铅蓄电池用板栅、极板、极板群和铅蓄电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及铅蓄电池用板栅、极板、极板群和铅蓄电池，具体地说，涉及高率 放电特性优异、汇流排的焊接操作性和耐内部短路性良好的极板群以及使用了该极板群的 高率放电特性优异、并且汇流排的焊接操作性、耐内部短路性、耐振动性和组装操作性良好 的铅蓄电池。
【背景技术】
[0002] 铅蓄电池（下文中有时将"铅蓄电池"简称为"电池"）广泛用作车辆等的启动 电源和备用电源、以及用作电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动滑板车、小型电动助力 车、高尔夫球车等的动力电源。铅蓄电池还广泛用作太阳能发电设备以及可再生能源等的 储能蓄电池。在这些用途中，对铅蓄电池的性能分别有不同的要求，例如要求高率放电特性 良好、可有效地抑制短路发生、耐振动性良好等。另外，在铅蓄电池的加工和制作过程中，也 希望简化加工工艺和提高效率等。
[0003] 为了提高铅蓄电池的各个性能，在现有技术中一直在对各个结构构件和要素进行 研宄。极板是铅蓄电池的最主要的构件之一，其结构和性能对铅蓄电池的性能等有着重要 的影响，所以一直在对极板进行各种研宄。
[0004] 现有铅蓄电池中使用的极板的板栅大多以横向长方形网格设计为主，这种设计的 特点通常是横筋条多、竖筋条少且筋条粗细均一。这种板栅的设计虽然能够使得活性物质 分布均匀，但板栅的网栅中间无强有力的支撑筋条，易遭到破坏，并且内阻较高，不利于电 流的传输，从而电池在高功率、大电流放电方面受到制约。
[0005] 日本专利昭58-64763公开了一种铅蓄电池用板栅，其着眼于集电性，通过流过板 栅的电流来对电压下降进行抑制、从而提高电压特性。其具体的技术构思是：通过使极耳从 板栅的上横梁骨的端部向中间位置移动，并且使纵筋条的总重量或总根数增加、使横筋条 减少，从而对纵筋条与横筋条的重量分配比例进行调整，由此改善了铅蓄电池的急速放电 时的电压特性。在该文献中还提到了极耳可以被设置在板栅的上横梁骨的除了中心和端部 以外的1/2区域内，并且在图3中示出了在板栅中可以使用斜筋条。
[0006] 日本专利特开平7-307148公开了一种极板的变形少、寿命性能优良的铅蓄电池， 其中，正负极板的极耳部的中心位置与极板的一端之间的距离相对于极板宽度W为1/5W~ 4/5W，汇流排通过铸焊工艺（COS)来形成，相邻单元电池之间的连接部的中心位置与极耳 部的中心位置一致，并且使所形成的汇流排的厚度为4mm以上。该文献中明确提到：在铅蓄 电池中，因为极耳被汇流排以及相邻单元电池之间的连接部固定，所以极耳的下部的网栅 几乎不发生变形；但是，与极耳间隔距离越远的位置的网栅越容易沿纵向发生变形；因此， 为了降低整个板栅的变形，最理想的是使极耳的位置保持在板栅的横梁骨的中间位置。另 一方面，如果极耳的位置保持在板栅的横梁骨的中间位置，则极板群中正极极耳和负极极 耳会处于相互很靠近的位置上，无法形成正负极汇流排，因此需要将极耳设置在稍稍偏离 横梁骨的中间位置的位置。该文献的技术构思可以被归纳为：通过极耳部的中心位置与相 邻单元电池之间的连接部的中心位置一致，从而使极板被汇流排以及相邻单元电池之间的 连接部固定；通过使汇流排的位置靠近极板的中央部分，则从汇流排的位置到极板两端部 的距离变短，所以在两端部的极板的伸长率变少，由此能够抑制整个极板的变形。并且，通 过使汇流排的厚度为规定的值以上，可以进一步抑制板栅的变形。由此可见，在该文献中， 通过在能确保完成正负极的汇流排铸焊工艺的前提下，使极耳的位置尽可能靠近板栅的中 间位置，并且使汇流排的厚度为规定的值以上，由此抑制极板的变形和汇流排的变形等，从 而防止短路发生，提高电池的寿命性能。
