用于电化学蓄电池的板状电池电极的格栅组件以及蓄电池的制作方法

文档序号:13742941阅读:176来源:国知局
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于电化学蓄电池的板状电池电极的格栅组件。本发明还涉及一种根据权利要求7所述的蓄电池。一般来说,本发明涉及具有板状电池电极的电化学蓄电池领域,该板状电池电极又称作电极板。这种蓄电池尤其制成铅酸蓄电池。在此,该酸形成液体电解质。例如在文献DE102008029386Al或者文献WO01/04977Al中说明了这种电池电极的格栅组件。这种格栅组件通常由铅制成。由于原材料价格上涨和电化学蓄电池减重的目的,希望用铅量最小。因此本发明的目的在于,说明一种优化的格栅组件,其中,可减少所需用铅量,而不使其他性能恶化。该目的根据权利要求1通过一种用于电化学蓄电池的板状电池电极的格栅组件来实现,该格栅组件具有边框和布置在该边框处的格栅,其中,边框具有至少一个上边框部件,在该上边框部件的背离该格栅的侧部处布置有电池电极的端子接线片,并且格栅至少由水平条和竖直条形成,其中,该水平条是基本上水平延伸的格栅条并且该竖直条是基本上竖直延伸的格栅条,其中至少一部分竖直条以不同角度相对彼此布置成扇状,该格栅组件具有以下特征a)、b)、c)、d)中的至少一个、多个或全部:a)直线,其延伸通过该格栅组件的重心并且是具有到该格栅组件的重心最小距离的竖直条的中轴线的平行线,该直线绕经端子接线片相距小于15%,尤其小于10%的端子接线片宽度的距离或者与该端子接线片相交,b)直线,其延伸通过该格栅组件的重心并且是具有到该格栅组件的重心最小距离的竖直条的中轴线的平行线,该直线在如下位置处与上边框部件相交,该位置与端子接线片的竖直的中轴线的距离小于15%,尤其小于10%上边框部件的长度,c)与该格栅组件的上边框部件以及下边框部件相交或者至少在虚拟的延长线上将与其相交的竖直条的所有角度的总和大于7°,其中,该角度参考精确竖直延伸的轴线来确定,d)与格栅组件的上边框部件以及上边框部件相交或者至少在虚拟的延长线上将与其相交的左边最外侧的竖直条和右边最外侧的竖直条的角度的总和大于7°,其中,角度参考精确竖直延伸的轴线来确定。简单地说,根据本发明的格栅组件相对于已知的格栅组件的特征在于,该竖直条的布置方案总体更多地朝该端子接线片方向摆开或者说倾斜。这在一方面能够节约原材料铅,进而能够减重,在另一方面额外地除了节约原材料之外甚至还能够实现改善导电性。因此,利用根据本发明的格栅组件可提供比已知的蓄电池更轻、进而具有更好的电性能参数的蓄电池。所提及的竖直条在空间上的取向可根据权利要求1的特征a)、b)、c)、d)中的至少一个、多个或全部来实施。根据特征a)和b)确定延伸通过该格栅组件的重心的直线。如按照物理意义那样,组件的重心理解为该格栅组件(包括该端子接线片在内)的质心。物体的质心是与其质量等重的质点的位置。该格栅组件通常相对均匀地由铅材料制成,从而质心也与几何的重心一致。此外,所提及的延伸通过该格栅组件重心的直线平行于具有到该格栅组件的重心的最小距离的竖直条的中轴线。因此,必须确定最接近重心的竖直条。所提及的直线相对于其中轴线也是平行线。该中轴线几乎可以说是该竖直条的纵轴线,该纵轴线准确地沿着该竖直条延伸通过纵向、即基本上是竖直方向上的中心。就此而言,中轴线也可被称作该竖直条的中线。根据特征a),该直线可相距一定的距离绕经该端子接线片或与端子接线片相交。如果是该直线绕经该端子接线片的情况,则该直线不具有与该端子接线片相交的交点。根据特征b),以如之前所阐述的相同的方式限定的直线与该上边框部件在一定的位置相交,该位置参考该端子接线片的竖直的中轴线来限定。作为竖直的中轴线,在该情况下通常理解为精确竖直地延伸的、延伸通过该端子接线片的中心的轴线。只要使用如水平地、竖直地、在上方、在下方或者平行、或者垂直那样的术语,这些术语涉及该蓄电池处于根据说明书的正常位置的情况下,该电池电极在该电化学蓄电池中的安装位置。该蓄电池根据说明书的正常位置通常是将该蓄电池的底部水平布置的布置方案。如果以度数(例如7°)说明角度,则该说明涉及360°圆。