專利名稱：一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及蓄電池，特別涉及鉛酸蓄電池。
背景技術(shù)：
鉛酸蓄電池主要由電池槽、電池蓋、極板、稀硫酸電解液、隔板及附件構(gòu)成。鉛酸蓄電池的制造工藝流程包括鉛粉制造、板柵鑄造、極板制造、極板化成和電池裝配。其中，鉛粉制造是將1#電解鉛用專用設(shè)備鉛粉機(jī)通過氧化篩選制成符合要求的鉛粉，鉛粉制造有島津法和巴頓法，其結(jié)果均是將1#電解鉛加工成符合蓄電池生產(chǎn)工藝要求的鉛粉。鉛粉的主要成份是氧化鉛和金屬鉛，鉛粉的質(zhì)量與所制造的質(zhì)量有非常密切的關(guān)系。在我國多用島津法生產(chǎn)鉛粉，而在歐美多用巴頓法生產(chǎn)鉛粉。板柵鑄造是將將鉛銻合金、鉛鈣合金或其他合金鉛通常用重力鑄造的方式鑄造成符合要求的不同類型各種板板柵。板柵是活性物質(zhì)的載體，也是導(dǎo)電的集流體。普通開口蓄電池板柵一般用鉛銻合金鑄造，免維護(hù)蓄電池板柵一般用低銻合金或鉛鈣合金鑄造，而密封閥控鉛酸蓄電池板柵一般用鉛鈣合金鑄造。極板制造是用鉛粉和稀硫酸及添加劑混合后涂抹于板柵表面再進(jìn)行干燥固化即是生極板。極板是蓄電池的核心部分，其質(zhì)量直接影響著蓄電池各種性能指標(biāo)。極板化成是正、負(fù)極板在直流電的作用下與稀硫酸的通過氧化還原反應(yīng)生產(chǎn)氧化鉛，再通過清洗、干燥即是可用于電池裝配所用極板。極板化成和蓄電池化成是蓄電池制造的兩種不同方法，可根據(jù)具體情況選擇。極板化成一般相對較容易控制成本較高且環(huán)境污染需專門治理。蓄電池化成質(zhì)量控制難度較大，一般對所生產(chǎn)的生極板質(zhì)量要求較高，但成本相對低一些。蓄電池裝配對汽車蓄電池和密封閥控鉛酸蓄電池有較大的區(qū)別，汽車蓄電池一般用PE、PVC或橡膠隔板，而密封閥控鉛酸蓄電池要求緊裝配一般用AGM隔板。
密封鉛酸蓄電池具有價(jià)格便宜，材料來源廣泛，回收利用率極高，安全可靠，工藝成熟，電壓高，可以重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，因此，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，包括郵電通訊、UPS電源，日用照明電源，應(yīng)急電源，小型設(shè)備以及電動(dòng)玩具，電動(dòng)工具和電動(dòng)助力車等很多應(yīng)用領(lǐng)域。隨著電子時(shí)代的到來，各種日用電子用品普及到了干家萬戶，小型號(hào)的電池(如5號(hào)或7號(hào)電池)需求量也大幅度增加。卷繞式圓筒蓄電池是鉛酸蓄電池的一個(gè)新的亮點(diǎn)，被普遍看好。中國專利02116418.5公開了一種卷繞式圓筒蓄電池，將正極板、隔板、負(fù)極板相互間隔，并將三者合并卷繞。
采用這種方式由于它需要極板厚度很薄，并且其卷繞時(shí)需要中心用圓軸，所以很難制作成象5號(hào)或7號(hào)干電池大小的微型蓄電池，即使將體積做小了也會(huì)由于極板太薄而存在深度循環(huán)壽命不良的缺陷。
所以，如何采用最有效的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)密封鉛酸蓄電池的小型化又能克服深度循環(huán)壽命不良的缺陷成為密封鉛酸蓄電池行業(yè)研究的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提出一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池，既能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，又可達(dá)到很長的深度循環(huán)壽命。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出了一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池，包括正極片、負(fù)極片、隔板和容置正極片、負(fù)極片、隔板的外殼。正極片為管式，負(fù)極片為卷繞式。
進(jìn)一步地，正極片包括正極銅帽、正極鉛芯、正極活性物、聚酯無紡管、正極封底和正極封頭，正極鉛芯的外面設(shè)置有正極活性物，正極活性物的外面套有聚酯無紡管，正極活性物的兩端分別設(shè)置有正極封底和正極封頭，正極銅帽套在正極鉛芯的上端。
進(jìn)一步地，還包括安全閥。
進(jìn)一步地，所述正極片為單管管式電極。
