CN203983400U - 一种蓄电池极板结构 - Google Patents

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曹国防
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Abstract

本实用新型涉及一种蓄电池极板结构，它包括：极耳、碳材料复合层、板栅。在所述极板的中间层设有极耳；在中间层的上、下层分别设有碳材料复合层；在碳材料复合层的上下外层分别设有板栅；所述的板栅上涂覆有铅膏；经复合而成为蓄电池单块极板。其中，所述极耳由铅、锡、银金属合金制成。所述极耳的形状为网状结构。所述碳材料复合层选用的材料包括：稻壳、秸秆。所述的板栅为蜂窝结构。所述的板栅，采用导电高分子材料压制而成。本实用新型彻底消除了铅酸蓄电池生产过程中所产生的铅重金属污染；解决了铅酸蓄电池因震动而铅膏脱落问题；解决了铅酸蓄电池的质量比能量问题。本实用新型可提高电池能量60W/kg以上。

Description

一种蓄电池极板结构
技术领域
本实用新型涉及蓄电池领域，特别涉及一种铅酸蓄电池极板结构。
背景技术
目前，在铅酸蓄电池领域，传统所使用的铅钙合金板栅与金属汇流排中含有大量的铅，在浇铸、化成、焊接阶段造成了严重的重金属铅污染。
另外，铅基活性物质的理论比能量为170w.h/kg，实际仅为理论比能量的1/5。比能量低的主要原因，一个是活性物质反应效率低于50％且质量仅40％；另一个是HSO4-离子受极板厚度，材质制约，板栅和其它非成流物质占近40％，活性物质、板栅质量、电解质密度之间的关系极不合理。
因此，需要从新材料、新工艺和新型结构设计的源头来解决上述问题，否则，铅酸蓄电池是很难有所突破。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供一种无污染、提高电池比能量、提高反应物质反应效率的蓄电池极板结构。
本实用新型的技术方案是：
一种蓄电池极板，包括：极耳、碳材料复合层、板栅，其特征在于：在所述极板的中间层设有极耳；在中间层的上、下层分别设有碳材料复合层；在碳材料复合层的上下外层分别设有板栅；所述的板栅上涂覆有铅膏；经复合而成为蓄电池单块极板。
其中，所述极耳由铅、锡、银金属合金制成。
所述的极耳材料的厚度为0.8mm～1mm。
所述极耳的形状为网状结构，它包括：斜拉网、五边形网、条形网。
所述极耳与蓄电池中反应物质的接触面积不小于50㎝2。
所述碳材料复合层的厚度为0.1mm～0.8mm。
所述碳材料复合层，所选用的原材料包括：稻壳、秸秆。
所述的板栅为蜂窝结构，其蜂窝结构的孔包括：六边形孔、五边形孔、四边形孔。
所述的板栅，采用导电高分子材料压制而成。其中，所述导电高分子材料选用下列材料：导电ABS材料、聚苯胺材料、热熔性环氧树脂。
在所述的板栅内设有预留槽，以便于导线穿设连接。
所述蓄电池板栅与蓄电池中反应物质的接触表面积大于600㎝2。
所述蓄电池板栅的质量小于40g。
所述蓄电池板栅的尺寸为：193.9mm×155.3mm×4mm；或为193.9mm×155.3mm×5mm。
所述蓄电池单块极板的整体厚度小于6mm。
所述蓄电池单块极板的总质量小于120g。
本实用新型的蓄电池极板制作的二次电池，采用模块化设计，可根据需求按电池的外观大小进行组合或裁剪；同时，也可按其容量或电压大小进行组合或连接。
本实用新型的优点在于：
1、由于本实用新型采用蓄电池板栅替代铅酸蓄电池中的铅钙合金板栅，同时采用铅、锡、银金属合金板耳，取代了铅金属汇流排，故大大减少了铅酸蓄电池中的重金属铅的用量，节约50％以上，彻底消除了铅酸蓄电池生产过程中所产生的铅重金属污染。
2、本实用新型的蓄电池板栅是铅钙合金板栅质量的约20％，大大提高了极板反应物质(铅膏)和起承载导电作用板栅的质量比。铅酸电池中铅钙合金板栅质量和反应物质铅膏的比为1：1.1～1.4，非金属板栅则为1：8～12，这样铅酸蓄电池的质量比能量由35w.h/kg上升到60w.h/kg以上，故本实用新型质量比能量大大提高。