根据本发明的一种有利的改进方案,布置成扇状的竖直条在相邻的竖直条之间具有小于5°的角度差。该改进方案在电性能以及材料用量和重量方面实现了进一步优化该格栅组件。根据本发明的一种有利的改进方案,该端子接线片不对称地布置在该上边框部件处。该端子接线片具有第一竖直侧部,该第一竖直侧部布置在该上边框部件的较长边的侧部上,其中,该直线根据权利要求1的特征a)经过该端子接线片的第一竖直侧部处或者在该处与该端子接线片相交和/或该直线根据权利要求1的特征b)与该上边框部件相交的该位置位于该上边框部件的较长边的区域中。因此进一步优化了格栅组件的导电能力、材料需求和重量。所述直线则位于端子接线片的内部接线片角部的侧面上,即指向上方边框部件的较长边的角部。根据本发明的一种有利的改进方案,该格栅组件是冲压的铅栅。根据本发明的一种有利的改进方案,该格栅组件构造成用于正极电池电极的正极格栅组件。该格栅组件至少具有上边框部件。额外地,该格栅组件可具有下边框部件、左侧和右侧边框部件,其中,该上边框部件经由该左侧和该右侧边框部件与该下边框部件相连接。在此,该格栅布置在边框内。由此提供在下部区域中坚固性也提高的格栅组件。此外,开始时提及的目的根据权利要求7通过一种蓄电池来实现,其具有多个组装成一个或多个电极板块的板状电池电极,其中,一个、多个或所有电池电极具有根据上述权利要求中任一项所述的格栅组件。接下来根据附图所使用的实施例详细阐述本发明。其中:图1以分解图示出了蓄电池以及其构件,以及图2示出了铅栅,以及图3示出了设有活性物质的铅栅,以及图4示出了将设有活性物质的铅栅包覆分离器中,以及图5以平面图示出了根据本发明的格栅组件,图6以平面图示出了另一根据本发明的格栅组件。在图中使用相同的附图标记表示彼此相对应的元件。根据图1首先示例性地阐述根据本发明的蓄电池100的基本结构。该蓄电池100尤其可构造成具有例如呈硫酸形式的液体电解质的铅酸电池。该蓄电池100具有罩壳110,在罩壳中布置有一个或多个极板块107。该蓄电池100具有相应于其行数而确定的极板块107数量。该极板块107分别布置在罩壳110的各个通过中间壁彼此分隔的容纳室中。在该罩壳110内部,该极板块107通过图1未示出的内连接元件彼此连接成串联电路。该一端侧的极板块的正极板和该另一端侧的极板块的负极板与各自的外联接极108、109电气连接,该外联接极位于蓄电池罩壳110的覆盖件111中。通过该联接极108、109对耗电器提供蓄电池100的电能。该极板块107分别具有交错的正电极板和负电极板。该负电极板是负极板组115,该正电极板是正极板组114。在该图1还示例性地示出了单个电极板,即具有负极平面铅栅102的负电极板105和具有正极平面铅栅101的正电极板104。在图1中示出的该正电极板104和该负电极板105已涂抹有活性物质。该活性物质覆盖该格栅条和该凹处。该正极和/或负极铅栅具有多个格栅条和在该格栅条之间形成的多个窗户状的凹处。该负极和/或负极铅栅101、102例如可通过冲压工艺来制造,或者通过其他方法如铸造和/或轧制来制造。额外地,该正电极板104经由分离材料106与负电极板105分开。该分离材料106尤其可构造成容纳该正电极板104和分离相对相邻的电极板的包袋形式。该正电极板104具有相应的端子接线片103,经由该端子接线片该电极板在该正极板组114中彼此连接成并联电路。该负电极板105具有相应的端子接线片103,经由该端子接线片该电极板在该负极板组115中彼此连接成并联电路。可通过在图1中可见的钎焊或熔焊到该端子接线片103上的连接件112实现该连接。该蓄电池100根据图1尤其可具有一个或多个根据本发明的例如呈正电极板104形式的电极板。图2以平面图示例性地示出了正极铅栅101。可见该铅栅101具有多个格栅条114,在该格栅条之间存在多个窗户状的凹处113。出于更好的手工可操作性和机械稳定性以及改善电特性的原因,该铅栅101在一个、多个或所有接下来提及的边框部件的外缘处可具有:上边框部件115、左侧边框部件119、下边框部件117、右侧边框部件118。图3示出了图2的已至少部分覆盖有通常呈膏状涂覆的活性物质的该铅栅101。该过程也称作涂抹。该图4示出了根据图3的在插入包袋状的分离器106中的设有该活性物质的该铅栅103。