高容量涂膏式蓄电池极板
专利汇可以提供高容量涂膏式蓄电池极板专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 是在原有标准化涂膏式极板的 基础 所作的改进。原有极板的化学原理、材料、配方、生产流程基本上无一更改，仅在晾干涂膏极 板坯 之后、浸酸处理之前实施本 专利 方法。增加这一工艺生产的极板，放电容量增加20％以上。 摘要 附图 示出经本专利方法加工成型后的极板在厚度上的剖面形状。，下面是高容量涂膏式蓄电池极板专利的具体信息内容。
本发明属于一种高容量涂膏式蓄电池极板。
生产使用蓄电池的行业和个人，都清楚极板在蓄电池中占有的地位， 蓄电池储放电的能力基本上来源于极板；极板的寿命就是蓄电池的寿命它 决定着蓄电池的体积、重量和成本。多年来，蓄电池极板的结构、外行尺 寸、理化性能等，都巳标准化。以最常见、用量最大的启动型铅酸蓄电池 极板为例：它的长宽尺寸为143×135mm；厚度尺寸正极板为2.2mm，负极 板为1.8mm，平行于143mm边的正极板板棚横筋28条，负极板板栅横筋为 32条，平行于135mm边的正极板板栅竖筋为8条，负极板板棚竖筋为9条。 成品正极板重约260克，负极板重约230克，正极板所含电化学效应的活性 物质为二氧化铅，负极板所含电化学效应的活性物质为绒状铅，由于放电 量的多少主要受正极板的制约，所以按正极板来确定单片极板的容量为15 安时，要得到容量为150安时的蓄电池，则要10片正极板并联组合成极群， 再与相应的负极板组合成的极群按技术要求装配在一格容器即成，若是要 想得到6V150安时的蓄电池，则要三个这样的单格串联起来。若是用这样 的六格串联起来，即是12V、150安时的蓄电池，要想得到195安时容量就 必须以13片正极板组成的极群才成，蓄电池的容量随着组装的正极板片数 的增加而增加，由此看来，单片极板的参数无疑是蓄电池总体各项指标的 基点。
本发明的目的旨在提高单片极板的容量。增大单体蓄电池储电、放电的 能力。让应用在各个领域中的蓄电池发挥出更强作用。
这里仍以启动型铅酸蓄电池为例，从它的电化学反映过程着手探讨提 高单片极板容量的可能性。
放电 PbO2+2H2SO4+Pb → PbSO4+2H2O+PbSO4 正极板 电解液 负极板 硫酸铅 水 硫酸铅
由上式看到，正极板所含活性物质二氧化铅，经放电后生成硫酸铅， 电解液因丧失酸根生成水，负极板所含活性物质绒状铅放电后也生成硫酸 铅。据有关资料(湖南科学技术出版社出版“化工”，商品生产法十三集) 表明，启动型铅酸蓄电池单片正、负极板标称容量为15安时，当放电15安 时后，正、负极板消耗的活性物质合计为124.935克，只占正、负极板活 性物质总含量的35％左右，而生成的硫酸铅则有169.8克。由此可以确认： 放电之所以终止，并非极板中活性物质因电化学反映消耗殆尽，而是生成 的硫酸铅附着复盖层不断加厚，直到完全阻隔了正、负极板中活性物质与 电解液的接触，导致电化学反应不能继续进行，放电才会终止。我们以15 安时为正极板放电终止电量，这时的硫酸铅覆盖层厚度是多少由下式可以 算出：
式中：169.8为单片正、负极板放电15安时生成的硫酸铅总量；设定 该总量的70％附着复盖在正极板上；由于极板骨架3毫米的边框上没有活性 物质，电化学有效表面，应该是边框以内的尺寸计算，故此有(143-6) 乘以(135-6)再乘以2，则是极板两面面积。计算得出的0.00336克′mm2 为15安时放电终止时硫酸铅附着复盖在正极板表面的平均厚度参数。现在 将上式中的分母数值增加一倍，也就是将电化学反应面积增加一倍。仍以 放电15安时生成的硫酸铅169.8克×70％作为分子，生成的硫酸铅附着复盖 层平均厚度只能是上式得出的参数的一半，没有达到终止放电的厚度。