連續極耳對稱復合網狀電極卷繞式蓄電池的制作方法

本發明涉及鉛酸蓄電池，尤其是涉及一種高功率、高倍率放電的卷繞式鉛酸超級蓄電池，屬于蓄電池加工制造技術領域。

背景技術：

傳統的鉛酸電池制造工藝和技術已經歷了一個多世紀的歷程。在一個多世紀的發展過程中，傳統的生產及加工技術被不斷地革新、新的技術和設備被不斷地采用。

目前，傳統的卷繞式鉛酸蓄電池大多采用單個或多個極耳作為集流方式，電流的導出和引入局限在有限的幾個焊接點上，通導能力較低，內阻較高，充放電過程中電流分布不均勻，難以實現大電流充放電。另外，大電流充放電時，由于電池內阻大，導致發熱嚴重，電池溫度過高，從而引起安全隱患；由于一般的卷繞式鉛酸蓄電池高倍率充放電較差，導致電池在需要高倍率充電和放電的使用場合表現不佳；現有卷繞結構鉛酸蓄電池在極板材料及卷繞工藝方面尚存在問題，由于鉛的機械強度低，使用沖孔鉛箔作為卷繞結構電池的板柵材料，材料壓延工藝及電池極板卷繞的制造工藝復雜，成本較高，板柵材料在制造過程中產生的應力集中，造成板柵材料在電解液中劇烈的應力腐蝕，極易出現極板裂紋，板柵耐受充放電循環中活性物質變形的能力差，易造成活性物質與板柵的脫離，導致電池過早失效。

技術實現要素：

為了克服現有卷繞式鉛酸蓄電池電流通導能力較低，內阻較高，充放電過程中電流分布不均勻的缺陷以及在需要高倍率充電和放電的使用場合表現不佳的缺陷；鉛箔作為卷繞結構電池的板柵材料強度低、加工難等弊端，本發明提供一種連續極耳對稱復合網狀電極卷繞式蓄電池，它能使充放電過程中電流分布均勻，有效提高電流通導能力，并提高了電極的機械強度和抗震動性能，降低了電極內阻，同時具備超級電容高倍率充電和放電特性；極板材料使用導電性好的高強度纖維材料編織而成的網片狀材料作為極板的基材通導性好，活性物質不易脫離，極板的強度較原來的鉛箔有大幅度地提高并且加工容易。上述特點延長了電池的循環使用壽命，使卷繞式鉛酸蓄電池的性能進一步提高。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種連續極耳對稱復合網狀電極卷繞式蓄電池，包括電池外殼(5)和電芯(33)，其特征是：電芯(33)由正極片(1)、負極片(2)以及位于所述正極片和負極片之間的隔膜(3)通過電芯卷軸(23)卷繞成柱狀體，在電芯(33)的兩端端頂分別設有正極集流盤(6)和負極集流盤(7)；所述正極片(1)在靠正極集流盤(6)一側頂端設有一與正極片(1)等長的極耳即正極連續極耳(8)，在正極連續極耳(8)與隔膜(3)靠正極集流盤(6)一側的頂端之間的位置設有一排沿極片長度方向等距排列的正極片氣孔(20)；所述負極片(2)在靠負極集流盤(7)一側頂端設有一與負極片(2)等長的極耳即負極連續極耳(9)，在負極連續極耳(9)與隔膜(3)靠負極集流盤(7)一側的頂端之間的位置設有一排沿極片長度方向等距排列的負極片氣孔(34)；所述正極集流盤(6)為盤狀體，在盤的中心設有一圓孔即正極安全閥安裝孔(36)，盤體上設有一與正極極片螺旋相吻合的螺旋狀槽體即正極片卡槽(32)，正極片(1)的正極連續極耳(8)沿正極片卡槽(32)卡制于其中，并通過焊接方法固定；所述負極集流盤(7)也為盤狀體，在盤的中心設有一圓孔即負極安全閥安裝孔(37)，盤體上設有一與負極極片螺旋相吻合螺旋狀槽體即負極片卡槽(35)，負極片(2)的負極連續極耳(9)沿負極片卡槽(35)卡制于其中，并通過焊接方法固定。

在正極集流盤(6)和負極集流盤(7)的外側分別設有電池正極保護蓋(21)和電池負極保護蓋(22)。在正極集流盤(6)和負極集流盤(7)中心分別設有正極安全閥安裝孔(36)和負極安全閥安裝孔(37)，其孔內分別安裝有安全閥(14)。在正極集流盤(6)和負極集流盤(7)上分別設有正極端子(18)和負極端子(19)。

所述正極片(1)、負極片(2)由高強度導電纖維絲編織而成的網片作為底板(43)，在正負極底板(43)上分別涂布有正極活性物質(51)和負極活性物質(52)。所述的高強度導電纖維絲為玻璃纖維、碳纖維、金屬絲中的一種或幾種。所述正極片(1)和負極片(2)的底板(43)上還分別設有與正極活性物質和負極活性物質條狀相間的金屬氧化物涂層(42)，金屬氧化物涂層物質為ruo2、mno2、co3o4、nio、v2o5、fe3o4、sno2等其中一種或幾種。

