混联式塑补底部穿壁焊高能铅酸蓄电池 说明书
所属技术领域
本发明属电化学领域，是一种采用混合联接方法制成的底部穿壁焊高能铅酸蓄电池及其制备。
背景技术
现有的铅酸蓄电池，单体电池间只有上部一组穿壁焊焊接相联，使得电池极板各部位活物利用率不均匀，上部靠近极耳处活物利用率很高，而下部活物利用率很低。其主要原因是由于极板各部位电势差很大，导致活物利用不均匀。在靠近极耳的部分电势分布很高，电阻较小，活物利用率就很高；而在远离极耳的极板中下部电势则较低，电阻也由于导电路径的增长而增加，这部分活物利用率就大大降低了。在循环使用中，极板下部活物经常被不能完全转化成铅或二氧化铅的硫酸铅包围或者覆盖，以致活物不能被很好利用，进而使这部分活性物质硫酸盐化。随着循环次数的增加，越来越多的活性物质不能被转化，从而降低了电池容量和大电流放电性能，寿命也随之缩短。
为了克服现有铅酸蓄电池内阻大，活物利用率不均匀，寿命短的特点，为此，人们试图将极板从原有133mm高度不断往下降，然而极板高度的降低也受到限制，这是因为，极板高度降得过低，要保证电池容量，就必须增加极板宽度。这样极板宽度方向也失调，在宽度方向上离极耳远的区域就相应增加，从而同样使极板活物利用率不均匀，甚至活物利用率还会比不降极板高度时更低。
由于上述种种原因，国际上在铅酸蓄电池研究中，虽然对板栅形状、极耳位置进行了千变万化的设计，但至今尚未找到某种可以提高靠近极板下部三分之一活物利用率的方法。因此，铅酸蓄电池活性物质利用率低的问题和铅蓄电池超高倍率放电性能问题，一直未得到很好解决。
【发明内容】
本发明的目的在于通过选择合适的蓄电池槽和选择合适的极板，提供一种活性物质利用率高，大电流放电性能强，因而电容量大的铅酸蓄电池。
本发明提出的混联式塑补底部穿壁焊高能铅酸蓄电池，其生极板和熟极板的制造工艺和通常的铅酸电池相同，包括浇片、涂填、固化、化成几个步骤，按常规工艺制成。其组装是使用单体电池底部间有穿孔的电池槽和使用双极耳极板组装成单体电池间有上下两组汇流排的混联式塑补底部穿壁焊高能铅酸蓄电池的制造方法。
本发明提供地混联式塑补底部穿壁焊高能铅酸蓄电池，在正极群和负极群上汇流排对角的下侧部或上极耳下侧部分别增设一组下汇流排，用上汇流排对角的下侧部或上极耳下侧部的汇流排与极柱相联，在电池底部实施底部穿壁焊与电池上部穿壁焊一起组成混联式底部穿壁焊高能铅酸蓄电池。并且对其底部凹形槽处进行塑封，保证电解液不外漏。本发明提供的铅酸蓄电池具有内阻低，使用寿命长，高倍率放电性能优良，大大地提高了蓄电池的综合性能。
本发明采用的技术方案是：在现有铅酸蓄电池所用极板尺寸基础上，其高度不变，在上部极耳对角的下侧部或在主极耳下侧部边框增设一小极耳(图1A：2；图1B：2)，小极耳距底部边框(图1A：3；图1B：3)10mm-50mm处，小极耳厚度为1mm-5mm，长度为5mm-20mm，宽度为5mm-15mm，并减少6mm-10mm原极板宽度以适应现有电池槽的要求。用特殊模具制造出底部有凹形的电池槽，凹形位置在电池槽上部打孔的对角或上部打孔位置下部单格处，长度为10mm-6mm，宽为10mm-40mm，深为10mm-20mm，在凹形槽中间单格两边靠单格中间隔处，在中间隔两边分别有一个φ8mm-φ14mm的圆孔或长、宽为8mm-14mm的方孔。
用现有的铅酸蓄电池组装方法，把极板(图1)对应组装成极群后，在正极群和负极群插好隔板后组成单体电池。再把单体电池极板小极耳焊成汇流排并焊上极柱，然后将单体电池一个个地装入上部已打孔和底部带孔的特殊槽(图2A或图2B)中，然后将上部主极柱与主极柱穿壁焊接相联，底部小极柱与小极柱穿壁焊接。将上部和下部均实施穿壁焊接之后，将热塑料注入凹形槽中，使用热塑料材料必须与槽材料相同。把小极柱密封在所注的塑料中，小极柱被塑料包封后能保证单体电池间不发生离子短路，注入与电池槽相同的塑料能保证所补之处的结合强度和电池电液不外漏。最后把槽与盖进行热封即可，这就是混联式底部穿壁焊高能铅酸蓄电池的制造方法。