本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型采用單管管式正極，正極無需卷繞，只是將負(fù)極單層卷繞，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)電池的小型化，可以制作成與5號(hào)或7號(hào)干電池大小大小相當(dāng)?shù)捏w積；管式正極具有優(yōu)良的耐深度循環(huán)充放電的特性，采用膠體電解液，對蓄電池的充電接受能力，循環(huán)充放電壽命極長，可以作為5號(hào)或7號(hào)干電池，以及同樣尺寸的鋰電池或鎳氫電池的替換品，既實(shí)現(xiàn)了小型化，又不會(huì)影響電池的深度循環(huán)壽命，適用于各種電子儀器、手電筒、電子鐘、電子玩具、收音機(jī)、錄音機(jī)、MP3、照相機(jī)、以及剃須刀等電子日用電子用品，市場前景廣闊；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)良，工藝容易掌握，批量化容易實(shí)現(xiàn)，解決了圓柱形鉛酸蓄電池小型化難和壽命短的問題。
本實(shí)用新型的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1表示本實(shí)用新型一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2表示本實(shí)用新型一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池中正極片剖示圖；圖3表示本實(shí)用新型一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池中正極鉛芯剖示圖；圖4表示本實(shí)用新型一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池中擠膏裝置剖示圖；圖5表示本實(shí)用新型一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池中化成電極連接示意圖；圖6表示本實(shí)用新型一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池中負(fù)極多片板柵聯(lián)板圖。
具體實(shí)施方式如圖1所示為本實(shí)用新型一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)示意圖，包括正極片、負(fù)極片10、隔板8和容置正極片、負(fù)極片2、隔板8的外殼14，正極片為管式電極，負(fù)極片2為卷繞式電極。本實(shí)用新型一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池完整的結(jié)構(gòu)組成包括正極銅帽1、安全閥2、正極鉛芯3、正極活性物4、聚酯無紡管5、負(fù)極活性物6、負(fù)板柵7、隔板8、負(fù)極板耳9、負(fù)極片10、底部密封膠11、底部蓋片12、正極封底13、外殼14、表面貼花15、中蓋片16、上部密封膠17、上蓋片18、正極封頭19。其中，正極銅帽1、正極鉛芯3、正極活性物4、聚酯無紡管5、正極封底13和正極封頭19組成正極片，正極片包括正極銅帽1、正極鉛芯3、正極活性物4、聚酯無紡管5、正極封底13和正極封頭19，正極鉛芯3的外面設(shè)置有正極活性物4，正極活性物4的外面套有聚酯無紡管5，正極活性物4的兩端分別設(shè)置有正極封底13和正極封頭19，正極銅帽1套在正極鉛芯3的上端。所述正極片采用單管管式電極，表面是由聚酯無紡材料經(jīng)過丙稀酸樹脂強(qiáng)化后制作成的圓管，正極鉛芯3是在圓管中心用鉛錫合金制作成圓柱形管芯，周圍填充正極鉛膏，將其放入相對濕度為98％～100％，溫度為50～55℃的固化室中固化36小時(shí)，再將相對濕度逐漸降低到60～90％，溫度調(diào)整到65～75℃保持24小時(shí)以上，使其活性物充分氧化，并使其硬化，干燥、與鉛芯良好附著；負(fù)極片2采用涂膏式卷繞式電極，負(fù)極片2用鉛鈣合金制作板柵，一側(cè)留有兩個(gè)端子作為負(fù)極引出時(shí)用，涂上負(fù)極鉛膏，將其放入相對濕度為95％～100％，溫度為50～55℃的固化室中固化36小時(shí)，再將相對濕度逐漸降低到60～90％，溫度調(diào)整到65～75℃保持24小時(shí)以上，使其活性物充分氧化，并使其硬化、干與板柵良好附著燥、；將正、負(fù)電極放入稀硫酸中進(jìn)行充電化成，然后經(jīng)過水洗干燥等過程制，制作成完整的正、負(fù)極。