專利名稱：一種新型鉛蓄電池及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及到鉛蓄電池的壽命問(wèn)題，它能使鉛蓄電池的壽命有顯著的提高。
鉛蓄電池有很多優(yōu)點(diǎn)，在社會(huì)生活中有著廣泛的應(yīng)用，但是也有一個(gè)極大的缺點(diǎn)，那就是成本高，但壽命短，目前我國(guó)的國(guó)產(chǎn)鉛蓄電池一般使用壽命是壹年半左右。本發(fā)明是解決此問(wèn)題，它具有成本低，效果顯著，易生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是常規(guī)的鉛蓄電池極板，圖2是含少量銻的鉛銻(pb-sb)合金極板柵架，在柵架上置上活性物質(zhì)即成正負(fù)極板;正極板的活性物質(zhì)是二氧化鉛(pbo2)負(fù)極板上的活性物質(zhì)是純鉛(pb)，正極板上的化學(xué)反應(yīng)比負(fù)極板強(qiáng)烈，在正常使用中，往往是正極板上的活性物質(zhì)容易脫落，所以常規(guī)蓄電池都制成有沉淀槽(約2cm高)現(xiàn)在人們都認(rèn)為極板從圖1大部分或全部變成圖2，則認(rèn)為蓄電池壽命終結(jié)。本發(fā)明人在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，蓄電池使用一段時(shí)間后，容量會(huì)下降，有些容量變得很小的蓄電池，拆開后，發(fā)現(xiàn)正、負(fù)極板表面上還比較完好，但用物體略施加一點(diǎn)點(diǎn)壓力，活性物質(zhì)便紛紛脫落，特別是正極板上的活性物質(zhì)脫落更快，而且蓄電池的沉淀槽內(nèi)有許多紅色粉末，本發(fā)明人化驗(yàn)了此粉末，發(fā)現(xiàn)其中大部分是pbo2，據(jù)此，本發(fā)明人認(rèn)為這是由于參加化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)烈的正極板上的活性物質(zhì)脫落的緣故，因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)雖然與柵架沾結(jié)在一起，但它們之間難免存在著一定的間隙，活性物質(zhì)的顆粒之間也存在一定的間隙，也就是說(shuō)，它們之間存在一定的電阻。當(dāng)電池充放電時(shí)，這些電阻放出的熱量為Q＝0.24I2RT，這就是電池大電流充放電時(shí)極板彎曲變型的一個(gè)原因，此電阻產(chǎn)生的消極作用會(huì)促使活性物質(zhì)的逐漸脫落;那么用過(guò)一段時(shí)間后，表面較完好的極板，其實(shí)與極板柵架粘在一起的活性物質(zhì)已經(jīng)大部分脫落，即活性物質(zhì)與柵架之間已有了間隙，故“一觸即崩”，如果使活性物質(zhì)不至于從柵架上脫落，并且使其與柵架有良好的接觸，活性物質(zhì)顆粒之間也保持良好的接觸。那么鉛蓄電池的壽命將有一個(gè)重大突破。
怎樣才能使活性物質(zhì)不從柵架上脫落？本發(fā)明人借助于顯微鏡從蓄電池的沉淀槽中發(fā)現(xiàn)，脫落的活性物質(zhì)的顆粒是呈無(wú)規(guī)則球狀或球狀集合體，小的不規(guī)則的球狀顆粒直徑為10-3mm數(shù)量級(jí)，大的直徑為10-2mm數(shù)量級(jí)，而蓄電池在充放電，過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)式子為
蓄電池在充放電過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)的是硫酸根離子，而離子的直徑為10-6mm數(shù)量級(jí)，由此可見，活性物質(zhì)的顆粒的線度遠(yuǎn)大于離子，故只要造出微孔小于活性物質(zhì)顆粒的大小，而遠(yuǎn)大于離子線度的耐酸隔紙，用此隔紙將極板封閉起來(lái)，并對(duì)極板施加一定的壓力，使活性物質(zhì)不能從極板柵架上脫落，但硫酸根離子又能暢通無(wú)阻地通過(guò)隔紙與活性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，那么此鉛蓄電池的壽命將極大地提高，為了證實(shí)以上理論，本發(fā)明人用從廢極板上脫落的活性物質(zhì)來(lái)復(fù)制極板(當(dāng)然復(fù)制后極板外觀等不如新極板)并且用達(dá)到上述理論要求的隔紙將其封閉起來(lái)，為了使活性物質(zhì)與柵架有良好的接觸，用壓板將其與負(fù)極板、隔紙、玻璃纖維等壓緊后，將它們放進(jìn)電解液進(jìn)行常規(guī)充放電，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其具備了充放電的能力，并且接近了全新極板，用此方法，本發(fā)明人用全新極板制成的鉛蓄電池用大電流充放電(45安時(shí)電瓶用60安培的電流充電)已達(dá)800次，結(jié)果蓄電瓶還完好近新，但用常規(guī)方法制成的蓄電池，用這樣大的電流充電不到90次則報(bào)廢，下面結(jié)合圖3～13來(lái)具體說(shuō)明此新型鉛蓄電池及其制造方法，圖3中的1是此新型蓄電池的極板正視圖;圖4中的3是此新型蓄電池的極板柵架，圖5的8是單格蓄電池的上壓板，圖6中的22是下壓板，圖8中的40是布滿的微孔直徑為10-4～10-5mm的隔紙做成的極板袋的展開圖，附圖中的2、19、43為中心孔，41、42為中心孔的半圓，8′、21是在上、下壓板中間的薄鐵板，圖5、圖6中虛線圓孔為薄鐵板的圓孔，圖6中的23～38為下壓板鏍絲桿、上壓板8、下壓板22用耐酸的塑料、或合成樹脂、復(fù)合瀝青、復(fù)合橡膠，或其他耐酸物鑄成，(下壓板上的鏍絲桿的材料由下壓板材料決定)圖7為下壓板22的正視圖，其中局部剖視為絲桿的剖面圖，39為加固絲桿用鏍絲釘。極板也可以做成如圖9、圖10所示的形狀，如圖9所示時(shí)，配用的上壓板如圖11中的44′所示，下壓板44′′只要將圖11中圓孔43-49變成如圖7中帶加固鏍絲釘39一樣的鏍絲桿即可，極板如圖10所示的形狀時(shí)，配用的上壓板如圖12中的56′所示，下壓板56′′;也是將圖12中的圓孔50-55變成象圖7中帶加鏍絲釘39一樣的鏍絲柱即可，圖9，圖10所示的極板用的極板袋也是用布滿直徑為10-4-10-5mm的微孔隔紙做成。極板袋具有的小圓孔也要與圖9、圖10中的極板孔對(duì)正。
下面結(jié)合實(shí)施例加以說(shuō)明該新型蓄電池的制造方法，實(shí)施例1是首先將極板柵架做成如圖4中的3所示，中間留有空位，壓鑄成型的極板中留有圓孔2，如圖3所示，制造壓板時(shí)，首先將薄鐵板用沖床沖壓成圖5中虛線所示的形狀，然后將多塊經(jīng)沖床加工后的有孔薄鐵板用鏍絲釘固定好后加熱淬火，增加其硬度，再將經(jīng)過(guò)熱處理后的薄鐵板放進(jìn)與對(duì)應(yīng)的圓孔有薄圓頭鏍絲釘?shù)哪＞咧校牻z釘?shù)姆胖萌鐖D7中的39所示(也可以不放39)，然后注入耐酸塑料、或復(fù)合橡膠、合成樹脂、或其它耐酸物，冷卻后即得圖6中的下壓板22，制造壓板的模具必須滿足鐵板不能外露，圓頭鏍絲釘39也不能在絲桿中外露，所鑄成的鏍絲桿最好形成鏍紋。當(dāng)然不能形成者脫模后再開牙也可以。同理極板的上壓板的制造方法與下壓板大體相同，不同之處是上壓板僅有圓孔，沒(méi)有鏍絲桿和加固鏍絲，將布滿直徑為10-4-10-5mm微孔的隔紙剪成圖8所示的40，再用耐酸樹脂粘好成極板袋，然后，將極板放入此袋中封裝好，同時(shí)備好玻璃纖維、極板、隔板。以上材料備好后，按圖13所示的進(jìn)行總裝，首先在下壓板22上放上玻璃纖維57，再放上負(fù)極板58，在負(fù)極板的中心孔側(cè)壁涂上耐酸合成樹脂，再放上玻璃纖維59，隔板60，再放上一層玻璃纖維61，放上正極板62，再放上玻璃纖維63，隔紙64，玻璃纖維65，負(fù)極板66，玻璃纖維67，隔紙68，在有圓孔的地方涂上耐酸的合成樹脂……，如此循環(huán)，最后必須是放上玻璃纖維76，負(fù)極板75后再放上一層玻璃纖維74后放上上壓板8，再擰緊69、70、71、72、73…等所有絲桿上的鏍絲帽，使極板產(chǎn)生的壓強(qiáng)力0.40×105帕-1.20×105帕之間，當(dāng)然大一些仍可以，最后將正負(fù)極板分別連接好即成單格電池，(每單格電池組的極板片數(shù)由需要而定)制造圖9，所示的極板所需的上壓板44′，下壓板44′′制造圖10中所示的極板所配用的上壓板56′下壓板56″時(shí)，方法、步驟、所用的材料與前面所述的基本相同，不同之處是44′僅有43、44、45、46、47、48、49共7個(gè)圓孔，44″上也僅有7條螺絲桿(圖中44″、56″未畫出)，同理56′上也僅有50-55共6個(gè)圓孔，下壓板56″也僅有6條鏍絲桿。
