鉛蓄電池制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供一種鉛蓄電池，其具有多個(gè)單體電池，所述單體電池具有極板組、電解液以及單體電池室，所述極板組以浸漬于電解液的狀態(tài)收納在所述單體電池室中，所述極板組是由多片正極板和多片負(fù)極板隔著隔板交替排列而成，其中，所述隔板由多個(gè)玻璃纖維層構(gòu)成，在所述極板組中相鄰的正極板和負(fù)極板之間的間距為0.8～1.2mm，所述電解液是以硫酸為主要成分且比重為1.32～1.36g/cm3，其中所述多個(gè)玻璃纖維層由在內(nèi)層玻璃纖維層的兩個(gè)表面上分別層疊外層玻璃纖維層而成，其中所述內(nèi)層玻璃纖維層是由平均纖維直徑為4.3～4.9μm的粗玻璃纖維構(gòu)成的且平均孔徑為11.0～14.0μm，所述外層玻璃纖維層是由平均纖維直徑為3.6～4.2μm的細(xì)玻璃纖維構(gòu)成的且平均孔徑為7.0～10.0μm。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
鉛蓄電池
本專(zhuān)利技術(shù)涉及鉛蓄電池，具體地說(shuō)，涉及能夠提供具有良好的高率放電特性且可有效地抑制短路發(fā)生的鉛蓄電池。
技術(shù)介紹
鉛蓄電池除了用于起動(dòng)車(chē)輛的電源和用于后備電源之外，也廣泛用于主電源用途，即用作獨(dú)立充放電設(shè)備用電源例如電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)、電動(dòng)滑板車(chē)、小型電動(dòng)助力車(chē)、高爾夫球車(chē)等的動(dòng)力電源，太陽(yáng)能用電池等。在這些用途中，鉛蓄電池的工作特點(diǎn)是：?jiǎn)?dòng)時(shí)電流大，行車(chē)時(shí)放電電流較小，放電時(shí)間長(zhǎng)。與此同時(shí)，也要求減少鉛蓄電池的維護(hù)保養(yǎng)，特別是要求其具有較長(zhǎng)的循環(huán)壽命。在電池的長(zhǎng)壽命化方面，通常的做法是：通過(guò)提高加在極板組上的壓力以及用隔板壓住正極活性物質(zhì)，從而抑制正極活性物質(zhì)的膨脹，防止正極活性物質(zhì)的脫落。但是，隨著電池的大型化，為增強(qiáng)電槽而改變材質(zhì)或增加電槽壁厚，即使這樣，也難以在極板組上施加并維持適當(dāng)?shù)膲毫?。鉛蓄電池隨著其使用時(shí)間的延長(zhǎng)，因正極集電體的氧化而產(chǎn)生腐蝕，由此導(dǎo)致正極集電體的截面積減少，整個(gè)正極板的導(dǎo)電性下降。其結(jié)果是電池進(jìn)行高率放電時(shí)的電壓特性下降。這樣的正極集電體的腐蝕進(jìn)一步發(fā)展時(shí)，最終正極集電體本身發(fā)生斷裂。由此導(dǎo)致電池容量迅速下降。在鉛蓄電池使用的過(guò)程中，當(dāng)反復(fù)進(jìn)行充放電時(shí)，電池性能會(huì)逐漸降低。當(dāng)電池性能降低時(shí)，電池內(nèi)壓有時(shí)會(huì)上升，從而在正極板和負(fù)極板之間施加較大的壓力。這時(shí)，電極組容易發(fā)生壓縮或變形。即，電池內(nèi)壓上升時(shí)電極組有容易被擠壞的傾向。另一方面，隨著電子設(shè)備的小型化及輕量化迅速發(fā)展，也要求用作電源的鉛蓄電池具有較小的體積和較高的充放電容量，減小電池正負(fù)極板之間的間距是在保持容量不變的情況下減小體積的有效途徑，但是正負(fù)極板靠得太近就會(huì)有內(nèi)部短路的危險(xiǎn)。在正極板與負(fù)極板之間，夾有由絕緣性的多孔材料構(gòu)成的隔板，該隔板的作用就是既可使正負(fù)極板盡量靠近而又可避免它們相互接觸短路。好的隔板材料需要具有良好的電解液吸收(吸附)性能和高的力學(xué)強(qiáng)度。從減小極板組的體積的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選將隔板更薄型化。當(dāng)正極板與負(fù)極板發(fā)生短路時(shí)，電池內(nèi)部溫度會(huì)上升，這時(shí)也要求極板組有確保安全性的功能。而且，從維持電池的功率特性和充放電容量的觀點(diǎn)考慮，還需要確保隔板的離子透過(guò)性以及吸收和保持電解液的性能。另外，鉛蓄電池在使用的過(guò)程中，當(dāng)反復(fù)進(jìn)行充放電時(shí)，電池性能會(huì)逐漸降低。當(dāng)電池性能降低時(shí)，電池內(nèi)壓有時(shí)會(huì)上升，從而在正極板和負(fù)極板之間施加較大的壓力。這時(shí)，由于隔板為多孔質(zhì)，與正極板和負(fù)極板相比，更容易發(fā)生壓縮或變形。