专利名称：极管分散直接穿壁串联式铅蓄电瓶的制作方法
技术领域：
本发明属二次电瓶类别的铅酸蓄电瓶。
背景技术：
铅蓄电瓶是在全世界包括国内消耗量巨大的一种机电产品，目前，所有的铅蓄电瓶含管式，板式的富液型、阀控免维护型、胶体型都存在无效铅用量太多的问题。无效铅指不参加电化学成流反应，包括用于把各单格内极板联接成群组的汇流条，联接条，集中穿壁焊头用铅。无效铅本身及用量越大，就越增加电瓶成本、重量、通电内阻。使电瓶比能量降低，电性能降低，增加了电瓶制造工序及制造安装这些部件的设备和工时。无效铅主要耗用在电瓶格与格之间联接上，可以把目前所有各种型号铅蓄电瓶单元格之间的联接统称之集中式间接穿壁并串联接，以区别本项发明技术的分散直接穿壁串联式联接。技术特征为
发明内容
正负极板各格全部分散采用单根管式，每根极管分别各自直接穿壁与它格对位极管串连，在电瓶最后头尾两端才并联成正负出线端子，电瓶极板采用一种特殊的单根管式结构，不似传统的多管成排地并联管式极板，并且极管从中间分成两半正负极各一半。中间就地用电瓶格的壁板分开，也就是栅骨穿过格壁板把两边不同的正负极串联成一个完整的2伏电瓶格，总个电瓶所有的格，极管都按这种方式分开串联接，中途不与其它管并联，各格栅骨都按最短距离穿壁联接两边的正负极管串联到底，只在最后电瓶壳头尾正负端子上与其它极管并联。直线穿壁的最短距离和仅用栅骨导电的最小用铅量，使现有铅蓄电瓶并联各格极板的汇流条，连接条，穿壁焊柱头用铅在本发明中被省略，达到了减轻电瓶重量，降低内阻，提高能量比的作用，是一种新型电瓶结构。由于正负极板皆采用了管式结构，不会在使用中掉落铅粉，可用湿法反复还原。
现有各种类型铅蓄电瓶总质量中，非活性铅占百分之21～27。本发明极管栅骨采用直条状板栅，用铅量比板式板栅少。又完全节省并联汇流条、联接条、弯曲穿壁焊头用铅，非活性铅总量可比目前现有板式蓄电瓶减少50％，电瓶总质量因而将减轻8％-12％，电瓶能量比也按比例增高。本电瓶的内阻低于目前用的电瓶，本电瓶可反复还原用的长寿命为目前只有一次性使用期限电瓶所不及。因此，本发明的极管分散直接穿壁串联式铅蓄电瓶将在许多运用领域取代目前现有蓄电瓶。
(四)实施方式1、发明的新型极板栅骨用合金铅铸成一简单的直条(杆)状，与现有铅电瓶板栅无任何相同之处。栅骨形状从中部分开成两部分，负极光滑圆杆形，正极栅骨薄条形，截面如双刃刀状，宽度略小于选用的纤维管内径。负极金属铅粉导电性好，安排用表面积小的圆杆栅骨。正极活性物二氧化铅粉导电性差，利用率低，用表面积大的薄条状栅骨，以降低正极导电内阻和增加活性物利用率。薄条形不好穿壁，因此，用形态简单的负极圆形栅骨穿壁，以期达到骨与壁之间紧密的配合。正极管靠薄条的宽度定位包容铅粉的纤维管，栅骨长度根据选定的电瓶容量确定。栅骨形状见
图1。
