铅炭电池的制作方法

本实用新型属于，具体涉及一种铅炭电池。

背景技术：

由于铅炭电池装配压力紧、极板和隔板孔径小，尤其是大极群和薄隔板铅炭电池，注液时电解液难以渗入到电池中心区域，造成中心区域电解液不足，即使电解液能缓慢的渗透到中心区域，由于生极板中含有氧化铅，电解液边渗透边反应，导致渗透到极群中心区域的电解液中硫酸含量非常低，无法满足中心区域极板充放电的要求，造成铅炭电池中心区域缺少硫酸而无法放出电量，更严重的是中心区域电解液不足或硫酸含量不足，造成铅炭电池充电过程中由于内阻大而产生大量热量形成高温，导致电池隔板烧坏短路、板栅腐蚀、失水热失控等问题而失效。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本实用新型提供一种铅炭电池，目的是为铅炭电池极群提供渗酸通道，在铅炭电池注入电解液时能使电解液更快速的进入极群中心。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种铅炭电池，包括壳体、壳盖和设于壳体内的电池极群，电池极群包括正极板、负极板和隔板，所述正极板和负极板均包括板栅和涂覆于板栅上的铅膏，所述板栅包括板栅边框、设于板栅边框内的横筋条和竖筋条，所述正极板和/或负极板的铅膏的表面设有凹槽，所述隔板设有导流缺口。

所述凹槽为矩形凹槽、半圆形凹槽、v字形凹槽或其他不规则形状。

优选的，所述凹槽为多个，多个凹槽间隔交错地分布于板栅正反两面的铅膏表面上。

所述凹槽包括横向凹槽和/或竖向凹槽。

所述横向凹槽从板栅边框的左侧边或右侧边朝向对向侧边横向延伸，且横向凹槽的长度不小于板栅边框一半的宽度，所述横向凹槽的宽度为1-2.5mm。以横向凹槽的长度＝极板宽度，凹槽贯穿极板宽度最佳。

所述竖向凹槽从板栅边框的上侧边朝向下侧边延伸，且竖向凹槽的长度不小于板栅边框三分之二的高度，竖向凹槽的宽度为1-2.5mm。以竖向凹槽的长度＝极板高度，凹槽贯穿极板高度最佳。

所述凹槽的深度小于极板单面铅膏厚度，即：小于1/2*【极板厚度-板栅边框厚度】。通常正极板所设置凹槽的深度0.2mm～0.5mm，负极板所设置凹槽的深度0.1mm～0.3mm。

所述凹槽以均宽和/或均深设置。

优选的，所述凹槽渐变宽度和/或渐变深度设置。其中，所述横向凹槽以渐变宽度和/或渐变深度设置，且随板栅边框两侧至板栅中心的横向凹槽宽度及深度逐渐变小；所述竖向凹槽以渐变宽度和/或渐变深度设置，且随板栅边框上侧至下侧的竖向凹槽宽度和/或深度逐渐变小。

所述导流缺口为设于隔板的高度方向上的狭长型缺口，且导流缺口的长度为隔板高度的1/4-1/2，导流缺口的宽度为1-5mm。设置成此种尺寸的缺口，不会对电池的稳定性造成影响。

优选的，所述导流缺口的长度为隔板高度的1/3-2/5。所述导流缺口的宽度为2.5-3.5mm。缺口设置成此长度及宽度，电池稳定性效果相对较好，且电解液具有较好的渗入效果。

所述导流缺口为一个或多个。

所述多个导流缺口的宽度相同。

或所述多个导流缺口呈渐变宽设置，且从导流缺口开口处到末端的宽度逐渐减小。

所述隔板的对向两侧均设有相平行设置的多个导流缺口，且对向两侧设置的导流缺口的长度延伸方向均不在一条直线上。在两侧间隔交替分布缺口，能够达到较好的导流效果，且对结构稳定性造成的影响相对较小。