組裝在負(fù)極片2的兩面包覆上一層無紡布，再在其表面疊上一層隔板8，隔板8采用小孔徑AGM隔板，再卷繞于管式正極周圍(剛好1周)；將其裝于外殼14中，外殼采用塑料材料制成，本實(shí)用新型采用管式塑料外殼；在蓄電池上還包括安全閥2，安全閥2為柱塞式微型安全閥。負(fù)極片2從底部引出用焊錫與負(fù)極板耳9焊接連接，并用超聲波焊接機(jī)將其底部塑料蓋片12與外殼14焊接牢固，將上蓋片18與外殼14焊接牢固，并用環(huán)氧樹脂將正極端子密封槽17填充，再將其放到固定架上(每架可以放100～200只)，將其放入真空箱中的加膠箱中(裝有膠體電解液)，使蓄電池全部浸入電解液中(每次可裝10～20架)，經(jīng)過反復(fù)抽真空和充入空氣，使其加滿膠體電解液；然后經(jīng)過充放電，并作容量試驗(yàn)，最后將上蓋片18粘上，正極銅帽1與正極鉛芯3焊接牢固即可。
如圖2所示為本實(shí)用新型一種微型管式膠體鉛酸蓄電池中管式正極片剖示圖。正極片采用單管管式電極，其制造過程包括A)鉛粉制造將1號(hào)電解鉛放入熔鉛爐中熔化，澆鑄成鉛塊(或鉛球)，置入鉛粉機(jī)(球磨機(jī))中制作成鉛粉。B)鉛芯制作采用含錫量1％的鉛錫合金，熔融后經(jīng)過拉絲，擠壓成直徑2～3mm表面有滾花紋路的鉛錫合金絲，再將鉛絲裁切成要求的長度的正極鉛芯，如圖3所示為本實(shí)用新型一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池中正極鉛芯剖示圖。C)擠膏取專用管式蓄電池固化管(孔徑17μm～40μm的聚酯無紡材料經(jīng)過丙稀酸樹脂強(qiáng)化后制作成的單管)，底部裝上正極封底13，將正極管芯裝入固化管中心，正極封底13起定位防止偏心的作用，送入擠膏設(shè)備擠鉛膏，如圖4所示為本實(shí)用新型一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池中擠膏裝置剖示圖，鉛膏配制與普通蓄電池相同，正極鉛膏配方為鉛粉100kg，異性石墨200～500g，稀硫酸20kg(密度1.14g/cm3)。D)固化將擠膏完成的正極管式極板浸入密度為1.20g/cm3的稀硫酸中浸3～5S，然后送入固化室進(jìn)行固化，固化過程分為兩個(gè)階段第一階段，溫度50～55℃，濕度95～100％，時(shí)間36h；第二階段，溫度65～70℃，濕度60～90％，時(shí)間24h。E)化成如圖5所示為本實(shí)用新型一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池中化成電極連接俯視示意圖，將正極管式電極與涂膏式負(fù)極生極板配對，置入密度1.06～1.07g/cm3的稀硫酸中進(jìn)行充電，充入電量為每100g正極鉛膏50Ah，充電時(shí)間22～30h。F)水洗烘干將化成結(jié)束的極板用純水沖洗后送入50～65℃的干燥室中烘干。G)整理將正極管式電極鉛柱表面打磨干凈，即加工完工，可投入裝配。
如圖6所示為本實(shí)用新型一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池中負(fù)極多片板柵聯(lián)板圖。負(fù)極涂膏式極板的制作過程包括A)鉛粉制作將1號(hào)電解鉛放入熔鉛爐中熔化，澆鑄成鉛塊(或鉛球)，置入鉛粉機(jī)(球磨機(jī))中制作成鉛粉。B)板柵制造將負(fù)板柵用鉛鈣合金(含Ca0.08～0.11，Al0.002～0.004％，其余為Pb)放入熔鉛爐中熔化，到480～520℃，澆鑄入金屬對應(yīng)的板柵模具中，制作成多連片負(fù)極板柵。C)和膏和膏與普通蓄電池相同，負(fù)極鉛膏配方為鉛粉100kg，乙炔黑200～800g，腐殖酸300～1000g，木素磺酸鈉100～300g，硫酸鋇600～1200g，丙綸纖維100～200g，稀硫酸20kg(密度1.10g/cm3)。D)涂板將鉛膏按照工藝要求的重量，均勻牢固地填涂入負(fù)極板柵上。E)固化將填涂好的負(fù)極板及時(shí)浸入密度為1.15～1.17g/cm3的稀硫酸中浸3～5S，取出放到固化車上進(jìn)行固化，固化過程分為兩個(gè)階段第一階段，溫度50～55℃，濕度95～100％，時(shí)間36h；第二階段，溫度65～70℃，濕度60～90％，時(shí)間24h。F)化成將負(fù)極板與正極管式電極配對，置入密度1.06～1.07g/cm3的稀硫酸中進(jìn)行充電，充入電量為每100g正極鉛膏50Ah，充電時(shí)間22～30h。G)干荷電處理將化成結(jié)束的負(fù)極板放入水中清洗至PH值為5以上，再將其置入60～65℃的飽和硼酸水溶液中浸漬15～30min，取出后快速進(jìn)行強(qiáng)風(fēng)吹干，一般在2～4h，再放入65～75℃的干燥室中烘干。H)分片將多聯(lián)片負(fù)極板裁切成單片極板。
