CN108336367A - 板栅的编织方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池生产领域，具体公开了一种板栅的编织方法；包括以下步骤：(一)固定，控制芯料依次穿过支撑对辊、包覆通道、支撑机构和补料机构；(二)填料，将熔融态的金属或者金属合金加入储料箱中，并打开开关；(三)包覆，将进水管与水管连通；拉动芯料，使芯料移动；(四)截线，截断未包覆金属或者金属合金的芯料，并将复合线截断成为经线和纬线；(五)编织，先取经线组成竖直编织单元，取纬线组成水平编织单元；(六)第二次编织，再次取竖直编织单元和水平编织单元进行编织；(七)清洁，编织完成后关闭开关，清理包覆机构、补料机构和冷却水管。本方案可以增加板栅与活性物质的接触面积，避免活性物质掉落。
Description
技术领域
本发明涉及电池生产领域，尤其涉及板栅生产领域。
背景技术
传统的铅酸电池包括正、负极板、隔板、电解液和壳体组成，正负极板上分别涂有正负活性物质，传统的铅酸电池有极板上的活性物质利用率低、活性物质易脱落、电解液容易分层等缺点。
水平电池采用了双极性极板，且极板水平放置，电池内的电解液不容易分层。水平电池在充放电过程中，电流从一端进入边板经隔板进入第一个双极单元一极，再均匀通过板栅进入另一极，如此下去，直达另一端，电流线路短、电阻小，活性物质分布均匀，导电距离近，电流密度分布均匀，所以水平电池的使用范围越来越大。
水平电池的双极板采用正、负极活性物质分别涂填于板栅两端，在正、负极板中间预留活性物质隔离带，如此可以省略电池间的连接条和极耳。板栅一般采用包覆金属或者金属合金的芯料制成的复合线经过编织而成，其中芯料起到支撑作用，增加编织后的板栅的强度，避免板栅在使用过程中发生变形。传统的用于编织板栅的复合线均为圆柱形，而由于在体积和长度相同的情况下，圆柱形的侧面积最小，所以用于板栅编织的复合线与活性物质的接触面积最小，活性物质与板栅的结合力不强，容易从板栅上脱落，容易造成蓄电池短路报废。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增加板栅与活性物质的接触面积的板栅的编制方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：板栅的编织方法，包括以下步骤：
(一)固定，将成卷的芯料放置在用于固定芯料的固定辊上，拉动芯料的端部，控制芯料依次穿过对芯料进行导向的支撑对辊、在芯料外周包覆熔融金属或者金属合金的包覆通道、用于支撑形成的复合线的支撑机构和在复合线被磨损处填补金属或者金属合金的补料机构，使芯料卡入两个支撑辊上的凹槽内；
(二)填料，在芯料外周包覆金属或者金属合金前，先熔融态的金属或者金属合金加入可以储存金属或者金属合金的储料箱中，并打开储料箱上的开关，直到储料箱中熔融的金属或者合金流出；
(三)包覆，在包覆通道和补料机构外设用于对金属或者金属合金进行冷却的冷却水管，将冷却水管与外界的水管连通；拉动芯料，使芯料相对包覆通道、支撑机构和补料机构移动，使金属或者金属合金包覆在芯料外周，并将包覆在芯料外周的金属或者金属合金压成三棱柱状；将复合线的两个拐角卡入支撑机构中；调整复合线进入补料通道的角度，使复合线被磨损处正对补料通道中流出金属或者金属合金处；
(四)截线，截断未包覆金属或者金属合金的芯料，并将复合线截断成为经线和长度长于经线的纬线；
(五)编织，先取至少三根经线组成竖直编织单元，取至少一根纬线组成水平编织单元；使水平编织单元垂直于竖直编织单元，并使经线和纬线排列整齐，再使水平编织单元的第奇数根纬线穿过竖直编织单元的第奇数根经线上方和第偶数根经线的下方，使第偶数根纬线穿过第奇数根经线的下方和第偶数根经线的上方；
(六)第二次编织，依次取第二组竖直编织单元和第二组水平编织单元，且第二组水平编织单元和第二组竖直编织单元中的纬线和经线延续上一编织单元的计数，水平编织单元重复上述步骤，使竖直编织单元的第偶数根纬线穿过第奇数根经线的下方和第偶数根经线的上方；重复上述步骤，直到编织结束；