位于同一侧的各导流缺口之间的距离相等。

优选的，位于同一侧的各导流缺口以由密到疏的间隔方式从隔板中心分布到隔板的边缘。

所述隔板至少为两层，正极板与负极板之间至少设置两层隔板，且至少有一层隔板设有导流缺口。

优选的，至少两层隔板设有导流缺口，且设有导流缺口的隔板层与层之间的缺口相互错开。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的铅炭电池，由于极板表面设置有凹槽，隔板设置有缺口，即使电池装配压力非常大，极板表面的凹槽与隔板的缺口都是电解液直达极群中心的良好通道。在电池注液时，电解液能通过极板凹槽和隔板缺口，从极群上部及两侧快速进入极群中心，快速、高效、充分的渗透极板和隔板孔隙。解决了传统电池电解液难以扩散到极群中心区域的问题，并解决了电解液在缓慢扩散到中心过程中，硫酸不断参被反应，形成从极群外到内电解液硫酸含量由高到低的不均衡问题，避免了极群中心由于电解液密度低，充放电时内阻大造成高温损坏隔板、铅膏、极板，以及引起热失控等问题。有效改善铅炭电池极板活性物质利用率一致性问题，提高铅炭电池中心区域放电能力，降低铅炭电池中心区域在充电过程产热量；同时改善了铅炭电池酸液渗透效率、缩短注液的时间，降低铅炭电池注液和化成过程的制程不良率，更是提高了铅炭电池使用寿命水平。

2、本实用新型的采用带有规则性凸起的压辊替代传统型平面压辊，在极板铅膏表层压出凹槽纹理，投入成本低、方法简单、操作和效率无影响，但其制造的极板对改善铅炭电池性能、提高铅炭电池寿命水平、降低制程不良率具有显著作用。

3、在正极板与负极板之间设置至少两层隔板，其中至少有一层隔板设置有缺口，倘若两层以上或者全部隔板均设置有缺口时，隔板层与层之间的缺口相互错开、不重叠。本实用新型的铅炭电池，双层隔板比单层隔板的抗裂、抗破损、防短路能力更强，其次降低了隔板的用量以节约产品成本，第三增加储酸空间，延缓铅炭电池后期缺水热失控的问题，有效提高铅炭电池使用寿命水平。

4、由于胶体电解液中含有大量硅胶颗粒，浓稠度极高；隔板孔率比极板高，薄隔板的极群吸液速率比厚隔板极群慢；极板越大，电解液从极群外渗透到极群中心的时间越长。因此，本实用新型的铅炭电池，用于铅炭电池的极板、隔板及其配组方法，对胶体铅炭电池注液、薄隔板铅炭电池注液及大极群铅炭电池的注液难度的改善尤为明显。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本实用新型极板的正视图；

图2是本实用新型极板的侧视图；

图3是本实用新型极板的俯视图；

图4是本实用新型的隔板结构示意图；

图5是本实用新型铅炭电池极群的侧视图；

图6是本实用新型铅炭电池极群的俯视图；

图7是本实用新型铅炭电池极群的剖视图。

图中标记为：

1、板栅边框，2、板栅筋条，3、极耳，4、铅膏，5、凹槽，6、隔板，7、导流缺口，8、极群，9、正极板，10、负极板。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。

如图1至图7所示，一种铅炭电池，包括壳体、壳盖和设于壳体内的电池极群8，电池极群8包括正极板9、负极板10和隔板6，正极板9和负极板10均包括板栅和涂覆于板栅上的铅膏4，板栅包括板栅边框1、设于边框内的横筋条和竖筋条，正极板9和/或负极板10的铅膏的表面设有凹槽5，隔板6设有导流缺口7。由于正极板与负极板的表面均可设置凹槽，下面为了描述方便，均以极板进行描述，由于极板表面设置有凹槽，隔板设置有导流缺口，即使电池装配压力非常大，极板表面的凹槽与隔板的缺口都是电解液直达极群中心的良好通道。在电池注液时，电解液能通过极板凹槽和隔板缺口，从极群上部及两侧快速进入极群中心，快速、高效、充分的渗透极板和隔板孔隙。

