[实用新型]铅蓄电池用格栅、正极板、极板组、以及铅蓄电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及铅蓄电池用格栅、使用了该格栅的正极板、极板组以及铅蓄电池。 

背景技术

铅蓄电池具有价格低廉、输出稳定、适于大电流放电等优点，在车辆启动、电动车或电动工具的主电源、备用电源等领域一直具有广泛的应用。铅蓄电池主要包括开放式的液式铅蓄电池和密封式的阀控式铅蓄电池，其中阀控式铅蓄电池具有免维护的优点，因此应用更为广泛。阀控式铅蓄电池由正极板、负极板、隔膜、电解液、带有安全阀的外壳等部分组成，正负极板均采用涂膏式极板，将活性物质填充在特制的合金格栅上而制成。 

关于铅蓄电池用格栅，根据其制造方法的不同，大致可以分为铸造格栅和拉网格栅两种。与通过浇铸法制得的铸造格栅相比，通过切拉法制得的拉网格栅(expand grid)不仅可以节约材料成本，而且拉制出的格栅重量差别小，生产效率大幅提高。因此，目前倾向于采用拉网格栅来逐渐代替传统的铸造格栅。 

拉网格栅的制造方法已知有旋转式切拉法和往复式切拉法。旋转式切拉法是将金属板送入具有圆板状刀具而作连续旋转的一对轧辊间进行切拉加工，由于格栅在切缝和拉伸步骤中受到两次高应力，因此节点处的格线容易发生断裂，影响了电池的寿命性能。往复式切拉法是将金属板间歇地送入具有一对板状切割器的模具中，通过板状切割器的上下往复运动，在金属板上一排排地加工出沿宽度方向断续排列的狭缝，同时该狭缝被板状切割器垂直向下地拉伸，从而形成网眼。由于往复式切拉法在生产过程中基本不对格栅的节点处施压，而且格线不被扭曲，因此，用作蓄电池极板的格栅可以表现出良好的寿命性能。但传统的往复式切拉法的缺点在于生产速度较低，为了克服该问题，专利文献1中公开了一种往复式切拉工艺， 通过将多个板状切割器以规定间隔叠合为V形状，从而可以通过一次冲压而沿长度方向形成多列斜向的切缝，该方法与传统的往复式切拉法相比，能够以高的生产效率制造具有微细网眼的延展网状片。 

对于用于需要反复进行深放电的设备例如电动自行车(E-Bike)等中的铅蓄电池来说，有时即使充电深度(SOC)很浅，也需要高率放电，在这样的使用条件下，容易产生过放电。为了抑制过放电时正极电压的急剧下降，有必要适当降低正极的集电性。 

拉网格栅的边缘通常不存在外部边框，因而与铸造格栅相比，集电性相对较低，但活性物质容易从格栅边缘溢出，担载量受到限制。因此，如果在铅蓄电池的正极板和负极板中都采用拉网格栅的话，则存在电池容量差、活性物质易溢出而造成电池内部短路等问题。 

为了解决上述问题，专利文献2中提出仅在正极中使用拉网格栅、而在负极中使用铸造格栅的方案，从而能够改善高率放电时的电压降低。另外，在专利文献3中，为了防止活性物质从正极格栅中溢出而引起电池内部短路，也提出了在正极中使用拉网格栅、在负极中使用铸造格栅的技术方案。 

另一方面，合金制的格栅对活性物质主要起支撑作用和集电作用。如果格栅与活性物质之间的粘接不够，则充放电过程中容易产生活性物质脱落的问题，或者由于在活性物质的内部产生集电性不均匀，距离格栅较远的活性物质在过放电时产生容易劣化的问题。 

为此，专利文献4～7中对于格栅的格线宽度、格线厚度、节点横截面、格栅厚度以及网眼形状等做了各种优化设计，从而有效避免了格线的腐蚀断裂，改善了活性物质的粘附性，并在一定程度上提高了电池的寿命特性，但对于高率放电条件下的循环特性而言仍不充分。 

参考文献 

专利文献1：中国专利申请CN1229282A 

专利文献2：日本特开平10-321237 

专利文献3：日本特开平10-334940 

专利文献4：中国专利申请CN1420576A 

专利文献5：日本特开昭58-5969 

专利文献6：日本特公平1-45710 

专利文献7：日本特公平1-42115 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种铅蓄电池，其即使在浅的充电深度(SOC)下重复进行高率放电，也能具有良好的循环寿命。 

本发明者们在研究中发现，当采用正极为拉网格栅、负极为铸造格栅的组合时，由于正极的拉网格栅的集电性适当下降，可以在一定程度上避免高率放电时活性物质的过放电，因此与正极、负极均为拉网格栅或铸造格栅的情况相比，电池的寿命能够稍微延长，但仍不能达到所希望的水平。