(七)清洁，编织完成后关闭开关，清理包覆机构和补料机构内的熔融金属或者金属合金；将外界的水管与冷却水管断开，清理冷却水管中的水。
步骤(一)将成卷的芯料固定在固定辊上后，拉动芯料端部时，成卷的芯料不会移动，支撑对辊对芯料进行导向和支撑，先将芯料放置在包覆通道、支撑机构和补料机构中，在加入熔融的金属或者金属合金时，金属或者金属合金可以直接流到芯料外周，避免金属或者金属合金浪费。
步骤(三)包覆时，熔融态的金属或者金属合金流到芯料外周，在对金属或者金属合金进行冷却时，金属或者金属合金固定在芯料外周，形成复合线。包覆完成后，复合线沿着支撑机构移动，在使用前进入补料通道中，对移动过程中被磨损部位进行补料。
在实际生产过程中，在对板栅的导电性进行检测时，发现生产出的板栅的导电性比试验时生产出的板栅导电性差。最后经过不断的试验，发现原因在于：实际生产过程中使用的复合线更长，由于生产场地不足，先生产出复合线，再将复合线输送到板栅的编织车间进行编织，而在输送的过程中，复合线发生了磨损。而在试验时，使用的复合线较短，负责编织的工人直接将生产出的复合线移动到编织车间，所以没有经过输送机构，复合线没有被磨损，而磨损的复合线编织形成的板栅的导电性变差。
但是在实际生产中，由于需要对复合线进行输送，所以必须使用输送机构，输送机构与复合线接触时产生的磨损只能尽量减小，但始终难以消除，所以实际生产出的板栅的导电性始终无法完全达到试验时的效果。最后经过反复试验，在编织前增加了补料步骤，在复合线被磨损处进行补料。
步骤(四)截线时，初始时未包覆有金属或者金属合金的芯料无法用于制作板栅，故需要截断。
本方案的有益效果为：(一)最后形成的复合线呈三棱柱状，而在体积、长度和底部面积相同的情况下，三棱柱的表面积大于圆柱体的表面积，所以单位长度与活性物质的接触面积最大，可以有效避免活性物质从编织后的板栅上脱落。
(二)三棱柱状的复合线的棱角容易磨损，而复合线表面的金属或者金属合金起导电作用，所以被磨损后会导致最后编织成的板栅的导电性降低；本方案中，在编织前，芯料未与金属或者金属合金形成复合线，而圆柱形的芯料便于运输和储存，且芯料没有棱角，不易磨损，而复合线加工完成后即进行编织，所以可以减少复合线的磨损。
(三)在编织前形成复合线后，在使用前再次进行补料，对在移动过程中被限位座磨损的部分进行填补，进一步减少用于编织的复合线上的磨损，避免板栅的导电性降低。
(四)步骤(七)可以避免出料管、进料管、补料管、包覆通道和补料通道被堵塞，使下一次编织板栅时，包覆机构和补料机构能够正常使用。
(五)输送过程中将复合线的两拐角卡入支撑机构中，此时复合线无法相对支撑机构转动，所以最后复合线被磨损的部位即与支撑机构接触部位，所以便于确定复合线在移动过程中被磨损的部位，方便进行补料。
优选方案一，作为对基础方案的进一步改进，步骤(三)拉动芯料的速度为2～5cm/s。避免芯料相对包覆通道的运动速度过快，保证有足够时间使熔融金属或者金属合金从进料管进入包覆通道，最后形成三棱柱状的复合线。其次，在冷却水管的长度不变的情况下，复合线相对包覆通道的运动速度过快还会减少复合线的冷却时间，使复合线内部无法完全凝固，移动和编织时复合线容易变形。
优选方案二，作为对优选方案一的进一步改进，纬线的长度为经线长度的2～2.5倍。板栅经过一系列加工后再经过切割才会形成极板，而水平电池采用双极板，双极板的长度大于宽度，所以在编织时使板栅的长度大于宽度，在切割时可以减少板栅的浪费。
优选方案三，作为对优选方案二的进一步改进，经线之间的间隔为1～2mm。板栅上留有缝隙，方便涂抹活性物质，形成极板。
优选方案四，作为对优选方案的进一步改进，步骤(五)第一次编织前先使用冷风对经线和纬线进行降温。冷风进一步降低复合线的温度，避免复合线烫伤工人。
优选方案五，作为对优选方案四的进一步改进，步骤(五)编织时，步骤(五)第一次编织时采用夹紧装置夹紧经线一端端部。夹紧装置夹紧经线时可以避免编织时经线晃动。
优选方案六，作为对优选方案五的进一步改进，步骤(六)第二次编织结束后，截断与夹紧装置相贴的经线。夹紧装置夹紧经线时容易使复合线变形，截断变形的复合线可以避免复合线的导电性降低。
