[发明专利]蓄电池板栅和极板

说明书

本发明属于电池领域，具体涉及改进的蓄电池板栅，进一步涉及使用该蓄电池板栅制备的极板。所述蓄电池板栅具有相对设置的背离面和接触面，所述背离面开设多个铅膏栅孔，所述接触面开设多根平行的直线状汇流排联条槽，使得电荷经所述铅膏栅孔流入汇流排联条槽、并汇流至电池电极。本发明的蓄电池板栅采用了特殊的“面结构”，在栅板的表面形成“立体”的凹凸结构，使铅膏可在“多维度”上与极板产生电离，从而提高电转化率，在增大制电量的同时，加快了电量的充放电时间，大幅度提高了铅酸电池的“蓄电”能力。本发明中，板栅的重量大幅降低，从而提高了整个蓄电池中反应物质所占比重，使得蓄电池的实际比能量大幅提高。

技术领域

本发明属于电池领域，具体涉及改进的蓄电池板栅，进一步涉及使用该蓄电池板栅制备的极板。

背景技术

二次电源在现代社会进程中发挥着极其重要的推进作用。特别是在石油资源越来越匮乏的今天，储能与道路移动负载电源用途占有的比例越来越高，各种新兴能源由于技术、成本等因素根本不可能在短期内满足二次电源的需求市场。而传统的铅酸蓄电池尽管具有一百五十余年的历史，它的技术成熟，原材料丰富，使用性能安全稳定的优点，却由于生产工艺落后，比能量低，严重污染环境，质量重，充电慢寿命短等缺陷，严重制约了它的生存与发展。

铅酸蓄电池的正极为二氧化铅，负极为海绵状铅，电解质主要为硫酸水溶液，隔膜(板)有微孔橡胶、微孔塑料和玻璃纤维棉等。电池壳体使用硬橡胶、工程塑料等材料制成。电解质硫酸水溶液参与电池反应，正负极放电产生物均为硫酸铅。【《电动汽车构造、原理与检修》，吴兴敏，张博，王彦光主编，北京：北京理工大学出版社，2015.07】目前市售的铅酸蓄电池依然沿用铅钙合金板栅作为电极板，由于铅钙合金板栅中含有大量的铅，在浇铸、化成、焊接阶段造成了重金属铅污染。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，一方面在于反应物质的反应效率低下，另一方面在于反应物质在蓄电池中的重量比低下。对此，申请人在在先发明【CN102515728A、CN102522566A，现以全文引用的方式合并入本发明】中提出了一种重量轻而导电率好的导电陶瓷材料、以及该材料制备得到的蓄电池板栅；但是，该蓄电池板栅依然采用传统的带有极眼的极耳的连接方式、电荷迁移效率没有得到本质提升，呈蜂窝状排列的电极栅板孔没有摆脱反应物质在二维层面参与反应的弊端，且没有考虑铅膏在充电过程中的膨胀和剥离的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的一个方面涉及改进的蓄电池板栅，用以替代现行的铅钙合金板栅，从而提高反应物质的反应效率和其在蓄电池中的比重，从而提高蓄电池的电流密度、电池性能和存储性能。

具体而言，所述蓄电池板栅具有相对设置的背离面和接触面，所述背离面开设多个铅膏栅孔，所述接触面开设多根平行的直线状汇流排联条槽，使得电荷经所述铅膏栅孔流入汇流排联条槽、并汇流至电池电极。

本发明的蓄电池板栅在背离面开设铅膏栅孔，铅膏栅孔内部填充含有二氧化铅的铅膏；其向对面的接触面开设汇流排联条槽，汇流排联条插入汇流排联条槽中，从而使该蓄电池板栅作为正极板使用。在蓄电池的充、放电过程中，铅膏得到或失去的电子沿着“铅膏栅孔-汇流排联条槽-汇流排联条-正极”的路径迁移，由于板栅上设置多条汇流排联条槽，故电荷可以以多路并流的方式汇流至电池正极，相对于传统的使用极耳的“单通路”板栅而言，极大地提高了电流密度。

进一步地，所述铅膏栅孔为贯穿所述蓄电池板栅的漏斗状通孔，铅膏栅孔垂直于轴向的截面的面积，从背离面到接触面逐渐缩小。