其中，凹槽5可以设置为矩形凹槽、半圆形凹槽、v字形凹槽或其他不规则形状。如图1至3所示，凹槽包括横向凹槽和/或竖向凹槽。即凹槽5在极板表层分布，可以分布为横向凹槽，竖向凹槽及其他形状分布。横向凹槽与竖向凹槽可同时分布于极板表层，也可分布单独分布于极板表层。凹槽5数量至少为一条，凹槽5数量为一条时，凹槽5分布在极板单侧面的铅膏4表层；凹槽5数量大于一条时，凹槽5间隔交替地分布在极板双侧面的铅膏4表层，为了便于电解液更快速进入极群中心，凹槽优选为多个，多个凹槽间隔交错地分布于板栅正反两面的铅膏表面上。

如图1所示，横向凹槽从板栅边框的左侧边或右侧边朝向对向侧边横向延伸，即横向凹槽从板栅边框1左侧(或右)边朝向右侧(或左)边延伸，且横向凹槽的长度不小于板栅边框一半的宽度，横向凹槽的宽度为1-2.5mm。具体设置时，横向凹槽5的长度≥1/2极板宽度，且凹槽起点在左侧边框或右侧边框。以横向凹槽的长度＝极板宽度，凹槽贯穿极板宽度最佳。竖向凹槽从板栅边框1的上侧边朝向下侧边延伸，且竖向凹槽的长度不小于板栅边框三分之二的高度，竖向凹槽的宽度为1-2.5mm。具体设置时，竖向凹槽5的长度≥2/3极板高度，且凹槽5起点在极板上边框。以竖向凹槽的长度＝极板高度，凹槽贯穿极板高度最佳。

作为一种设置方式，横向凹槽5以均宽设置，竖向凹槽5以均宽设置；作为另一种较好的设置方式，横向凹槽渐变宽度设置，随极板边框两侧至板栅中心的横向凹槽深度逐渐变小；竖向凹槽以渐变宽度设置，且随板栅边框上侧至下侧的竖向凹槽宽度逐渐变小。相比于均宽设置，凹槽起点即两侧边框处的凹槽开口更大，更有利于电池在加酸过程中酸液快速进入到极群中心，渗透效果更好。

凹槽的深度小于极板单面铅膏厚度，即：小于1/2*【极板厚度-板栅边框厚度】。通常正极板所设置凹槽的深度0.2mm～0.5mm，负极板所设置凹槽的深度0.1mm～0.3mm。横向凹槽5和纵向凹槽可以均深设置，作为另一种较好的设置方式，多个凹槽的深度呈渐变深度设置，且从极板两侧边框至中心的凹槽深度逐渐变小。具体而言，横向凹槽以渐变深度设置，随极板两侧边框1至极板中心横向凹槽5的深度逐渐变小；竖向凹槽以渐变深度设置，随极板上边框1至极板底部竖向凹槽5的宽度逐渐变小。横向凹槽及竖向凹槽同时以上述渐变宽度及渐变深度设置为佳。

上述铅炭电池极板制造方法，包括如下步骤：

步骤a：设计极板凹槽，包括凹槽数量、凹槽排布、凹槽宽度、凹槽深度；

步骤b：根据极板凹槽，设计和制作压辊，压辊表面设置凸起，凸起将极板的铅膏表面压制出凹槽；

步骤c：将设置有凸起的压辊安装在极板填涂生产线；

步骤d：极板经过填涂系统，铅膏被涂覆在铅筋条表面，形成极板；

步骤e：极板经过压辊系统，铅膏被压辊压平和压实，同时被压辊凸起部分压出凹槽；

步骤f：压有凹槽的极板进入表面干燥系统和收片系统，再进入固化室系统进行固化和干燥；

步骤g：干燥后的极板经过分刷加工系统，形成成品生极板，用于铅炭电池装配。

步骤h：将经注液和化成的铅炭电池进行测试和分析，再对极板的凹槽改进设计。

如图4所示，导流缺口7为设于隔板的高度方向上的狭长型缺口，且导流缺口的长度为隔板高度的1/4-1/2，导流缺口的宽度为1-5mm。设置成此种尺寸的缺口，不会对电池的稳定性造成影响。具体而言，此导流缺口的长度方向与隔板高度方向相同，隔板的高度方向即是图4中所示的中心线b所在的方向，隔板的宽度方向即是图4中所示的中心线a所在的方向。较好的是，导流缺口2的长度为隔板1高度的1/3-2/5。导流缺口的宽度为2.5-3.5mm。缺口设置成此长度及宽度，电池稳定性效果相对较好，且电解液具有较好的渗入效果。