本發明的有益效果是該發明通過獨特的端面集流結構，大大提高了電池極片的集流面積并提高了極片與集流體之間的連接強度，使電極的機械強度和抗震動性能大幅度提高，實現電池大電流充放電過程中的電流密度的均勻分布，降低了內阻，散熱性能好，可以有效降低大電流充放電時的電池溫度；復合電極使蓄電池同時具備超級電容高倍率充電和放電特性；極板材料使用導電性好的高強度纖維材料編織而成的網片狀材料作為極板的基材，在基材之上均勻涂布電池活性物質，由于高強度纖維材料編織而成的網片狀材料作為極板的基材其表面積相對于同面積的鉛板要大得多，提高了基材與涂布于其上的電池活性物質之間的導電性以及附著力，活性物質不易脫離，極板的強度較原來的鉛箔有大幅度地提高，并且較原來的鉛箔極板加工容易。上述特點降低了制造成本，安全性得到明顯改善，延長了電池的循環使用壽命，使卷繞式鉛酸蓄電池的性能進一步提高。本發明的制作方法經濟、簡單，易于實現規模生產，在蓄電池制造領域具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明剖視圖；

圖2為本發明局部剖視圖；

圖3為本發明正極片示意圖；

圖4為本發明正極集流盤示意圖；

圖5為本發明電芯截面圖；

圖6為本發明負極片示意圖；

圖7為本發明負極集流盤示意圖。

圖中1.正極片，2.負極片，3.隔膜，5.電池外殼，6.正極集流盤，7.負極集流盤，8.正極連續極耳，9.負極連續極耳，14.安全閥，17.電池，18.正極端子，19.負極端子，20.正極片氣孔，21.電池正極保護蓋，22.電池負極保護蓋，23.電芯卷軸，24.保護膜，32.極片卡槽，33.電芯，34.負極片氣孔，35.負極片卡槽，36.正極安全閥安裝孔，37.負極安全閥安裝孔，42.金屬氧化物涂層，43.底板，51.正極活性物質，52.負極活性物質。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明的技術方案進一步說明。

如圖1-7所示，一種連續極耳對稱復合網狀電極卷繞式蓄電池，包括電池外殼(5)和電芯(33)，其特征是：電芯(33)由正極片(1)、負極片(2)以及位于所述正極片和負極片之間的隔膜(3)通過電芯卷軸(23)卷繞成柱狀體，在電芯(33)的兩端端頂分別設有正極集流盤(6)和負極集流盤(7)；所述正極片(1)在靠正極集流盤(6)一側頂端設有一與正極片(1)等長的極耳即正極連續極耳(8)，在正極連續極耳(8)與隔膜(3)靠正極集流盤(6)一側的頂端之間的位置設有一排沿極片長度方向等距排列的正極片氣孔(20)；所述負極片(2)在靠負極集流盤(7)一側頂端設有一與負極片(2)等長的極耳即負極連續極耳(9)，在負極連續極耳(9)與隔膜(3)靠負極集流盤(7)一側的頂端之間的位置設有一排沿極片長度方向等距排列的負極片氣孔(34)；所述正極集流盤(6)為盤狀體，在盤的中心設有一圓孔即正極安全閥安裝孔(36)，盤體上設有一與正極極片螺旋相吻合的螺旋狀槽體即正極片卡槽(32)，正極片(1)的正極連續極耳(8)沿正極片卡槽(32)卡制于其中，并通過焊接方法固定；所述負極集流盤(7)也為盤狀體，在盤的中心設有一圓孔即負極安全閥安裝孔(37)，盤體上設有一與負極極片螺旋相吻合螺旋狀槽體即負極片卡槽(35)，負極片(2)的負極連續極耳(9)沿負極片卡槽(35)卡制于其中，并通過焊接方法固定。

在正極集流盤(6)和負極集流盤(7)的外側分別設有電池正極保護蓋(21)和電池負極保護蓋(22)。在正極集流盤(6)和負極集流盤(7)中心分別設有正極安全閥安裝孔(36)和負極安全閥安裝孔(37)，其孔內分別安裝有安全閥(14)。在正極集流盤(6)和負極集流盤(7)上分別設有正極端子(18)和負極端子(19)。

所述正極片(1)、負極片(2)由高強度導電纖維絲編織而成的網片作為底板(43)，在正負極底板(43)上分別涂布有正極活性物質(51)和負極活性物質(52)。所述的高強度導電纖維絲為玻璃纖維、碳纖維、金屬絲中的一種或幾種。所述正極片(1)和負極片(2)的底板(43)上還分別設有與正極活性物質和負極活性物質條狀相間的金屬氧化物涂層(42)，金屬氧化物涂層物質為ruo2、mno2、co3o4、nio、v2o5、fe3o4、sno2等其中一種或幾種。