优选方案七，作为对优选方案六的进一步改进，芯料为玻璃纤维。玻璃限位的密度小，在体积相同的情况下，采用玻璃纤维可以减小最后制成的板栅的重量。
附图说明
图1为本发明板栅的编织方法实施例中采用的包覆装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
附图标记为：支撑对辊1、凹槽11、储料箱2、进料口盖21、进料管22、包覆通道3、冷却水管4、进水管41、限位座5、补料通道6。
板栅的编织方法，包括以下步骤：
(一)固定，将成卷的芯料放置在用于固定芯料的固定辊上，本实施例中的芯料为玻璃纤维，拉动芯料的端部，控制芯料依次穿过对芯料进行导向的支撑对辊1、在芯料外周包覆熔融金属合金的包覆通道3、用于支撑形成的复合线的支撑机构和在复合线被磨损处填补金属合金的补料机构，使芯料卡入两个支撑辊上的凹槽11内；
(二)填料，在芯料外周包覆金属合金前，先将熔融态的金属合金加入可以储存金属合金的储料箱2中，并打开储料箱2上的开关，直到储料箱2中熔融的金属合金流出；
(三)包覆，在包覆通道3和补料机构外设用于对金属合金进行冷却的冷却水管4，将冷却水管4与外界的水管连通；拉动芯料，使芯料相对包覆通道3、支撑机构和补料机构移动，移动速度为2cm/s，使金属合金包覆在芯料外周，并将包覆在芯料外周的金属合金压成三棱柱状；将复合线的两个拐角卡入支撑机构中；调整复合线进入补料通道6的角度，使复合线被磨损处正对补料通道6中流出金属合金处；
(四)截线，截断未包覆金属或者金属合金的芯料，并使用冷风对复合线进行降温，直到复合线温度降低至室温；将复合线截断成为经线和纬线，纬线的长度为经线长度的2.2倍；
(五)编织，先取三根经线组成竖直编织单元，取三根纬线组成水平编织单元；使水平编织单元垂直于竖直编织单元，并使经线和纬线排列整齐，经线之间的间隔为2mm，使用夹紧装置夹持住经线一端端部，再使水平编织单元的第一根纬线穿过竖直编织单元的第一、三根经线上方和第二数根经线的下方，使第二根纬线穿过第一、三根经线的下方和第二根经线的上方；
(六)第二次编织，依次取第二组竖直编织单元和第二组水平编织单元，且第二组水平编织单元和第二组竖直编织单元中的纬线和经线延续上一编织单元的计数，水平编织单元重复上述步骤，使竖直编织单元的第偶数根纬线穿过第奇数根经线的下方和第偶数根经线的上方；重复上述步骤，直到编织结束；
(七)清洁，编织完成后截断与夹紧装置相贴的经线；关闭开关，清理包覆机构和补料机构内的熔融金属或者金属合金；将外界的水管与冷却水管4断开，清理冷却水管4中的水。
采用上述步骤编织板栅时，可以采用包覆装置对芯料进行包覆，最后形成复合线，如图1所示，包覆装置包括机架、固定辊、包覆机构、补料机构、多个支撑机构和两个冷却水管4，固定辊固定在机架上；包覆机构包括支撑对辊1，至少三根进料管22、均固定在机架上的储料箱2和包覆通道3，储料箱2上设有出料管和可封闭的进料口，出料管上设有可封闭出料管的开关；进料管22一端与储料箱2连通、另一端与包覆通道3连通，包覆通道3的内腔为三棱柱，进料管22与包覆通道3的连通处分别位于包覆通道3的三个拐角处；支撑对辊1包括沿三棱柱的中心线对称的两个支撑辊，支撑辊侧壁上设有半圆形的凹槽11；支撑机构包括两个呈L形的限位座5，两个限位座5均固定在机架上，且分别与包覆通道3的两个拐角平行；补料机构包括两根补料管和与包覆通道3相同的补料通道6，补料管一端与出料管连通，另一端与补料通道6连通，且连通处分别位于补料通道6的两个拐角处；两个冷却水管4分别包覆在包覆通道3和补料通道6外周，冷却水管4两端分别设有与冷却水管4连通的进水管41和出水管。
在本实施例中，步骤(二)中的储料箱2焊接在机架上，且储料箱2顶部设有用于封闭进料口的进料口盖21，进料口盖21与进料口螺纹连接。出料管连接有三根进料管22，三根进料管22一端与出料管另一端焊接并连通。将熔融的金属合金加入储料箱2后，金属合金沿着出料管、进料管22流动。
