专利名称：一种新型铅蓄电池及其制造方法
技术领域：
本发明是涉及到铅蓄电池的寿命问题，它能使铅蓄电池的寿命有显著的提高。
铅蓄电池有很多优点，在社会生活中有着广泛的应用，但是也有一个极大的缺点，那就是成本高，但寿命短，目前我国的国产铅蓄电池一般使用寿命是壹年半左右。本发明是解决此问题，它具有成本低，效果显著，易生产等优点。
图1是常规的铅蓄电池极板，图2是含少量锑的铅锑(pb-sb)合金极板栅架，在栅架上置上活性物质即成正负极板;正极板的活性物质是二氧化铅(pbo2)负极板上的活性物质是纯铅(pb)，正极板上的化学反应比负极板强烈，在正常使用中，往往是正极板上的活性物质容易脱落，所以常规蓄电池都制成有沉淀槽(约2cm高)现在人们都认为极板从图1大部分或全部变成图2，则认为蓄电池寿命终结。本发明人在实践中发现，蓄电池使用一段时间后，容量会下降，有些容量变得很小的蓄电池，拆开后，发现正、负极板表面上还比较完好，但用物体略施加一点点压力，活性物质便纷纷脱落，特别是正极板上的活性物质脱落更快，而且蓄电池的沉淀槽内有许多红色粉末，本发明人化验了此粉末，发现其中大部分是pbo2，据此，本发明人认为这是由于参加化学反应强烈的正极板上的活性物质脱落的缘故，因为活性物质虽然与栅架沾结在一起，但它们之间难免存在着一定的间隙，活性物质的颗粒之间也存在一定的间隙，也就是说，它们之间存在一定的电阻。当电池充放电时，这些电阻放出的热量为Q＝0.24I2RT，这就是电池大电流充放电时极板弯曲变型的一个原因，此电阻产生的消极作用会促使活性物质的逐渐脱落;那么用过一段时间后，表面较完好的极板，其实与极板栅架粘在一起的活性物质已经大部分脱落，即活性物质与栅架之间已有了间隙，故“一触即崩”，如果使活性物质不至于从栅架上脱落，并且使其与栅架有良好的接触，活性物质颗粒之间也保持良好的接触。那么铅蓄电池的寿命将有一个重大突破。
怎样才能使活性物质不从栅架上脱落？本发明人借助于显微镜从蓄电池的沉淀槽中发现，脱落的活性物质的颗粒是呈无规则球状或球状集合体，小的不规则的球状颗粒直径为10-3mm数量级，大的直径为10-2mm数量级，而蓄电池在充放电，过程中的化学反应式子为
蓄电池在充放电过程中，运动的是硫酸根离子，而离子的直径为10-6mm数量级，由此可见，活性物质的颗粒的线度远大于离子，故只要造出微孔小于活性物质颗粒的大小，而远大于离子线度的耐酸隔纸，用此隔纸将极板封闭起来，并对极板施加一定的压力，使活性物质不能从极板栅架上脱落，但硫酸根离子又能畅通无阻地通过隔纸与活性物质起化学反应，那么此铅蓄电池的寿命将极大地提高，为了证实以上理论，本发明人用从废极板上脱落的活性物质来复制极板(当然复制后极板外观等不如新极板)并且用达到上述理论要求的隔纸将其封闭起来，为了使活性物质与栅架有良好的接触，用压板将其与负极板、隔纸、玻璃纤维等压紧后，将它们放进电解液进行常规充放电，结果发现其具备了充放电的能力，并且接近了全新极板，用此方法，本发明人用全新极板制成的铅蓄电池用大电流充放电(45安时电瓶用60安培的电流充电)已达800次，结果蓄电瓶还完好近新，但用常规方法制成的蓄电池，用这样大的电流充电不到90次则报废，下面结合图3～13来具体说明此新型铅蓄电池及其制造方法，图3中的1是此新型蓄电池的极板正视图;图4中的3是此新型蓄电池的极板栅架，图5的8是单格蓄电池的上压板，图6中的22是下压板，图8中的40是布满的微孔直径为10-4～10-5mm的隔纸做成的极板袋的展开图，附图中的2、19、43为中心孔，41、42为中心孔的半圆，8′、21是在上、下压板中间的薄铁板，图5、图6中虚线圆孔为薄铁板的圆孔，图6中的23～38为下压板镙丝杆、上压板8、下压板22用耐酸的塑料、或合成树脂、复合沥青、复合橡胶，或其他耐酸物铸成，(下压板上的镙丝杆的材料由下压板材料决定)图7为下压板22的正视图，其中局部剖视为丝杆的剖面图，39为加固丝杆用镙丝钉。