2、栅骨穿壁点骨与壁的密封是本发明电瓶质量的关键，栅骨穿过电池壳壁的部位是双层壁构造，形成一个条形密封用空盒，成排栅骨从条形盒两层壁穿过后，空盒中注入环氧脂或聚氨脂一类胶粘剂硬化固定粘合栅骨在盒中的部分。用胶粘方法来解决各电瓶格间酸液不串漏，极管不松动的问题。见图1、图23、用注塑制成多个水平方向开口的单格塑料电瓶壳和热熔封闭开口用盖板。开口对面的壳壁和盖板都制有多排双层壁中空水平条状盒结构，起注入胶密封的作用。盒的两壁都留有成排圆孔供圆栅骨通过，盒中空部分用于注入密封胶，宽约5～10毫米，以较快和方便注入密封胶液为宜。电瓶壳和盖板装配电瓶的连接见图2先将盖板成排圆孔内插满去掉薄条形正极边的负极圆杆栅骨对齐，再在圆栅骨穿过的双层壁盒内注满胶粘剂固化，胶粘剂要选用能与塑料壳粘合的为宜。胶固化后将负极圆栅骨朝上(盖板无正极部分)圆骨上套几个叶形夹用于定位纤维管于栅骨圆心不偏位，再套上纤维管，在管内加满铅粉震紧、封底，工序过程与一般管式极板同样无异。盖板无正极部分，裸露的栅骨头全是负极，用专用带孔镀铅丁字形铜带焊接露头，每一排水平外露栅骨各用一条铜带将栅骨头遂个焊好，铜带可在栅骨插入盖板前就焊好。盖板端头最后要用环氧或聚氨之类胶粘剂封闭，只留各丁字带头伸出在外并联或负极端头。
4、电瓶正极管安装于单格电瓶壳内，用一条条完整的栅骨穿过电瓶壳口对面双层壁密封盒。穿满后在密封盒内注胶密封固化。栅骨在壳内部分是正极骨，按条形宽度方向垂直摆放，穿出壳壁密封盒在外部分是圆形负极骨，固定后的栅骨分头进行装纤维管，加铅粉，封塑料尾封等工序。纤维管头部定位于双层壁两面预留的小圆形平台面上。见图1下图。按此顺序制得多个有正负极管的单格电瓶壳组合，最后一个电瓶壳留作电瓶正极，剪掉外露的负极栅骨，焊上丁字铜带形成正极出线端子。盖板及电瓶壳负板管水平方向密集成排不留空隙，上下两排负极管之间留有让同样水平成排的正极管嵌入的空隙，负极管排每根管之间有开缝要用氯丁胶封闭小缝，因硫酸及氧气泡难以渗过胶层进入负极铅粉内反应，封缝用胶量及胶线宽度越小越好。胶缝的作用是滞留充电时正极产生的氧气泡于负极管底部被强迫渗入铅粉内化合成水，协助完成气体氧巡循，这一点非常重要，是本项发明的特点之一。负极管排装于壳外敞开便于封胶。负极管排列在正极管最下的一排不封缝。上下交替顺序排列的正负极两管之间留有1～2毫米间隙不互相接触。正负管之间不插隔板，因为隔板阻挡氧气泡上升不利加快气体巡循。除此，隔板也阻碍液体流动，影响电瓶用湿法还原再用。本电瓶采用先进的正负极双管式结构，以便用户在电瓶寿命终了时，可以湿法还原反复再三地用，得到特长的寿命，以区别不能用湿法还原，只有一次性使用期限的目前所有铅蓄电瓶。
5、较长的极管排水平放置因栅骨铅的柔软尾部会自然下垂触到下排板管根部，极管越长，下垂越重。为防止纤维管被上排下垂尾部磨破，极管尾封塑料件要嵌入对面壁被预先留的槽托上承压。极管太长者要在中间部位装承压件防上下管接触。
6、电瓶壳口边比其内正极管高出5毫米以上，便于壳与壳，与盖板热熔胶合成整体电瓶时有压缩余量。热熔合胶接组装整体电瓶示意如图3。先将装好正负极管的电瓶壳B垂直开口对接装好负极管的盖板A，垂直装是防平水装配的先阶段长极管下垂变形但短极管不存在下垂问题。AB接好成了一个完整2伏电瓶格，再顺序热熔对接C、D电瓶壳到设定电压为止，最后接好的是正端电瓶壳。焊接端头各排丁字铜带，正负两端用胶粘树脂密封。大容量电瓶壳接合面用罗丝压合，接面涂密封胶，不用热熔合。湿法还原时可拆开分成各单元格分别进行。
