CN2358560Y - 波形曲面蓄电池极板及其制作的铅酸蓄电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型为波形曲面蓄电池极板及其制作的铅酸蓄电池。极板的厚度相等,其两面波形曲面由多段折线及其构成的多个夹角α组成。每个夹角α有过渡圆弧。电池用上述极板作为正、负极板。其中隔板5,端面4,片式或袋式隔板2也具有与极板相应的波形曲面。

Description

波形曲面蓄电池极板及其制作的铅酸蓄电池

本实用新型与铅酸蓄电池及其极板有关，尤其与包括活性材料的波形曲面电极有关。

现有的铅酸蓄电池一般采用平面形状极板。这种极板在使用中由于经常大电流放电和充电，极板表面各部分电流与密度不同，活性物质局部膨胀收缩过甚，导致极板拱曲，使活性物质附着性能降低而容易脱落，使板栅暴露在硫酸液中受到腐蚀，加遂活性物质从板栅上脱落和板栅断裂。

公号告为2253870Y的实用新型专利用三角槽形极板做为正负极板，取代现有铅酸蓄电池的平板式极板，据说使极板与活性物质的接触面积增加，使活性物质的表面积提高，同时增强了极板对活性物质的保持能力，从而提高了蓄电池的比能量和寿命。

由于三角槽形极板有一面为平面，在单格电解槽中只能容纳一片正极板和一片负极板。而活性物质利用率与极板的厚薄有关，在一定的容积下，三角槽形极板只增加了两片极板间的活性物质与电解液的接触面积，但由于极板厚度的增加和极板数量的减少，极板上的活性物质与电解液接触的总面积并没有增加甚至有所减少。因此三角槽形极板虽增加了板板的强度和活性物质的附着性能，但耗费材料，增加重量和成本，减少了蓄电池的容量，没有实用性。

本实用新型的目的是提供一种容量大，耐大电流深充放电，使用寿命长，重量比能量高，制造容易，成本低廉的波形曲面电池极板及其制作的铅酸蓄电池。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型极板的厚度相等，其两面的波形曲面由多段折线及其构成的多个夹角α组成，每个夹角α有过渡园弧。

本实用新型曲面极板上的每个α角及其过渡园弧都相等，每段折线的长度相等。

本实用新型折线构成的夹角α＝80°～140°。

本实用新型夹角的过渡园弧的内园半径R＝1～6mm。

本实用新型波形曲面的折弯中心距B＝5-20mm。

一种用波形曲面蓄电池极板作为正负极板1、3制的铅酸蓄电池，电池槽的中隔板5及两端面4具有与极板相应的波形曲面。

本实用新型正、负极板1、3之间的片式或袋式隔板2具有与极板相应的波形曲面。

铅酸蓄电池的充放电过程实质上是正负极板与电解质发生电化学反应的过程，同时伴随着二氧化铅、海锦状铅与硫酸铅的相互转换。由于硫酸铅的摩尔体积大于二氧化铅和海绵状铅，因此极板上的活性物质的体积始终随着电化反应的进行在不断地膨胀或收缩，而且其胀缩的程度与电化反应的充分程度有关。众所周知，极板表面层的电化反应最充分，故表面活性物质的体积变化量最大。随着往极板厚度方向的深入，特别是极板的中心层，由于硫酸渗透和扩散的速度受阻等原因，中心层及附近的活性物质电化反应的程度就不那么充分，其体积的胀缩程度相应也就小。也可以说，极板外层与内层的物质沿平行于极板表面方向上的线伸长或缩短量是不相等的，在极板的内外层之间始终存在着平行于极板表面的剪切应力。另外，充放电时所产生的热量亦会使极板产生热胀冷缩现象，由于构成板栅的合金铅与构成活性物质的海绵状铅、二氧化铅、硫酸铅等物质的热胀系数各不相等，以及各层面生成的反应热量不同，在极板内部亦会产生剪切应力和拉应力。在大电流深充放电的情况下，以上几种应力对普通平面极板的综合破坏作用是巨大的，足以便极板变形、活性物质松散并脱落、极板板栅的筋条断裂，致使极板失效，从而导致蓄电池终止寿命。这种现象已为众多的试验和电池解剖所证实。