极板也可以做成如图9、图10所示的形状，如图9所示时，配用的上压板如图11中的44′所示，下压板44′′只要将图11中圆孔43-49变成如图7中带加固镙丝钉39一样的镙丝杆即可，极板如图10所示的形状时，配用的上压板如图12中的56′所示，下压板56′′;也是将图12中的圆孔50-55变成象图7中带加镙丝钉39一样的镙丝柱即可，图9，图10所示的极板用的极板袋也是用布满直径为10-4-10-5mm的微孔隔纸做成。极板袋具有的小圆孔也要与图9、图10中的极板孔对正。
下面结合实施例加以说明该新型蓄电池的制造方法，实施例1是首先将极板栅架做成如图4中的3所示，中间留有空位，压铸成型的极板中留有圆孔2，如图3所示，制造压板时，首先将薄铁板用冲床冲压成图5中虚线所示的形状，然后将多块经冲床加工后的有孔薄铁板用镙丝钉固定好后加热淬火，增加其硬度，再将经过热处理后的薄铁板放进与对应的圆孔有薄圆头镙丝钉的模具中，镙丝钉的放置如图7中的39所示(也可以不放39)，然后注入耐酸塑料、或复合橡胶、合成树脂、或其它耐酸物，冷却后即得图6中的下压板22，制造压板的模具必须满足铁板不能外露，圆头镙丝钉39也不能在丝杆中外露，所铸成的镙丝杆最好形成镙纹。当然不能形成者脱模后再开牙也可以。同理极板的上压板的制造方法与下压板大体相同，不同之处是上压板仅有圆孔，没有镙丝杆和加固镙丝，将布满直径为10-4-10-5mm微孔的隔纸剪成图8所示的40，再用耐酸树脂粘好成极板袋，然后，将极板放入此袋中封装好，同时备好玻璃纤维、极板、隔板。以上材料备好后，按图13所示的进行总装，首先在下压板22上放上玻璃纤维57，再放上负极板58，在负极板的中心孔侧壁涂上耐酸合成树脂，再放上玻璃纤维59，隔板60，再放上一层玻璃纤维61，放上正极板62，再放上玻璃纤维63，隔纸64，玻璃纤维65，负极板66，玻璃纤维67，隔纸68，在有圆孔的地方涂上耐酸的合成树脂……，如此循环，最后必须是放上玻璃纤维76，负极板75后再放上一层玻璃纤维74后放上上压板8，再拧紧69、70、71、72、73…等所有丝杆上的镙丝帽，使极板产生的压强力0.40×105帕-1.20×105帕之间，当然大一些仍可以，最后将正负极板分别连接好即成单格电池，(每单格电池组的极板片数由需要而定)制造图9，所示的极板所需的上压板44′，下压板44′′制造图10中所示的极板所配用的上压板56′下压板56″时，方法、步骤、所用的材料与前面所述的基本相同，不同之处是44′仅有43、44、45、46、47、48、49共7个圆孔，44″上也仅有7条螺丝杆(图中44″、56″未画出)，同理56′上也仅有50-55共6个圆孔，下压板56″也仅有6条镙丝杆。