本发明的有益效果是：本发明提出的混联式塑补底部穿壁焊高能铅酸蓄电池，采用本发明说明的制备方法制造的铅酸蓄电池，可使蓄电池整个极板活性物质均匀利用，延缓活物衰老，循环寿命可提高达1倍，正负极活性物质利用率均能提高10％-15％，电池容量提高10％-15％，高倍率放电性能提高8％-12％。
【附图说明】
图1是本发明所用双极耳极板图。
图2是本发明所用底部凹形、打孔电池槽底部侧视图。
图3是本发明底部穿壁焊接侧面剖释图。
特别说明：本发明主要突出底部穿壁焊接工艺，故电池上部普通穿壁焊结构图未画出。
图1中：A图1为主极耳，2为小极耳，3为底部边框；B图1为主极耳，2为小极耳，3为底部边框。
图2中：a为底部凹形长度，b为凹形宽度，c为凹形深度，d为正方形宽度或圆形直径，f为凹形处。
图3中：1为电池槽，2为负极小汇流排联极柱，3为负极板小极耳，4为注塑部位和所注塑料，5为正极小极柱，6为正极小极耳，7为隔板，8为正极小极柱连汇流排，9为单体电池中间隔，10为电池负极，11、12分别为电池注液孔，13为电池正极，14为负极小极柱，15为电解液。
本发明提出的混联式塑补底部穿壁焊高能铅酸蓄电池其极板制备工艺与通常的极板制备基本相同。只是因为正极板和负极板分别要用双极耳极板和单体电池间使用两组穿壁焊焊接工艺，并对其特殊电池槽底部进行塑补的工艺，其工艺的使用对电池整体性能的提高有着重要影响。
下面结合附图和实例对本发明进一步说明：
实施例1：制备6-QA-36AH起动用混联式塑补底部穿壁焊高能铅酸蓄电池。用双极耳极板(图1：b)生产该电池，分别将三片正极板(图3：6)和四片负极板(图3：3)装入梳型排中焊接成常规极群后，用正极群和负极群对插，在插好隔板后组成单体电池，将单体按常规焊极群的方法旋转90°度，分别将极群下部极板小极耳(图3：3或6)放入梳型板再焊接形成汇流排(图3：2或8)和小极柱(图3：14或5)。将焊好所有汇流排和所有极柱并插好隔板的单体电池装入特殊凹形带孔槽(图2：A或图2：B)中，凹形槽(图2A：f；图2B：f)尺寸为长10mm-60mm(图2A：a；图2B：a)，宽10mm-40mm(图2A：b；图2B：b)，深10mm-20mm(图2A：c；图2B：c)，中间圆孔(图2B：d)为φ8mm-φ14mm的电池槽，或中间正方形孔(图2A：d)为长8mm-14mm，宽8mm-14mm的电池槽，然后将上部极柱用常规方法焊接相连，再将底部小极柱(图3：14)与底部小极柱(图3：5)焊接相连，这就是混联式底部穿壁焊工艺。第四步，用与槽相同材料180℃-300℃热塑料注入电池底部凹形部位并使其填满凹形部位(图2：f)为准。使塑料与电池槽中间隔(图3：9)开孔处和电池槽底部凹形处(图2：f)完全结合在一起，并且把小极柱(图3：14；图3：5)和小极柱穿壁焊接处全部包其中(图3：4)，这能保证底部穿壁焊接不发生离子短路和开孔的底部在补塑后完全不漏液。最后将电池槽与盖进行热封，至此，即制造出起动型36AH混联式塑补底部穿壁焊高能铅酸蓄电池，然后再用普通工艺生产一只36AH起动用铅酸蓄电池。以1.8A放电至单格1.70伏为止，普通型电池容量仅为36AH，而按混联式塑补底部穿壁焊接工艺制造的并且铅耗量与普通36AH铅耗量相等的36AH电池，其放电容量为40.4AH，相对容量提高15％。
实施例2：制备6-QA-105AH型起动用混联式塑补底部穿壁焊高能铅酸蓄电池。用双极耳极板(图1：A)生产该电池，分别将七片正极板(图3：6)和八片负极板(图3：3)与实施例1相同方法制备。该电池可提供462A的大电流放电，而用普通生产方法生产的同样重量正极板的蓄电池则最多能提供420A的大电流放电，其大电流放电性能相对提高10％。
实施例3：制备6-QA-60S型起动型混联式塑补底部穿壁焊高能铅酸蓄电池。取双极耳极板(图1：B)生产该电池，分别将四片正极板(图3：6)和五片负极板(图3：3)与实施例1相同方法制备。然后用同样重量正极板制成普通型60AH铅蓄电池，均以3A放电至单格1.7伏为止时，普通型电池容量仅为59AH，而按混联式塑补底部穿壁焊工艺制造的并且与普通60AH铅耗量相等的电池，其放电容量为68.4AH，相对容量提高14％。