铅蓄电池用板栅、极板、极板群和铅蓄电池的制作方法_4

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困难;而且,极板在厚度方向上也有可能发生变形,甚至有可能 发生内部短路。综合上述各方面考虑,上述比值W/Q适宜为0. 89~0. 93,优选为0. 90~ 0. 92〇
[0080] 以下,基于实施例对本实用新型进行具体地说明,但这些实施例只是本实用新型 的例示,本实用新型并不限于这些实施例。
[0081](实施例1)
[0082] (1)正极板的制造
[0083] 以约100 :12 :14的重量比将原材料铅粉(铅和氧化铅的混合物)、水和稀硫酸进 行捏合,从而获得作为正极活性物质的正极铅膏。
[0084] 将包含含有约0. 07质量% Ca和约1. 3质量% Sn的Pb合金原料通过铸造法制得 的如图3(a)所示的正极板栅(包括2个由4根粗斜筋条构成的斜筋条群)。然后,在上述 正极板栅上填充上述正极铅膏而获得未化成的正极板。通过对该未化成的正极板进行固 化、干燥和化成,获得由正极板栅保持正极活性物质层而成的正极板。上述化成可以在组装 成极板群之前进行,也可以在组装成极板群并装配到铅蓄电池的电槽内之后来进行。
[0085] 所得正极板的各个构成要素的参数参见后述表1中所示的值,其中,比值a/W为 〇? 29,比值 b/W 为 0? 165。
[0086] (2)负极板的制造
[0087] 以约100 :10 :4的重量比将原材料铅粉、水和稀硫酸进行捏合,从而获得作为负极 活性物质的负极铅膏。用含有约〇. 07质量% Ca和约0. 25质量% Sn的Pb合金原料通过 铸造法制得的如图3 (b)所示的负极板栅(包括2个由4根粗斜筋条构成的斜筋条群)。用 上述负极铅膏填充上述负极板栅而获得未化成的负极板。通过对该未化成的负极板进行固 化、干燥和化成,获得由负极板栅保持了负极活性物质层而成的负极板。上述化成可以在组 装成极板群之前进行,也可以在组装成极板群并装配到铅蓄电池的电槽内之后来进行。
[0088] 所得负极板的各个构成要素的参数参见后述表1中所示的值,其中,比值a/W为 〇? 32,比值 b/W 为 0? 165。
[0089] (3)铅蓄电池的制造
[0090] 将多片上述正极板和多片上述负极板分别隔着超细玻璃纤维棉(AGM)交替地重 叠,从而获得极板群。
[0091] 分别将上述获得的单个极板群中同极性的正极极耳接到一起而获得正极汇流排, 将同极性的负极极耳焊接到一起而获得负极汇流排。将6个极板群分别收纳在电槽中的由 间隔壁隔开的6个单元电池室中。通过将一个极板群的负极汇流排与相邻的极板群的正极 汇流排焊接,从而将两个相邻的极板群串联连接,由此依次将各个极板群串联连接起来,也 就是将各个单元电池串联起来。其中,所得的比值W/Q为0. 91。
[0092] 在上述多个串联连接的极板群中,位于最终的两端的两个极板群中的一个极板群 的正极汇流排与正极端子连接、另一个极板群的负极汇流排与负极端子连接。然后,将电池 盖安装到电槽的开口上。随后,从电池盖上所设置的液体入口向每个单元电池中倒入浓度 为1. 260g/ml的硫酸作为电解液,并且在电槽中进行化成。在化成后,将具有用来将电池内 部产生的气体和压力排出的阀固定在上述液体入口中,从而获得铅蓄电池,该电池的容量 为65Ah,额定电压为12V。
[0093] (4)对铅蓄电池的性能进行评价
[0094] ⑷铅蓄电池的高率放电(大电流放电)特性和耐内部短路性的测定
[0095] 高率放电特性的测定方法如下:
[0096] 充电条件:以14. 7V的恒电压充电,最多充电12小时
[0097] 放电条件:以195A(3C)恒电流放电,直至电压降至9. 6V
[0098] 具体地说,将制造30天之内的新品电池进行电压、内阻及重量的测定后,在环境 温度为25°C条件下按以195A(3C)恒电流放电,放电到9. 6V终止后,记录放电时间(单位为 小时,简记为h),由此计算出放电容量来作为电池的初期高率放电特性。
[0099] 另外,对将制造30天之内的新品电池进行300次充放电循环后,按照上述相同的 步骤计算出放电容量来作为电池的末期高率放电特性。
[0100] 上述末期高率放电特性是为了测定电池在使用了 300次之后是否发生劣化,通过 与初期高率放电特性进行比较就可以得出电池的劣化程度和耐劣化性。
[0101] 耐内部短路性的测定方法如下(枝晶短路试验):
[0102] 在25°C环境下进行12小时的2. 45V恒电压充电(最大电流为24A),然后拆卸开 电池,目测在极板间产生的枝晶短路的个数。
[0103] 为了使枝晶短路容易发生,将电解液的注入速度由通常的50ml/秒增加到100ml/ 秒,由此制作电池。
[0104] (B)汇流排的焊接操作性的测定
[0105] 汇流排的焊接操作性用铸焊工艺(cos)的焊接性进行测定,对焊接性进行判定的 标准如下:
[0106] X:极耳与汇流排基本上融合,但可以明显看见较多气孔和分界线。
[0107] A:在汇流排的上部开始可以看见极耳的纵向分界线和少量小气孔,极耳上部与 汇流排融合。
[0108] 〇:在汇流排的中央附近开始可以看见极耳的纵向分界线,极耳上部与汇流排融 合。