即，電池內(nèi)壓上升時(shí)隔板有容易被擠壞的傾向。隨著隔板發(fā)生壓縮或變形，隔板的孔隙度減少，結(jié)果隔板的孔隙中所保持的電解液的量減少，會(huì)妨礙離子的移動(dòng)，從而隨著充放電的反復(fù)進(jìn)行，電池阻抗逐漸增大。鑒于隔板的結(jié)構(gòu)和性能大大影響著鉛蓄電池的體積、功率特性、充放電容量以及循環(huán)壽命，所以在現(xiàn)有技術(shù)中提出了對(duì)隔板的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行改進(jìn)的各種方案。日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)平2011－238492公開(kāi)了一種密閉型鉛蓄電池用隔板，其是在一層粗纖維層的兩個(gè)表面上分別覆蓋一層細(xì)纖維層而得到的三層層疊結(jié)構(gòu)體，上述細(xì)纖維層由平均纖維直徑為0.4～1.0μm的玻璃纖維構(gòu)成且平均孔徑為3.5μm以下，上述粗纖維層由平均纖維直徑為1.3～4.0μm的玻璃纖維構(gòu)成并且平均孔徑為4.0μm以上且為上述細(xì)纖維層的平均孔徑的1.5倍以上，其中，在上述三層層疊體中，上述玻璃纖維的平均纖維直徑為1.2μm以上，上述細(xì)纖維層和上述粗纖維層的厚度之比為10/90～50/50。通過(guò)采用上述隔板，可以有效地改善防止極板組在含浸電解液后的壓迫力降低效果和防電解液分層化效果，從而提高了密閉型鉛蓄電池的壽命；并且，通過(guò)促進(jìn)隔板的厚度方向的電解液移動(dòng)性，提高了高率放電時(shí)的電解液供給液，從而使得密閉鉛蓄電池的充放電特性進(jìn)一步提高。日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)平2011－238492的實(shí)施例所涉及的密閉型鉛蓄電池采用了密度為1.30g/cm3的硫酸溶液。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN1224535A公開(kāi)了一種用于電池的玻璃纖維隔板，該隔板包括相互纏結(jié)的玻璃纖維聚集體和分散在玻璃纖維中的0.2～20重量％的纖維素原纖，基本上所有的玻璃纖維直徑均不大于約20μm，至少5重量％的玻璃纖維直徑小于1μm，該纖維素原纖來(lái)自加拿大打漿度很低的木漿例如紅木漿或杉木漿，通過(guò)該纖素原纖維的使用提高了上述隔板的拉伸強(qiáng)度。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN1224535A的實(shí)施例中采用密度為1.286g/cm3的硫酸來(lái)對(duì)上述隔板的性能進(jìn)行測(cè)試。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN1276920A公開(kāi)了一種用于由閥控式鉛酸蓄電池的吸濕隔板，其包括由玻璃纖維構(gòu)成的第一層、玻璃纖維構(gòu)成的第二層和放置在該第一層和第二層之間的合成樹(shù)脂帶。這種隔板通過(guò)玻璃纖維層與合成樹(shù)脂帶的組合使用來(lái)提高抗拉強(qiáng)度等機(jī)械性質(zhì)。另一方面，一直以來(lái)，對(duì)于鉛蓄電池用電解液的組成和物性等方面也在進(jìn)行各種研究。本領(lǐng)域中熟知的是，鉛蓄電池中通常采用的電解液是密度為1.20～1.28g/cm3左右的硫酸水溶液，即使在該硫酸水溶液中添加其它添加劑，所得的電解液的密度也在1.32g/cm3以下。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN1113352A公開(kāi)了一種用于鉛蓄電池的電解液，該電解液由稀硫酸、活性炭、硫酸鎘和硫酸鈷組成，其各組分重量百分比為:密度為1.28g/cm3的稀硫酸98～99.8％，活性炭0.05～0.8％，硫酸鎘0.03～1.0％，硫酸鈷0.02～0.6％。經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算可知，該電解液的密度低于1.32g/cm3。中國(guó)技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)CN2076712U公開(kāi)了一種鉛蓄電池，其中采用的電解液為酸類(lèi)物，其密度為1.27～1.32g/cm3，該鉛蓄電池的特征在于采用鉛鈣鋁合金電極來(lái)代替現(xiàn)有的由銻鉛合金或純鉛制作的電極，以使得在充放電過(guò)程中氣體泄出量極少、電解液損失小。如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中，一直在研究通過(guò)對(duì)隔板組成和結(jié)構(gòu)、或者電解液的組成和物性等方面進(jìn)行調(diào)整來(lái)提高鉛蓄電池的某些性能。