图5示出了根据本发明构造的格栅组件101,该格栅组件又包括具有上边框部件120、下边框部件117、右侧边框部件118和左侧边框部件119的边框。该格栅113位于由之前提及的边框部件包围的区域内。如可认识到的那样,布置在该上边框部件120处的端子接线片103稍微不对称地偏向该格栅组件的中心布置在该上边框部件120处。该竖直的中轴线A与该端子接线片103于中心相交并且精确竖直地延伸。在此,该竖直的中轴线A也用作竖直的参考轴线。在图5中,通过另外的附图标记详细说明格栅113。该格栅113具有多个水平条,其中,水平条21至25示例性地设有附图标记。该水平条基本上水平地延伸。该水平条与竖直条交叉、相交或相切。在竖直条中,该竖直条9至20示例性地设有附图标记。该竖直条并未精确竖直地延伸,而是相对彼此以不同角度呈扇状地延伸,其中,该竖直条从该上边框部件120开始向前辐射延伸。以附图标记画出的该竖直条9至20不仅与该上边框部件的相交,也与该下边框部件117至少在虚拟的延长线上相交。另外的布置在左侧和右侧的未设有附图标记的竖直条既不与该下边框部件117相交,也不在虚拟的延长线上与其相交。在该根据本发明的格栅组件中设置成,竖直条9至20,即,不仅与该上边框部件而且也与该下边框部件相交或者在虚拟的延长线上与二者相交的竖直条的所有角度的总和大于7°。在此,该角度参考该竖直的参考轴线A来确定。所有角度的总和基本上相应于中轴线M与该竖直的参考轴线A的交角。换言之,通过累加形成的倾斜角度相对于该竖直的参考轴线A在数值上大于7°。以相同的方式,该根据本发明的格栅组件关于最左侧的竖直条9和最右侧的竖直条20(其不仅与该上边框部件也与该下边框部件相交或者在虚拟的延长线上与二者相交)的角度的总和也具有大于7°的数值,同样也是参考竖直延伸的该参考轴线A。该端子接线片103具有第一竖直侧部2,该第一竖直侧部布置在该上边框部件120的较长边3的侧部上。相对而置的第二竖直侧部4布置在该上边框部件120的较短边5的侧部上。边3、5分别在该端子接线片103的左侧和右侧。在根据图5的该格栅组件中画出重心S。该竖直条14是最接近该重心S的竖直条,即,具有到该重心S最小距离的竖直条。在图5中还画出该竖直条14的中轴线M。还画出该中轴线M的平行线作为直线G,该直线延伸通过该重心S。该直线G绕经该端子接线片103与该第一竖直侧部2相距距离D。在该根据本发明的格栅组件中,该直线G也可与该端子接线片103尤其在第一竖直侧部2的区域中相交。该交点也可处于该端子接线片103的其他位置处,该位置可远达该端子接线片103的与第一竖直侧部2相对的第二竖直侧部。在该根据本发明的格栅组件中还可设置成,该直线G与该边框部件120相交的位置1与端子接线片103的竖直的中轴线A的距离小于15%、尤其10%上边框部件120的长度L。在图5中画出该上边框部件120的长度L,该长度也相应于该格栅组件101的宽度。同样,画出了该端子接线片103的宽度B。图6示出了另一根据本发明的格栅组件101,该格栅组件比根据图5的实施形式更窄。因此该上边框部件的长度L比根据图5的实施形式更小。由于更小的总宽度,该根据图6的格栅组件101具有数量更少的竖直条。在与上边框部件以及下边框部件117相交,并且在虚拟的延长线上与其相交的竖直条中仅存在竖直条9、10、11、14、17、18、19、20。在这部分竖直条中,该竖直条9还是最左侧的竖直条,并且该竖直条20还是最右侧的竖直条。在这部分竖直条的左侧和右侧还布置有另外的竖直条,这些竖直条未设有附图标记,并且也不在延长线上与该下边框部件117相交。在根据图6的实施形式中,该竖直条14是最接近该格栅组件101的重心S的那个竖直条。其他部分,图6的附图标记相应于图5的附图标记。在图6中,在该格栅组件101的右侧处为了更好的可识别性,再次单独画出了该重心S、该中轴线M和该直线G以及到该端子接线片103的距离D的布置方案,没有画出格栅条。在图6的左部中,该直线G的延伸段部分难以识别,因为该直线一部分延伸到竖直条14的边缘中。根据图5和图6的实施形式对本发明的普遍适用性予以证明。
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