通过极耳传导，正负极板装配成极群组后，则两个电流汇集点正好位于椭圆的焦点处。蓄电池放电时电流自负极流向正极，蓄电池充电时电流自正极流向负极。当电流汇集点位于椭圆的焦点处，焦点处的电场曲线最密集，电场曲线密集的地方电场强度最强。椭圆其中一焦点的电场线过椭圆面全部反射至另一焦点，意味着不论是充电还是放电，正负极所产生的电流均被100％利用，故椭圆焦点设计的板栅产生的瞬间电流值将明显提高。

实施例2

实施例1中的板栅，其纵向筋条向极耳所在的方位倾斜收拢，且它们的延长线相交于一点，该交点位于极耳正上方，上、下边框筋条的间距和该交点与下边框筋条的间距的比值为黄金分割比例，且相邻两条纵向筋条之间的夹角为3度(d)；作为对比的板栅，纵向筋条的延长线相交于一点，交点比实施例1的板栅的交点在竖直方向向上偏离8mm(d8)。

将上述两种板栅装配成6-evf-200蓄电池后检测在不同温度下的大电流放电情况，实测数据如表1所示，相对于对比组，使用实施例1中板栅制备的蓄电池，其大电流放电的时间较长。

表1

实施例3

实施例1中的板栅，其纵向筋条向极耳所在的方位倾斜收拢，且它们的延长线相交于一点，该交点位于极耳正上方，上、下边框筋条的间距和该交点与下边框筋条的间距的比值为黄金分割比例(h)；作为对比的板栅，纵向筋条的延长线相交于一点，交点比实施例1中的板栅相应的交点在水平方向上(即横向)向外侧(即与极耳较近的竖向边框筋条一侧)偏离12mm(h12)和向内侧偏离12mm(h-12)，而极耳位置不变。

将三种板栅分别装配6-evf-200蓄电池，然后检测在不同温度下的寿命实测数据，结果如表2所示，使用实施例1总板栅制备的蓄电池，其寿命相对较高。

表2

实施例4

实施例1中的板栅，极耳的高度为h，极耳外侧沿与上边框筋条中点的距离为l，极耳与上边框筋条的交点为以2l为长轴、2h为短轴的椭圆的焦点(t)；作为对比的板栅，其极耳与上边框筋条的交点向外侧偏离上述椭圆焦点10mm(t10)，或向内侧偏离上述椭圆焦点10mm(t-10)。

将上述三种板栅分别装配6-evf-200蓄电池，然后检测在不同温度下的瞬间电流值实测数据，结果如表3所示，使用实施例1中板栅制备的蓄电池，其瞬间电流增大。

表3

实施例5

实施例1中的板栅，其中下边框筋条与其相邻横向筋条之间的纵向筋条手尾相连呈锯齿状(sa)；作为对比，采用现有技术中横向筋条和纵向筋条纵横交错，没有这种锯齿状设计(si)，两者在制造极板过程中，由底部产生的不良率对比数据如表4所示，结果可以发现，这种锯齿状设计能够在一定程度上避免极板底部不良率的产生。

表4