但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，還不存在通過(guò)同時(shí)對(duì)隔板組成和結(jié)構(gòu)、以及電解液的組成和物性等進(jìn)行特定的設(shè)定來(lái)提供具有良好的高率放電特性且可有效地抑制短路發(fā)生的鉛蓄電池。因此，本專(zhuān)利技術(shù)正是為了得到這樣的鉛蓄電池而完成的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供具有良好的高率放電特性且可有效地抑制短路發(fā)生的鉛蓄電池。解決該問(wèn)題的手段本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)采用特定多層隔板和密度在特定范圍的電解液，從而解決了上述的技術(shù)問(wèn)題。即，本專(zhuān)利技術(shù)涉及如下內(nèi)容。(1)一種鉛蓄電池，其具有多個(gè)單體電池，所述單體電池具有極板組、電解液以及單體電池室，所述極板組以浸漬于電解液的狀態(tài)收納在所述單體電池室中，所述極板組是由多片正極板和多片負(fù)極板隔著隔板交替排列而成，其中，所述隔板由多個(gè)玻璃纖維層構(gòu)成，在所述極板組中相鄰的正極板和負(fù)極板之間的間距為0.8～1.2mm，所述電解液是以硫酸為主要成分且密度為1.32～1.36g/cm3，其中所述多個(gè)玻璃纖維層由在內(nèi)層玻璃纖維層的兩個(gè)表面上分別層疊外層玻璃纖維層而成，其中所述內(nèi)層玻璃纖維層是由平均纖維直徑為4.3～4.9μm的粗玻璃纖維構(gòu)成的且平均孔徑為11.0～14.0μm，所述外層玻璃纖維層是由平均纖維直徑為3.6～4.2μm的細(xì)玻璃纖維構(gòu)成的且平均孔徑為7.0～10.0μm。(2)、根據(jù)上述(1)所述的鉛蓄電池，其中，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鉛蓄電池，其具有多個(gè)單體電池，所述單體電池具有極板組、電解液以及單體電池室，所述極板組以浸漬于電解液的狀態(tài)收納在所述單體電池室中，所述極板組是由多片正極板和多片負(fù)極板隔著隔板交替排列而成，其中，所述隔板由多個(gè)玻璃纖維層構(gòu)成，在所述極板組中相鄰的正極板和負(fù)極板之間的間距為0.8～1.2mm，所述電解液是以硫酸為主要成分且比重為1.32～1.36g/cm3，其中所述多個(gè)玻璃纖維層由在內(nèi)層玻璃纖維層的兩個(gè)表面上分別層疊外層玻璃纖維層而成，其中所述內(nèi)層玻璃纖維層是由平均纖維直徑為4.3～4.9μm的粗玻璃纖維構(gòu)成的且平均孔徑為11.0～14.0μm，所述外層玻璃纖維層是由平均纖維直徑為3.6～4.2μm的細(xì)玻璃纖維構(gòu)成的且平均孔徑為7.0～10.0μm。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種鉛蓄電池，其具有多個(gè)單體電池，所述單體電池具有極板組、電解液以及單體電池室，所述極板組以浸漬于電解液的狀態(tài)收納在所述單體電池室中，所述極板組是由多片正極板和多片負(fù)極板隔著隔板交替排列而成，其中，所述隔板由多個(gè)玻璃纖維層構(gòu)成，在所述極板組中相鄰的正極板和負(fù)極板之間的間距為0.8～1.2mm，所述電解液是以硫酸為主要成分且密度為1.32～1.36g/cm3，其中所述多個(gè)玻璃纖維層由在內(nèi)層玻璃纖維層的兩個(gè)表面上分別層疊外層玻璃纖維層而成，其中所述內(nèi)層玻璃纖維層是由平均纖維直徑為4.3～4.9μm的粗玻璃纖維構(gòu)成的且平均孔徑為11.0～14.0μm，所述外層玻璃纖維層是由平均纖維直徑為3.6～4.2μm的細(xì)玻璃纖維構(gòu)成的且平均孔徑為7.0～10.0μm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉛蓄電池，其中，所述隔板在組裝形成電池時(shí)以0.33～0.56的壓縮率被壓縮。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉛蓄電池，其中，所述多個(gè)玻璃纖維層為三層，其...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張靜，阿部陽(yáng)隆，安藤和成，佐佐木健浩，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：松下蓄電池沈陽(yáng)有限公司，松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：