[0007] 但是，对于铅蓄电池而言，如果极耳的位置保持在板栅的横梁骨的中间位置或靠 近该中间位置，则有可能导致无法从电池中的极板的中央部分注入电解液，从而只能从中 央部分以外的区域注入电解液，结果不能确保电解液浸透到距离注液位置较远的极板区 域，而且电解液在整个极板中的浸透性差，电解液很难在整个极板中均匀分布。
[0008] 中国实用新型专利CN202268443U公开了一种铅酸蓄电池板栅，其中，横向筋条和 纵向筋条以由极耳处发出的纵向筋条作为主筋条呈网状叶脉分布。上述主筋条从极耳处向 板栅底部逐渐变窄。该板栅形成叶脉状的结构，提高了电流传输的效率，叶脉状栅格提高了 板栅的抗蠕变性能，主筋条的上宽下窄的形式有利于电流的传导分布。
[0009] 中国实用新型专利CN202977604U公开了一种高功率铅酸蓄电池板栅结构，上述 板栅的极耳中置或偏置，极耳下方设置一条中央大筋，上述中央大筋直接连接极耳与底部 边框；上述中央大筋与侧面边框或四周边框之间由较粗的主筋连接；上述边框、主筋、中央 大筋之间由网状小筋条连接。通过中央大筋将极耳处的电流均衡的分配给各主筋，主筋再 将电流分配给各小筋条，由此能够使电池在充放电过程电流分布更加均匀，可快速充放电， 改善大功率充放电能力。
[0010] 虽说现有技术中对板栅和极板的性能和结构进行了各种研宄，但在目前对高功率 大电流放电的需求越来越强烈的背景下，要求进一步提高铅蓄电池的高率放电特性，同时 确保其他方面的性能例如汇流排的焊接操作性、耐内部短路性、耐振动性和组装操作性。 【实用新型内容】
[0011] 所要解决的技术问题
[0012] 本实用新型的目的在于提供高率放电特性优异、汇流排的焊接操作性和耐内部短 路性良好的极板群和使用了该极板群的高率放电特性优异、并且汇流排的焊接操作性、耐 内部短路性、耐振动性和组装操作性良好的铅蓄电池。
[0013] 解决该技术问题的手段
[0014] 本实用新型通过对板栅的筋条配置形式、极耳的位置、极耳的宽度与极板的宽度 的比值、以及极板群中极板的宽度与单元电池室的宽度的比值进行优化设计，从而解决了 上述的技术问题。
[0015] gp，本实用新型涉及如下内容。
[0016] (1)、一种铅蓄电池用板栅，其特征在于，极耳的宽度方向的中心位置离上述板栅 的宽度方向的较近一端边缘的距离a与上述板栅的宽度W的比值a/W为0. 29~0. 34,上述 板栅具有2个以上斜筋条群，每个斜筋条群由多根粗斜筋条构成，上述多根粗斜筋条各自 的一端汇聚连接在上述板栅的上横梁骨的汇聚连接点上、另一端与上述板栅的左纵梁骨、 右纵梁骨或下横梁骨连接，一个斜筋条群的汇聚连接点为上述极耳与上述上横梁骨相交叉 处的中心点。
[0017] (2)、根据上述（1)所述的铅蓄电池用板栅，其特征在于，上述极耳的宽度b与上述 板栅的宽度W的比值b/W为0. 14~0. 205。
[0018](3)、根据上述⑴或⑵所述的铅蓄电池用板栅，其特征在于，上述粗斜筋条的粗 度相对于上述板栅中的其他筋条的粗度为110~130%。
[0019] (4)、根据上述⑴或⑵所述的铅蓄电池用板栅，其特征在于，上述比值a/W为 0. 31 ~0. 33。