实施例2基本上与实施例1相同，不同之处是为了降低成本，上、下压板用硬度够高的复合橡胶、硬塑料或合成树脂铸成，里面不再加上铁板8′、21，只将正极板用布满直径为10-4-10-5mm微孔耐酸隔纸做成的极板袋封闭住，负极板可以不封闭，(因负极板不容易损坏)组装单格电池时也可以省去隔板60、64……，其余与实施例1相同，效果接近实施例1，使用时间长后，如果蓄电池硫化，则对蓄电池进行脱硫即行，而脱硫属于现有技术，而且也很简单、在此也不再详述。
权利要求
1.一种新型铅蓄电池，它包括有隔板、玻璃纤维、电池壳，硫酸溶液等，其特征在于极板上有不允许活性物质颗粒间分离和脱落极板栅架用的圆孔，并且极板用不允许活性手质脱落到电液中去的布满直径为10-4-10-5mm的微孔隔纸封闭住，和不允许活性物质脱离极板栅架的上、下压板。
2.根据权利要求1所示的装置，其特征在于铅蓄电池的极板有圆孔、圆孔直径为4-8.5mm为宜，铅蓄电池的极板用布满直径为10-4-10-5mm的微孔隔纸做成的纸袋封闭住，固定极板用的不允许活性物质脱离极板栅架的压板中间有薄铁板、压板上，有镙丝杆、圆孔。薄铁板的外表面用硬耐酸塑料或复合橡胶、合成树脂、复合沥青封闭住。
3.根据权利要求1所示的装置，其特征在于固定极板的压板可以不放薄铁板、加固用的薄圆头螺丝钉39，可以直接用耐酸硬塑料、合成树脂，复合橡胶或复合沥青一次直接铸成，只用布满直径为10-4-10-5mm的隔纸做成的纸袋将正极板封闭住，负极板不封闭。
4.根据权利要求1所示的装置，其制造方法特征在于先将薄铁板用冲床冲压成压板所需的形状，后将此多块薄铁板用镙丝钉固定后，加热淬火，将布满直径为10-4-10-5mm微孔的隔纸制成的纸袋将极板封闭住(此纸袋可用耐酸的合成树脂作为粘合剂)将经过热处理后的薄铁板放进与对应的圆孔有薄圆头镙丝钉39的模具中，然后注入硬耐酸塑料、合成树脂、复合橡胶、或复合沥青(最好在放入薄铁板前先在模具中注入一薄层上述几种之一的耐酸物，以保证铁板和镙丝钉39不外露)即得下压板22、上压板的制造方法与下压板基本相同，不同之处是，上压板没有丝杆，仅有圆孔;制造出来的下压板丝杆直径为4-8mm，制造适合丝杆用的镙丝帽时，也是先做模、后注入上述耐酸物之一，即形成镙丝帽。
5.根据权利要求1所述的装置其特征在于制造极板栅架时，要在与极板对应的圆孔地方留有空位置，制造极板时，模具中要有圆柱物，以保证生产出来的极板上有圆孔。
6.根据权利要求1所述的装置，总装蓄电池时的特征在于将下压板置于工作台上，在下压板上放上玻璃纤维，再放上负极板、在极板圆孔的内壁上涂上一层耐酸的合成树脂或其它耐酸物，再放上玻璃纤维、隔板，玻璃纤维，在隔板、玻璃纤维中有圆孔的地方也涂上一层耐酸的合成树脂，或其它耐酸物，再放上正极板，再在正极板有圆孔的地方内壁上也涂上一层耐酸的合成树脂或其他耐酸物，再放上玻璃纤维、隔板…玻璃纤维、负极板，在有圆孔的地方上，涂上耐酸的合成树脂……，以此周而复始，最后将所有丝杆的镙丝帽拧紧、使极板间的压强为0.40×105帕-1.20×105帕之间，加大一些也可以，最后将负极板，正极板分别连接即成单格电池，制成单格电池后，按需要将单格电池串并联起来，即成成品。
全文摘要
一种新型铅蓄电池，它能有效地提高其寿命，解决的方案是使活性物质不从极板栅架上脱落，并长期具有多孔性，具体方法为在极板上有用于不允许活性物质颗粒之间分离，和脱离极板栅架的圆孔，每块极板用作为不允许活性物质颗粒脱落到电液中去的布满直径为10
文档编号H01M2/14GK1070771SQ9110884
公开日1993年4月7日 申请日期1991年9月17日 优先权日1991年9月17日
发明者刘云招 申请人:刘云招