应力对极板的破坏作用是与应力作用方向上的极板长度有直接关系的，当长度较长时，不同层次的物质线性胀缩量之差的绝对值就大，也就是应力在同一条直线上有叠加效应。作用线越长，应力就越大，对极板的破坏作用相应就越大；作用线越短，应力就越小，破坏作用自然就小。

当极板被加工成有园弧过渡的一组折线波形时，在大电流深充放电时，虽然前面谈到应力仍然存在，但由于其在折线段的直线长度小，每一节折线上的活性物质的绝对胀缩之差就小，应力相应就减小了。加之折线之间用园弧过滤，使应力在园弧处拐弯且方向相反，不能形成首尾相接的叠加效应，大大降低了应力对极板的破坏作用。正是基于上述原因，曲线极板与普通平面极板相比，更耐大电流和深度放电，其容量和寿命得到很大的提高。实验证明提高30％。

由于本实用新型极板的两面都是波形曲面，隔板和电池槽两端面也具有与极板相应的波形曲面，在一定的体积下，单格蓄电池可设置多片极板，并且负极板可比正极板多一片，增加了活性物质利用率和电池容量，提高了重量比能量，制造容易，成本低廉。

如下是本实用新型的附图：

图1为本实用新型极板的立体结构图。

图2为图1的局部俯视图。

图3为极板曲线参数图。

图4为本实用新型的蓄电池结构图。

如下是本实用新型的实施例：

实施例1：

用铅板制成双面曲面极板。极板厚度相同，都是由多段折线及其构成的相等多个夹角和每个夹角具有相同的过渡小园弧构成。每段折线长度相等，其夹角α的度数可为下列角度中的任意一个：

80°，85°，90°，95°，100°，105°，110°，115°，120°，125°，130°，135°，140°。

α值较小时，波形曲线的展开长度与折弯中心距的比值就大，极板面积就大，即增加了极板间的活性物质反应的面积，增加了蓄电池容量。但α值如选取过小，波形曲线的高度就会过大，电池槽两侧的空间浪费就过大，会减少电池的容量。

当α值选取过大如超过140°时，曲面极板的优越性显示不出来，其最佳范围在80°-140°之间。

极板的折弯中心距B可选择下列数据中的任一个：单位：mm

5，8，10，12，15，18，20。

当折弯中心距B选取较大值时，曲线高度h增大，电池槽浪费的空间较多，且曲面极板所特有的优越性显示不出来。如果B值选取太小，则加工工艺复杂，制造成本增加，亦受极板厚度限制，其最佳范围在5-20mm之间。

极板曲面的过渡园弧的半径R可选择下列效据中的任一个：单位mm

1、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6

过渡园弧的半径R值如选取太大，则正、负极板与隔膜不能密实平行装配的区域太长，不利于活性物质的反应。如选取值太小，又受极板材料延展性的限制，其最佳范围在1-6mm之间。

实施例2：

蓄电池的正、负极板1，3采用实施例1的波形曲面极板。蓄电池的中隔板5，两端面板4，极板之间的片式或袋式隔板2也采用与极板相应的波形曲面，每个电池槽内装有由隔板2绝缘的正、负极板极群组。每个蓄电池由6个电池槽串联组成。

Claims (7)

1、一种波形曲面蓄电池极板，其特征在于极板的厚度相等，其两面的波形曲面由多段折线及其构成的多个夹角α组成，每个夹角α有过渡园弧。

2、根据权利要求1所述的蓄电池极板，其特征在于曲面极板上的每个α角及其过渡园弧都相等，每段折线的长度相等。

3、根据权利要求2所述的蓄电池极板，其特征在于折线构成的夹角α＝80°～140°。

4、根据权利要求2所述的蓄电池极板，其特征在于夹角的过渡园弧的内园半径R＝1～6mm。

5、根据权利要求2所述的蓄电池极板，其特征在于波形曲面的折弯中心距B＝5-20mm。

6、一种用波形曲面蓄电池极板作为正负极板(1)、(3)制的铅酸蓄电池，其特征在于电池槽的中隔板(5)及两端面(4)具有与极板相应的波形曲面。

7、根据权利要求6所述的蓄电池，其特征在于正、负极板(1)、(3)之间的片式或袋式隔板(2)具有与极板相应的波形曲面。

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