正負(fù)電極制作完成后，進(jìn)行蓄電池的裝配，裝配過程包括A)卷繞裝槽取正極管式電極、玻璃纖維隔板以及負(fù)極板按照要求卷繞成圓柱形極群，對應(yīng)地壓裝入塑料外殼中。B)裝底蓋片對應(yīng)安裝底蓋片，使兩個(gè)負(fù)極板耳從底蓋片對應(yīng)的孔中引出。C)超聲波焊用超聲波焊接機(jī)將底蓋片與外殼之間焊接嚴(yán)密。D)底蓋封膠再填入環(huán)氧樹脂密封膠，加固，密封(負(fù)極板耳預(yù)留出以便充放電和焊接負(fù)極片)。E)裝上蓋片對應(yīng)安裝上蓋片。F)超聲波焊用超聲波焊接機(jī)將底蓋片與外殼之間焊接嚴(yán)密。G)上蓋封膠填入環(huán)氧樹脂密封膠，加固，密封。H)灌注膠體灌注膠體又具體分為以下步驟1)先按照配比要求配制好膠體電解質(zhì)，經(jīng)過高速攪拌后即可使用；2)將上述蓄電池放入固定架上，放入盛裝真空箱中的容器中；3)將上述經(jīng)過高速攪拌的膠體電解質(zhì)加入真空箱中的容器中；4)將真空箱們關(guān)閉，啟動(dòng)真空泵電源，抽真空，使真空度達(dá)到一0.08～-0.1Mpa，保持3～5min，將大氣閥打開，使真空箱外的空氣進(jìn)入真空箱，將膠體壓入蓄電池中，反復(fù)3～4次，將電池取出，表面清洗后，即可進(jìn)行充放電操作。I)充放電按照對應(yīng)的蓄電池型號(hào)進(jìn)行充放電操作，使之達(dá)到容量和電壓要求。J)清洗整理將蓄電池表面清洗干凈并進(jìn)行快速烘干。K)焊負(fù)極片對應(yīng)焊接上負(fù)極片。L)裝安全閥對應(yīng)安裝上橡膠安全閥。M)焊正極銅帽對應(yīng)焊接上正極銅帽。N)包裝裝上蓋片，貼上貼花，最后包裝。
上述實(shí)施例只是對本發(fā)明的說明，而不是對本發(fā)明的限制，任何不超出本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池，包括正極片、負(fù)極片(10)、隔板(8)和容置正極片、負(fù)極片(2)、隔板(8)的外殼(14)，其特征在于正極片為管式，負(fù)極片(2)為卷繞式。
2.如權(quán)利要求1所述的一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池，其特征在于正極片包括正極銅帽(1)、正極鉛芯(3)、正極活性物(4)、聚酯無紡管(5)、正極封底(13)和正極封頭(19)，正極鉛芯(3)的外面設(shè)置有正極活性物(4)，正極活性物(4)的外面套有聚酯無紡管(5)，正極活性物(4)的兩端分別設(shè)置有正極封底(13)和正極封頭(19)，正極銅帽(1)套在正極鉛芯(3)的上端。
3.如權(quán)利要求1所述的一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池，其特征在于還包括安全閥(2)。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池，其特征在于所述正極片(1)為單管管式電極。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池，其特征在于所述的蓄電池電解液為膠體電解質(zhì)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種微型管式密封膠體鉛酸蓄電池，包括但不限于正極板、負(fù)極板、隔板、電解液和容置正極板、負(fù)極板、隔板和電解液的管式塑料外殼，正極板為管式，負(fù)極板為卷繞式。本實(shí)用新型采用單管管式正極，正極無需卷繞，只是將負(fù)極單層卷繞，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)電池的小型化，可以制作成與5號(hào)或7號(hào)干電池大小相當(dāng)?shù)捏w積；管式正極具有優(yōu)良的耐深度循環(huán)充放電的特性，采用膠體電解液，對蓄電池的充電接受能力，循環(huán)充放電壽命極為有利，可以作為5號(hào)或7號(hào)干電池，以及同樣尺寸的鋰電池或鎳氫電池的替換品，既實(shí)現(xiàn)了小型化，又不會(huì)影響電池的深度循環(huán)壽命。
文檔編號(hào)H01M4/14GK2870188SQ20052001545
公開日2007年2月14日 申請日期2005年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月10日
發(fā)明者劉孝偉 申請人:劉孝偉