步骤(一)中采用的固定辊焊接在机架上，包覆通道3焊接在机架上，进料管22另一端贯穿包覆通道3侧壁，并与包覆通道3连通。支撑辊中心处焊接有转轴，转轴两端均贯穿机架，并与机架转动连接；支撑辊侧壁上设有弧形的凹槽11，凹槽11的截面为半圆形。步骤(一)中的芯料依次穿过两个支撑辊之间、包覆通道3、支撑机构和补料通道6，此时芯料卡入凹槽11中，且由于两个支撑辊沿包覆通道的中心线对称，所以此时芯料与包覆通道同轴，即芯料位于包覆通道中心处。
步骤(三)中，两个限位座5均焊接在机架上，补料通道6焊接在机架上。采用的冷却水管两端分别设有与冷却水管4连通的进水管41和出水管，外界的水管与进水管41连通，外界的排水管与出水管连通。熔融态的金属合金沿着进料管22流入包覆通道3，并附着在芯料外周，将水管与进水管41连通后，水进入进水管41中，包覆通道3内熔融态的金属合金上的热量传递到水中，水的温度升高，温水从出水管经排水管排出；芯料周围的金属合金的温度降低、金属合金凝固，形成复合线，拉动芯料时，复合线被拉出。
限位座5起到支撑和限位的作用，防止复合线发生扭转，方便复合线进入补料通道6中。复合线相对于限位座5滑动的过程中，与限位座5接触的棱发生磨损。复合线进入补料通道6后，补料通道6内的熔融态的金属合金附着在复合线被磨损的侧壁上，形成复合线新的棱，同时冷却水管4中的水对复合线进行冷却。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (8)
1.板栅的编织方法，其特征在于，包括以下步骤：
(一)固定，将成卷的芯料放置在用于固定芯料的固定辊上，拉动芯料的端部，控制芯料依次穿过对芯料进行导向的支撑对辊、在芯料外周包覆熔融金属或者金属合金的包覆通道、用于支撑形成的复合线的支撑机构和在复合线被磨损处填补金属或者金属合金的补料机构，使芯料卡入两个支撑辊上的凹槽内；
(二)填料，在芯料外周包覆金属或者金属合金前，先熔融态的金属或者金属合金加入可以储存金属或者金属合金的储料箱中，并打开储料箱上的开关，直到储料箱中熔融的金属或者合金流出；
(三)包覆，在包覆通道和补料机构外设用于对金属或者金属合金进行冷却的冷却水管，将冷却水管与外界的水管连通；拉动芯料，使芯料相对包覆通道、支撑机构和补料机构移动，使金属或者金属合金包覆在芯料外周，并将包覆在芯料外周的金属或者金属合金压成三棱柱状；将复合线的两个拐角卡入支撑机构中；调整复合线进入补料通道的角度，使复合线被磨损处正对补料通道中流出金属或者金属合金处；
(四)截线，截断未包覆金属或者金属合金的芯料，并将复合线截断成为经线和长度长于经线的纬线；
(五)编织，先取至少三根经线组成竖直编织单元，取至少一根纬线组成水平编织单元；使水平编织单元垂直于竖直编织单元，并使经线和纬线排列整齐，再使水平编织单元的第奇数根纬线穿过竖直编织单元的第奇数根经线上方和第偶数根经线的下方，使第偶数根纬线穿过第奇数根经线的下方和第偶数根经线的上方；
(六)第二次编织，依次取第二组竖直编织单元和第二组水平编织单元，且第二组水平编织单元和第二组竖直编织单元中的纬线和经线延续上一编织单元的计数，水平编织单元重复上述步骤，使竖直编织单元的第偶数根纬线穿过第奇数根经线的下方和第偶数根经线的上方；重复上述步骤，直到编织结束；
(七)清洁，编织完成后关闭开关，清理包覆机构和补料机构内的熔融金属或者金属合金；将外界的水管与冷却水管断开，清理冷却水管中的水。
2.根据权利要求1所述的板栅的编织方法，其特征在于，所述步骤(三)拉动芯料的速度为2～5cm/s。
3.根据权利要求2所述的板栅的编织方法，其特征在于，所述纬线的长度为经线长度的2～2.5倍。
4.根据权利要求3所述的板栅的编织方法，其特征在于，所述经线之间的间隔为1～2mm。
5.根据权利要求4所述的板栅的编织方法，其特征在于，所述步骤(五)第一次编织前先使用冷风对经线和纬线进行降温。
6.根据权利要求5所述的板栅的编织方法，其特征在于，所述步骤(五)第一次编织时，采用夹紧装置夹紧经线一端端部。
7.根据权利要求6所述的板栅的编织方法，其特征在于，所述步骤(六)第二次编织结束后，截断与夹紧装置相贴的经线。
8.根据权利要求7所述的板栅的编织方法，其特征在于，所述芯料为玻璃纤维。
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