[發明專利]鉛酸蓄電池集流體

有效

• 申請號: 201410490376.5
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104201394A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 劉桃松;黨志敏;黃德金
• 申請（專利權）人: 浙江南都電源動力股份有限公司;杭州南都動力科技有限公司
• 主分類號: H01M4/68
• 分類號: H01M4/68;H01M4/73
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

技術領域

????本發明涉及鉛酸蓄電池集流體。

背景技術

傳統的鉛酸蓄電池集流體采用重力澆注的生產工藝。由于該工藝要求將鉛錠放到熔鉛鍋中加熱熔化，經過抽液設備將液態的鉛倒入模具中，靠熔化的鉛自動流入模具的各個縫隙，冷卻后成為集流體。

傳統工藝存在很多弊端，1：如需要使用大量電能加熱熔鉛鍋、加熱抽液設備需要消耗大量的電能；2：由于鉛液在模具中會冷卻會使鉛液的流動性變差，無法流動到更細更窄的模具中，因此傳統集流體的筋條設計較厚，重量大、比表面積小。與鉛膏的接觸距離大，充電慢，大電流性能差，鉛膏利用率低；3：由于集流體在模具中的流動全靠液態的鉛的流動性以及鉛的重力作用流淌到模具的每一個空間，容易出現斷筋、孔洞、表面缺陷、不夠密實等缺陷；4：傳統工藝的集流體模具上端會多出部分鉛，脫模后需要切割多余的部分，再返回熔鉛鍋中，增加工藝步驟、浪費電能。5：傳統工藝的產生過程會大量的鉛塵鉛煙污染環境，需要增加環保設備投入。熔鉛鍋輻射大量的熱，工作環境差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種具有密度小、重量輕、能使筋條密集比表面積增加的鉛酸蓄電池集流體，使電池具有較高的比能量、比功率、充電速度、活性物質利用率。為此，本發明采用以下技術方案：

鉛酸蓄電池集流體，其特征在于集流體的材料成分包含鉛或含鉛合金之外，還包括：

低密度摻合材料顆粒，其密度比鉛或含鉛合金低，熔點比鉛或含鉛合金的熔點高；

增強纖維，其熔點比鉛或含鉛合金的熔點高；

低密度摻合材料顆粒在集流體中的體積占比為5%～40%；增強纖維在集流體中的體積占比為5%～40%。

進一步地，所述低密度摻合材料顆粒經過化學鍍錫、銀或金預處理。所述低密度摻合材料顆粒可采用中空玻璃微球。

進一步地，所述增強纖維經過化學鍍錫、銀或金預處理，其可采用玻璃纖維。

低密度摻合材料顆粒的粒徑一般為微米級，最佳在10～150微米之間，低密度摻合材料顆粒既能夠起到代替鉛材料減輕集流體的重量，使得集流體密度小、重量輕的作用，又減少外露的可能性。

在集流體中，鉛或鉛合金為集流體的起導電作用的主要成分，其接觸、支撐活性物質；在本發明中，增強纖維用于彌補中空玻璃微球，增強集流體的強度，防止彎曲，同時增加集流體的成型性能，使這種集流體混合物料能夠通過類似注塑的方法制造集流體，使集流體有條件實現筋條密集的設計，提高比表面積，使電池具有較高的比能量、比功率、充電速度、活性物質利用率；進一步地，化學鍍層可以有效增加中空玻璃微球、玻璃纖維與鉛及其合金的相容性，防止產生界面，防止集流體表面外露低密度摻合材料顆粒和增強纖維，提高集流體表面導電性。

通過本發明的技術方案，集流體的密度最低可達到3?g/cm3、重量最多可以減少70%（中空玻璃微球、玻璃纖維比例越高，集流體密度越低，密度為3?g/cm3～11.34?g/cm3）；表面積最高可以比傳統工藝的集流體提高40%；集流體強度提高200%。本發明的集流體可以廣泛的應用于鉛酸電池。尤其運用在高比能量、高功率、充電快的啟停電池上。

附圖說明

圖1為本發明集流體的一種實施例的示意圖。

圖2為圖1的局部放大圖，顯示本發明的筋條的二級精細結構。

圖3為集流體內部的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步詳細描述。

集流體實施例1的配方設計：鉛、中空玻璃微球和玻璃纖維體積各占33.3%的比例，

本發明集流體如圖1,2所示：集流體一級方形柵格內向中間延伸了筋條、菱形、圓形或多邊形的二級幾何形狀。這些二級幾何形狀筋條明顯細于集流體柵格筋條。增加了活性物質的接觸面積、縮短了電流路程。

本發明集流體如圖3所示：集流體內部均勻分散了中空玻璃微球（圓形圖案）、玻璃纖維（長條形圖案），減小了鉛的使用量，增加集流體強度，防止集流體彎曲。

本發明實施例的集流體參數對比如表1。

表1：同樣邊框尺寸的集流體參數對比