實(shí)施例2基本上與實(shí)施例1相同，不同之處是為了降低成本，上、下壓板用硬度夠高的復(fù)合橡膠、硬塑料或合成樹脂鑄成，里面不再加上鐵板8′、21，只將正極板用布滿直徑為10-4-10-5mm微孔耐酸隔紙做成的極板袋封閉住，負(fù)極板可以不封閉，(因負(fù)極板不容易損壞)組裝單格電池時(shí)也可以省去隔板60、64……，其余與實(shí)施例1相同，效果接近實(shí)施例1，使用時(shí)間長(zhǎng)后，如果蓄電池硫化，則對(duì)蓄電池進(jìn)行脫硫即行，而脫硫?qū)儆诂F(xiàn)有技術(shù)，而且也很簡(jiǎn)單、在此也不再詳述。
權(quán)利要求
1.一種新型鉛蓄電池，它包括有隔板、玻璃纖維、電池殼，硫酸溶液等，其特征在于極板上有不允許活性物質(zhì)顆粒間分離和脫落極板柵架用的圓孔，并且極板用不允許活性手質(zhì)脫落到電液中去的布滿直徑為10-4-10-5mm的微孔隔紙封閉住，和不允許活性物質(zhì)脫離極板柵架的上、下壓板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的裝置，其特征在于鉛蓄電池的極板有圓孔、圓孔直徑為4-8.5mm為宜，鉛蓄電池的極板用布滿直徑為10-4-10-5mm的微孔隔紙做成的紙袋封閉住，固定極板用的不允許活性物質(zhì)脫離極板柵架的壓板中間有薄鐵板、壓板上，有鏍絲桿、圓孔。薄鐵板的外表面用硬耐酸塑料或復(fù)合橡膠、合成樹脂、復(fù)合瀝青封閉住。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的裝置，其特征在于固定極板的壓板可以不放薄鐵板、加固用的薄圓頭螺絲釘39，可以直接用耐酸硬塑料、合成樹脂，復(fù)合橡膠或復(fù)合瀝青一次直接鑄成，只用布滿直徑為10-4-10-5mm的隔紙做成的紙袋將正極板封閉住，負(fù)極板不封閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所示的裝置，其制造方法特征在于先將薄鐵板用沖床沖壓成壓板所需的形狀，后將此多塊薄鐵板用鏍絲釘固定后，加熱淬火，將布滿直徑為10-4-10-5mm微孔的隔紙制成的紙袋將極板封閉住(此紙袋可用耐酸的合成樹脂作為粘合劑)將經(jīng)過(guò)熱處理后的薄鐵板放進(jìn)與對(duì)應(yīng)的圓孔有薄圓頭鏍絲釘39的模具中，然后注入硬耐酸塑料、合成樹脂、復(fù)合橡膠、或復(fù)合瀝青(最好在放入薄鐵板前先在模具中注入一薄層上述幾種之一的耐酸物，以保證鐵板和鏍絲釘39不外露)即得下壓板22、上壓板的制造方法與下壓板基本相同，不同之處是，上壓板沒(méi)有絲桿，僅有圓孔;制造出來(lái)的下壓板絲桿直徑為4-8mm，制造適合絲桿用的鏍絲帽時(shí)，也是先做模、后注入上述耐酸物之一，即形成鏍絲帽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置其特征在于制造極板柵架時(shí)，要在與極板對(duì)應(yīng)的圓孔地方留有空位置，制造極板時(shí)，模具中要有圓柱物，以保證生產(chǎn)出來(lái)的極板上有圓孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，總裝蓄電池時(shí)的特征在于將下壓板置于工作臺(tái)上，在下壓板上放上玻璃纖維，再放上負(fù)極板、在極板圓孔的內(nèi)壁上涂上一層耐酸的合成樹脂或其它耐酸物，再放上玻璃纖維、隔板，玻璃纖維，在隔板、玻璃纖維中有圓孔的地方也涂上一層耐酸的合成樹脂，或其它耐酸物，再放上正極板，再在正極板有圓孔的地方內(nèi)壁上也涂上一層耐酸的合成樹脂或其他耐酸物，再放上玻璃纖維、隔板…玻璃纖維、負(fù)極板，在有圓孔的地方上，涂上耐酸的合成樹脂……，以此周而復(fù)始，最后將所有絲桿的鏍絲帽擰緊、使極板間的壓強(qiáng)為0.40×105帕-1.20×105帕之間，加大一些也可以，最后將負(fù)極板，正極板分別連接即成單格電池，制成單格電池后，按需要將單格電池串并聯(lián)起來(lái)，即成成品。
全文摘要
一種新型鉛蓄電池，它能有效地提高其壽命，解決的方案是使活性物質(zhì)不從極板柵架上脫落，并長(zhǎng)期具有多孔性，具體方法為在極板上有用于不允許活性物質(zhì)顆粒之間分離，和脫離極板柵架的圓孔，每塊極板用作為不允許活性物質(zhì)顆粒脫落到電液中去的布滿直徑為10
文檔編號(hào)H01M2/14GK1070771SQ9110884
公開日1993年4月7日 申請(qǐng)日期1991年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月17日
發(fā)明者劉云招 申請(qǐng)人:劉云招