[0109] ◎:极耳与汇流排熔为一体,仅能稍微看见一点极耳的分界线。
[0110] (C)耐振动性的测定
[0111] (1)充电结束后将电池在25±2°C的环境温度下放置12小时,使用标准电压表测 定电池内阻R(数据读取)。
[0112] (2)将电池放在专门的振动试验设备上,按下述条件进行振动试验。
[0113] ①补充满电电池;电池放置:正立放置
[0114] ②振动方向:水平&垂直;振幅:4mm
[0115] ③振动频率:16. 7HZ ;时间:1小时
[0116] 测定方法:将电池放在专门的振动试验设备上,按上述条件进行振动试验,结束后 确认:电池内阻和电压(静特性)。
[0117] 通过将此时测定的电池内阻与上述(1)中测定的电池内阻相比所升高的幅度来 判定耐振动性,内阻升高得越多,表明耐振动性越差。
[0118] 对每个实施例或比较例分别各制作100个电池。将进行了振动试验之后与进行振 动试验之前相比,将内阻(IR)上升了 1%以上或开路电压(OCV)降低了 1%以上的电池判 定为通过振动使极板群与汇流排之间的连接破坏了。
[0119] 将发生了上述破坏的电池的个数以百分率(% )示于表1中。
[0120](D)组装操作性
[0121] 制成10个待测的电池,在电池的各个单元电池室中插入极板群,因为每个电池有 6个单元电池室,所以总计有60个单元电池。如果能够用手操作以每个单元电池室为3秒 的速度将极板群插入到所有单元电池室中,则判定为组装操作性优异。即,以将用手操作不 能以3秒的速度将极板群插入到单元电池室中的数目来评价组装操作性,将所述数目为0 时记为◎,将所述数目为1时记为〇,将所述数目为4时记为A。
[0122] (实施例2~5)
[0123] 除了使正极板的比值a/W分别为0.31~0.34以外,其它均按照与实施例1相同 的设置和工艺方法来制得极板群和铅蓄电池,即,极板群中各个粗斜筋条的配置和分布的 类型也仍然为A类型。
[0124] (比较例 1、2)
[0125] 除了使正极板的比值a/W分别为0.28、0. 35以外,其它均按照与实施例1相同的 设置和工艺方法来制得极板群和铅蓄电池。
[0126] 上述各实施例和比较例中极板的各个构成要素和铅蓄电池的评价结果参见表1 中所示的值。
[0127] 从实施例1~5和比较例1、2所得的结果可知,通过将正极板的比值a/W设定在 0. 29~0. 34的范围内,可以实现良好的高率放电特性、汇流排的焊接操作性和耐内部短路 性。从得到更好的高率放电特性、汇流排的焊接操作性和耐内部短路性的观点考虑,优选正 极板的上述比值a/W为0. 31~0. 33。而如果正极板的上述比值a/W低于0. 29,高率放电 特性降低;如果正极板的上述比值a/W大于0. 34,则汇流排的焊接操作性和耐内部短路性 降低。
[0128](实施例6)
[0129] 除了采用图4(a)所示的正极板栅和图4(b)所示的负极板栅(极板群中各个粗斜 筋条的配置和分布的类型为B类型)以外,其它均按照与实施例3相同的设置(板栅的用 铅量也相同)和工艺方法来制得极板群和铅蓄电池。
[0130] 从实施例6和实施例3所得的结果可知,极板群中正极板和负极板各自的2个斜 筋条群中的各个粗斜筋条不是左右对称时比该各个粗斜筋条是左右对称时的高率放电特 性稍微差一些。但是,由于仍然是极板群中的正极板和负极板各自的对应区域的对应粗斜 筋条的配置形态完全一致而相互重叠,所以除了对高率放电特性有所影响之外,整体上仍 然能实现本实用新型的效果。
[0131] 另外可知,对于极板群中正极板和负极板各自的斜筋条群大于2个(例如为3个 或4个)时,也可以得到类似的结果。
[0132](比较例3)
[0133] 除了采用图5(a)所示的正极板栅和图5(b)所示的负极板栅(极板群中各个粗斜 筋条的配置和分布的类型为C类型)以外,其它均按照与实施例6相同的设置(板栅的用 铅量也相同)和工艺方法来制得极板群和铅蓄电池。
[0134] 从实施例6和比较例3所得的结果可知,在极板群中正极板和负极板各自的2个 斜筋条群中的各个粗斜筋条不是左右对称的情况下,极板群中的正极板和负极板各自的对 应区域的对应粗斜筋条的配置形态不完全一致时与该配置形态完全一致时相比,末期高率 放电特性明显下降,据认为这是因为正极板和负极板的对应区域中不存在粗斜筋条的一侧 容易钝化,不容易反应,并且容易出现疲劳,从而在经过多个充放电循环之后出现了劣化。
[0135] 另外可知,对于极板群中正极板和负极板各自的斜筋条群大于2个(例如为3个 或4个)时,也可以得到类似的结果。
[0136](比较例4)
[0137] 除了采用无粗斜筋条的正负极板栅以外,其它均按照与实施例6相同的设置(板 栅的用铅量也相同)和工艺方法来制得极板群和铅蓄电池。
[0138] 从实施例6和比较例4所得的结果可知,在采用无粗斜筋条的正负极板栅的情况 下,初期和末期高率放电特性均显著下降,高率放电特性很差。
[0139](实施例7~12)
[0140] 除了使比值W/Q分别为0.88~0.94以外,其它均按
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