7、以上所述是单格电瓶壳组装电瓶，本发明也可用两个或多个单格并列，开口方向互相背向的电瓶壳组装电瓶。栅骨穿壁密封可用占位小的敞开口槽式密封，注塑模简单的面式密封总个穿壁面倒一层胶密封，胶用量多，但密封质量可靠工序简化。见图3。电瓶极管可垂直排列，也可在正负极管间垫入超细玻纤吸液成贫液阀控式。本发明电瓶的注液排气方法同普通电瓶。本发明电瓶宜制大容量电瓶，容量越大，电压越高的电瓶组越易用本项技术发挥优势。例如电动汽车300伏制，电动自行车36V制，工业用旅游业用车船48伏制，要求尽量减轻重量，尽可能长的寿命。因为电动车船电瓶的工作条件十分恶劣，目前用电瓶重量太重，寿命太短。本发明的胶粘固定栅骨的密封盒结构，虽然要占用一定体积和位置，但因为在电瓶格内处观见不到、小容量电瓶体积和外表仍可做得象一般电瓶一样。
(五)付图所绘部分技术特征结构说明图11、正极薄条形栅骨。2、塑料电瓶壳。3、密封胶注入盒，4、5、纤维管及套入的圆形定位平台。6、负极圆栅骨。7、纤维管。图21、负极丁字带端头。2、盖板与电瓶壳热熔处。3、负极圆栅骨。4、正极薄条形栅骨。5、电瓶壳。6、密封胶注入盒。7、热熔接合部位。图31、敞口胶封槽。2、面式胶封胶层平面。3、电瓶组装热熔接顺序。
权利要求
1.一种极管分散直接穿壁式铅蓄电瓶，其特征是电瓶内极板全部采用单根管式极板，通过管内直条杆状栅骨直接穿过电瓶格壁实行电联接，各格极管皆采用分散各自直接穿壁串联到额定电压再并联输出，单元格内不用汇流条并联的形式。
2.按权利要求1所述铅蓄电瓶，其正负极管共用1根栅骨，栅骨负极部分圆杆状，正极部分薄条状，以电瓶格壁将正负极分开的结构。
3.按权利要求1所述铅蓄电瓶，其极管栅骨通过电瓶格壁密封盒、槽、面。在盒、槽、面注入胶粘剂树脂固化粘合栅骨不动不漏的结构。
4.按权利要求1所述铅蓄电瓶，电瓶格内水平排列的负极管之间缝用胶粘堵塞，阻挡迟滞充电时氧气泡从缝口上升逃逸的结构。
5.按权利要求1所述铅蓄电瓶，用镀铅铜带联接电瓶壳外正负极管外露栅骨作输出端子的结构。
6.按权利要求1所述铅蓄电瓶，其电瓶盖和电瓶壳及各个2伏单元格之间用罗丝压紧接合，可拆开再装配的结构。
全文摘要
本发明铅蓄电瓶正负极板全部改用单根管式，所有单根极管各自分开直接穿过电瓶格壁串联到所需电压，由于直接穿壁的最短距离和仅用栅骨导电的最小用铅量，使本发明电瓶完全节省了目前所有铅蓄电瓶各格内所用的汇流条、联接条、弯曲穿壁焊用铅，使电瓶非活性铅用量大幅度减少，降低了电瓶重量，内阻，提高了电瓶比能量。由于正负极板全部是管式结构，不存在掉漏铅粉，在电瓶使用失效后可用湿法还原再用。上述特点正适应目前电动车船的要求，能在许多方面取代现有铅蓄电瓶。
文档编号H01M2/28GK1420574SQ0113155
公开日2003年5月28日 申请日期2001年11月20日 优先权日2001年11月20日
发明者陈雅罗 申请人:陈雅罗