[0020] (5)、根据上述（2)所述的铅蓄电池用板栅，其特征在于，上述比值b/W为0. 15~ 0. 18〇
[0021] (6)、根据上述（1)所述的铅蓄电池用板栅，其特征在于，上述多根粗斜筋条中的 一部分粗斜筋条的上述另一端与上述左纵梁骨、上述右纵梁骨或上述下横梁骨的中间位置 连接。
[0022] (7)、根据上述（1)所述的铅蓄电池用板栅，其特征在于，上述多根粗斜筋条中的 一部分粗斜筋条的上述另一端与上述左纵梁骨和上述下横梁骨两者的交叉点连接、或者与 上述右纵梁骨和上述下横梁骨两者的交叉点连接。
[0023] (8)、根据上述（1)所述的铅蓄电池用板栅，其特征在于，上述斜筋条群为2~4 个。
[0024] (9)、根据上述（1)所述的铅蓄电池用板栅，其特征在于，上述多根粗斜筋条为2~ 6根粗斜筋条。
[0025] (10)、根据上述（1)、（6)或（7)所述的铅蓄电池用板栅，其特征在于，一个斜筋条 群中的一个粗斜筋条的另一端和另一个斜筋条群中的一个粗斜筋条的另一端各自的与上 述左纵梁骨、上述右纵梁骨或上述下横梁骨的交叉点相同。
[0026] (11)、根据上述（1)、（8)或（9)所述的铅蓄电池用板栅，其特征在于，一个斜筋条 群中的各个粗斜筋条与另一个斜筋条群中的各个粗斜筋条被配置成相对于上述板栅的宽 度方向的中心线是左右对称的。
[0027](12)、根据上述（1)、⑶或（9)所述的铅蓄电池用板栅，其特征在于，上述板栅中 的上述2个以上斜筋条群中的所有粗斜筋条在整体上被配置成相对于上述板栅的宽度方 向的中心线是左右对称的。
[0028] (13)、一种铅蓄电池用极板，其包含板栅和由该板栅保持的活性物质层，其特征在 于，上述板栅是上述（1)~（12)中任一项所述的板栅。
[0029] (14)、根据上述（13)所述的铅蓄电池用极板，其特征在于，上述极板为正极板或 负极板。
[0030] (15)、一种铅蓄电池用极板群，其由多片正极板和多片负极板隔着隔板交替重叠 而成，其特征在于，上述正极板为上述（13)所述的极板；上述负极板的极耳的宽度方向的 中心位置离上述负极板的宽度方向的较近一端边缘的距离a与上述负极板的宽度W的比值 a/W为0.34以下，上述负极板的板栅具有2个以上斜筋条群，每个斜筋条群由多根粗斜筋条 构成，上述多根粗斜筋条各自的一端汇聚连接在上述板栅的上横梁骨的汇聚连接点上、另 一端与上述板栅的左纵梁骨、右纵梁骨或下横梁骨连接，一个斜筋条群的汇聚连接点为上 述极耳与上述上横梁骨相交叉处的中心点。
[0031] (16)、根据上述（15)所述的铅蓄电池用极板群，其特征在于，上述负极板的极耳 的宽度b与上述负极板的宽度W的比值b/W为0. 205以下。
[0032] (17)、根据上述（15)所述的铅蓄电池用极板群，其特征在于，上述负极板的上述 比值a/W为0.29~0.34。
[0033] (18)、根据上述（15)所述的铅蓄电池用极板群，其特征在于，上述负极板的上述 比值a/W为0.31~0.33。
[0034] (19)、根据上述（15)所述的铅蓄电池用用极板群，其特征在于，上述负极板的极 耳的宽度b与上述板栅的宽度W的比值b/W为0. 14~0. 205。
[0035] (20)、根据上述（15)所述的铅蓄电池用极板群，其特征在于，上述负极板为上述 (13)所述的极板。
[0036] (21)、根据上述（15)~（20)中任一项所述的铅蓄电池用极板群，其特征在于，上 述正极板中一个斜筋条群中的各个粗斜筋条与另一个斜筋条群中的各个粗斜筋条被配置 成相对于板栅的宽度