上述导流缺口可设置一个，为了便于注液时电解液能通过隔板更快速的进入极群中心，导流缺口设置为多个。作为一种较好的设置方式，多个导流缺口的宽度相同，即导流缺口的宽度以均宽设置。导流口与导流口之间的间距也相等，这种设置简单和稳定。

设置导流缺口时，考虑到导流效果及装配后的性能，隔板1的对向两侧均设有相平行设置的多个导流缺口2，且对向两侧设置的导流缺口的长度延伸方向均不在一条直线上。具体而言，如图2所示，在中心线a的左右两侧间隔交替分布有多个导流缺口，此种在中心线a两侧间隔交替分布缺口，能够达到较好的导流效果，且对结构稳定性造成的影响相对较小。

在中心线a左右两侧的导流缺口可采用两种方式分布，一种是位于同一侧的各导流缺口之间的距离相等，即各缺口之间以均宽分布。另一种是位于同一侧的各导流缺口以由密到疏的间隔方式从隔板中心分布到隔板的两侧边缘。针对对于注液特别困难的电池设置：多个导流缺口呈渐变宽设置，即导流口开口处比较大，从开口处到缺口终端宽度逐渐减小(有利于注液时电解液更快更高效的达到极群中心，渗透效果更好)。导流口与导流口之间以密到稀的间隔方式从隔板中心分布到隔板两侧(就是中间的导流口间距小，两边的导流口间距大)。作为另一种较好的设置方式，从隔板中心到隔板两侧的导流口宽度由大变小(就是最中间的导流口宽度设置大些，比如5mm，两侧的导流口宽度小些，比如2mm)。

上述导流缺口还可以设置在隔板的宽度方向，即导流缺口的长度延伸方向与中心线a的方向相同，其设置方式与设置在隔板高度方向的方式类似，这里不再过多的螯述。

采用上述设置导流缺口的隔板组装电池时，隔板优选为多个，且多个隔板之间的导流缺口相互错开。具体设置时，采用设置有缺口结构的隔板，并在正极板与负极板之间设置至少两层隔板，其中至少有一层隔板设置有缺口，倘若两层以上或者全部隔板均设置有缺口时，隔板层与层之间的缺口相互错开、不重叠。组装铅炭电池，双层隔板比单层隔板的抗裂、抗破损、防短路能力更强。

为了简明描述，下面仅以技术方案配组方法六进行阐述，方法一至方法六的实施可以参考方法六实施例所阐述的方法实施：

如图5至7所示，铅炭电池极群的装配方法如下：

步骤一、取隔板6，对折将负极板10包裹；

步骤二、取隔板6，对折将正极板9包裹；

步骤三、将以上包裹好的极板进行配组便形成1+、2-的电池极群8(两个包裹隔板的负极板与一个包裹隔板的正极板形成)。其中，正极板包一层有缺口隔板，负极板包一层有缺口隔板，两层隔板缺口错开不重叠。如图5所示，可以观察到正极板9和负极板10均设置了横向凹槽5，如图6所示，可以观察到正极板9和负极板10均设置了竖向凹槽5，同时隔板6在高度方向设置了缺口7，且包正极板用的隔板6与包负极板用的隔板6所设置的缺口7位置不同，错开不重叠，有效避免正负极板之间因缺口7位置重叠而短路的问题；如图7所示，可以观察到，正极板9与负极板10之间设置了两层隔板6。此种方法相对而言，在满足抗裂、抗破损、防短路的前提下，使电解液能通过隔板设置的导流缺口更快速的进入极群中心。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。