[发明专利]负极板栅

说明书

本发明公开一种负极板栅，其特征在于：它包括板栅本体，所述的板栅本体由四周边框和位于边框内的若干竖筋和横筋搭配而成；板栅本体的上端设置有极耳；所述的竖筋包括第一竖筋和第二竖筋，所述的第一竖筋位于板栅本体靠近极耳位置端，所述的第二竖筋位于板栅本体远离极耳位置端；至少一根第一竖筋通过尾端设置有两根分流体斜筋、且该两根分流体斜筋的另一端分别连接有一根第二竖筋；至少一根第一竖筋通过尾端设置有一根分流体斜筋、且该一根分流体斜筋的另一端连接有一根第二竖筋；所述的第一竖筋和第二竖筋构成竖筋导电系统、所述的横筋构成横筋导电系统，且第一竖筋的数量小于第二竖筋的数量。具有改善负极的硫酸盐化和负极底部充电的优点。

技术领域

本发明涉及铅酸电池的技术领域，具体的涉及一种铅酸电池负极板栅的结构。

背景技术

随着《电动助力车用阀控式铅酸蓄电池》新国标于2018年7月1日正式执行，对电动自行车整车重量提出了更多要求，整车重量不能超过55kg。因此对铅酸动力电池提出了轻量化提升比能量的要求，板栅的结构设计成了轻量化设计过程中的主要内容。

现在的铅酸蓄电池设计过程中正极板栅结构根据蓄电池用途做了在放电时利于电流分布的各种结构改进比较多，以往因负极板栅重量较大，受浇铸等原因影响，负极板栅及负极活性物富余量较大也不会影响充电导电问题，负极板板栅结构则在放电时不会影响导电问题，因此大部分结构设计忽略了负极板栅在充电时的导电问题；但是在轻量化设计过程中，随着负极板栅的重量降低以及负极活性物质富余量的减少，负极板栅导电性成为影响电池性能的关键因素。

以往板栅设计大部分是考虑产品放电时导电问题及使用循环过程中正板栅的腐蚀问题。然而负板栅在整个电池使用过程中充电时导电性能也是保障产品性能的关键点。以往设计过程中大家站在放电过程中的负极板为海绵状铅，导电性能较好，对负极板栅要求不高，忽略了负极在放完电后海绵状铅已转化为硫酸铅，在充电过程中硫酸铅导电性较差，不利于极板底部活性物质的转换的缺陷。

如20Ah电池极板因为有着较高的高宽比结构，该结构并不利于电流分布。现有负极的板栅结构如图1所示：该板栅结构为各筋条均匀分布结构，由上边框4’、下边框9’、左边框5’和有边框构6’成的边框结构，上边框靠近一侧处设置有极耳1’，以及分布于边框内的3条直通的竖筋2’和15条横筋3’组成。3条竖筋2’的截面积相同，由板栅上边框处直接延伸到下边框处。蓄电池在放电过程中，负极活性物质为海绵状铅，导电性能较好；在这个过程中，因为负极活性物质导电性能较好，板栅与活性物都为铅，电导率相同，板栅什么结构对导电都不会有任何影响。而放电终止后，负极活性物质则由海绵状铅转化为硫酸铅，在充电过程中，负极活性物质为硫酸铅，其导电性就远远低于负极板栅材料铅的导电能力，因此在负极充电过程中负极板栅承载了更多的导电功能。

如图2所示为20Ah极板结构，该结构即是在负极板栅基础结构的基础上填涂一定的活性物质使其成为极板。由附图2可见其极板的高宽比较大，板面较高，充电时电流到达极板底部的活性物质上的阻力较大，导致负极板底部活性物质硫酸铅转化为海绵状铅较为困难。随着每次使用中的充放电循环，负极板底部活性物质逐渐形成大颗粒硫酸铅最终不可逆化，负极活性物质参与电化学反应的当量也逐渐减少，最终导致电池容量衰减，从而导致电池提前失效。在原有传统的负极设计富余情况下，板栅和活性物质较多，不会影响其导电及因导电不好导致的负极活性物量的缺少；但是随着轻量化设计的需求，需要将负极板栅及活性物用量逐渐减少，原有传统的负极板栅的结构就会影响到电池性能，会因充电时导电不好导致底部活性物过早硫酸盐化，电池提前失效。

发明内容

本发明针对现有的负极板活性物质充电时的电导率差的技术问题，通过优化设计负极板栅的结构，使负极板栅上靠近底部的活性物在充电时更利于电流的流通，能更好转换负极板底部活性物质，提供一种充电时导电性能好的负极板栅。