3、普通的铅酸蓄电池铅钙板栅单片较薄(1毫米左右)，反应物质铅膏粘贴在其两面，电化学反应为二维的，在其两面反应，反应面积较小，反应效率约为30％左右。而本实用新型的蓄电池板栅为多边形蜂窝结构，电化学反应为三维的，故反应面积成倍提高，反应效率提高到70％以上。本实用新型蓄电池板栅最佳蜂窝结构为六边形，反应物嵌入板栅之中，与板栅形成一个牢固的整体，大大提高了反应物质和板栅的牢固性，解决了铅酸蓄电池因震动而铅膏脱落问题。
4、由碳材料形成的复合层也大大提高了板栅的导电性能。
5、本实用新型蓄电池正极板采用双板栅叠加、其中间引出铅、锡、银金属合金极耳的结构方式，故大大地提高了反应物质的反应效率，解决了铅酸蓄电池的质量比能量问题。本实用新型可提高电池能量60W/kg以上。
附图说明
图1-1、图1-2、图1-3为本实用新型蓄电池极板的结构剖视图。
图2为本实用新型蓄电池极板中极耳结构示意图。
图3为本实用新型蓄电池极板中碳材料复合层结构示意图。
图4为本实用新型蓄电池极板中板栅结构示意图。
附图标号：
极耳1；碳材料复合层2、2’；板栅3、3’；蜂窝孔4、预留槽5。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本实用新型作进一步的说明。
如图1-图4所示，本实用新型蓄电池极板，包括：极耳1、碳材料复合层2、2’、板栅3、3’。在所述极板的中间层设有极耳2；在中间层的上、下层分别设有碳材料复合层2、2’；在碳材料复合层2、2’的上下外层分别设有板栅3、3’；所述的板栅3、3’上涂覆有铅膏；经复合而成为蓄电池单块极板。
其中，所述极耳1由铅、锡、银金属合金制成。
所述的极耳1材料的厚度为0.8mm～1mm。
所述极耳1的形状为条形网；或为斜拉网、五边形网。
所述极耳1与蓄电池中反应物质的接触面积不小于50㎝2。
所述碳材料复合层2的厚度为0.1mm～0.8mm。
所述碳材料复合层2，所选用的原材料包括：稻壳、秸秆。
所述的板栅3为蜂窝结构，其蜂窝结构的孔为六边形孔；或为五边形孔、四边形孔。
所述的板栅3，采用导电高分子材料压制而成。其中，所述导电高分子材料选用下列材料：导电ABS材料、聚苯胺材料、热熔性环氧树脂。
在所述的板栅3内设有预留槽5，以便于导线穿设连接。
所述蓄电池板栅3与蓄电池中反应物质的接触表面积大于600㎝2。
所述蓄电池板栅3的质量小于40g。
所述蓄电池板栅3的尺寸为：193.9mm×155.3mm×4mm；或为193.9mm×155.3mm×5mm。
所述蓄电池单块极板整体厚度小于6mm。
所述蓄电池单块极板的总质量小于120g。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；对本实用新型进行修改或者等同替换，均应涵盖于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种蓄电池极板，包括：极耳、碳材料复合层、板栅，其特征在于：在所述极板的中间层设有极耳；在中间层的上、下层分别设有碳材料复合层；在碳材料复合层的上下外层分别设有板栅；所述的板栅上涂覆有铅膏；经复合而成为蓄电池单块极板。
2.根据权利要求1所述的蓄电池极板，其特征在于：所述极耳,由铅、锡、银金属合金制成。
3.根据权利要求1所述的蓄电池极板，其特征在于：所述极耳的形状为网状结构，它包括：斜拉网、五边形网、条形网。
4.根据权利要求1所述的蓄电池极板，其特征在于：所述碳材料复合层，所选用的原材料包括：稻壳、秸秆。
5.根据权利要求1所述的蓄电池极板，其特征在于：所述的板栅为蜂窝结构，其蜂窝结构的孔包括：六边形孔、五边形孔、四边形孔。
6.根据权利要求1所述的蓄电池极板，其特征在于：所述的板栅，采用导电高分子材料压制而成，其中，所述导电高分子材料选用下列材料：导电ABS材料、聚苯胺材料、热熔性环氧树脂。
7.根据权利要求1所述的蓄电池极板，其特征在于：所述碳材料复合层的厚度为0.1mm～0.8mm。
8.根据权利要求1所述的蓄电池极板，其特征在于：在所述的板栅内设有预留槽。
9.根据权利要求1所述的蓄电池极板，其特征在于：所述的极耳材料的厚度为0.8mm～1mm。
10.根据权利要求1所述的蓄电池极板，其特征在于：所述蓄电池板栅与蓄电池中反应物质的接触表面积大于600㎝2。
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