也 就是说：它还能放电15安时。这也就是现在的启动型铅酸蓄电池每增加一 片正极板，增大容量15安时的原因所在。由此得出：增大电化学反应面积 即能增大放电量的定论。鉴于前面的分析提示，本发明采取了在标准化尺 寸极板涂膏的表面上增设盲孔或沟槽来扩大活性物质与电解液进行电化学 反应面积的技术措施。经反复测算和实验，按不破坏极板的强度又尽可能 增大有效面积的准则，确定了盲孔的直径为2mm，孔内圆柱长为0.8mm，底 端锥长0.3mm。避开极板起骨架作用的板栅经络，均匀对称地布局在极板 两面，以这方案，可在标准尺寸的启动型铅酸蓄电池正极板上设置2709个 这样的盲孔或相应面积的沟槽。其他不同尺寸的极板，依此类推。在涂膏 式蓄电池极板的涂膏表面上布局盲孔或沟槽后，称为“高容量涂膏式蓄电 池极板”。本文以下简写为高容量极板。 凡是涂膏式极板改为高容量极板， 都会增加活性物质与电解液的化学反应面积。仍以启动型铅酸蓄电池极板 为例，加设了2709个盲孔后，增大电化学反应面积3983.858mm2，按(式 一)计算15安时放电后硫酸铅附着在正极板的平均厚度：
从上式得出，高容量极板在放电15安时后，生成的硫酸铅复盖层比不 加孔(槽)的极板薄，没有达到(式一)所得出的终止放电的平均厚度参 数-0.0033 6克/MM2，证明电化学反应仍能继续进行，放电量增加。至于 布局沟槽与布局盲孔的意义完全相同，故不另作记述。
高容量极板与相应的原有极板外形尺寸相同，加孔(槽)后实际电化 学反应面积却增加了39％以上，由于放电量与电化学反应面积成正比关系， 理论上放电量也相应增加39％，原有极板标称容量为15安时时，活性物质 利用率仅为35％。而加孔极板活性物质的利用率提高到41％以上。若用同样 数量的高容量极板替代原有的极板装配成蓄电池，比原有这种蓄电池的容 量高出20％，启动能力得到提高。由于电化学反应面加大，对充电、放电 过程中承受电流冲击的能力也得到增强，这对蓄电池的寿命也极为有利。 若采用高容量极板按原定容量装配蓄电池，则比使用原极板所需片数减少 20％以上。可见采用加孔极板减小了蓄电池体积、重量，降低了成本。这 就是高容量极板比起原有极板的有益效果。
说明书附图一为启动型铅酸蓄电池高容量极板a面所设盲孔的布局示 意图。
说明书附图二为启动型铅酸蓄电池高容量极板b面盲孔布局示意图。
图三为图二中A-A、B-B、C-C、D-D剖面图。各剖面上a所指为极板的a 面，b所指为极板的b面。
图四为图三中C-C剖面O部的五倍放大图，示出极板ab两面布局的盲孔 在厚度剖面上的相对位置及盲孔的纵剖面形状。
生产高容量极板除在晾干极板之后、极板浸酸之前插入加孔工艺、添 置一加孔工具外，其原理、材料、配方、工艺流程、工属具等无一更改。 下面，仅以实施加孔的方法作简要描述。简易的加孔工具由两块定位夹持 板、两块孔针集合板、支承架和脚踏杠杆与相应的传动杆、块构成。定位 夹持板由两块钢板配对精加工而成，待加孔极板平面夹持在这两块钢板之 间，按极板平面、厚度铣出的定位形腔中，两形腔面内，根据极板两面盲 孔布局的位置、数目、孔径对应设有通孔。通孔的作用是让分别固定在两 块孔针集合板上按盲孔布局位置、数目、形状一致的孔针，从两块定位夹 持板的背面透过通孔进入形腔，对在形腔中定位夹持着的极板以孔针压入 一定深度，形成盲孔。组合成的夹持定位板部件装配在构架的导轨上，使 之能在一定的范围固定、开合，再按动作要求，装上水平拉块、垂直拉杆、 脚踏杠杆，以及复位、开启弹簧等组成加孔机具。 操作开始时，两块孔针集合板都结合在离开定位夹持板较远的地位， 两块孔针集合板上的孔针都位于定位夹持板两背面的通孔内。对应的两块 定位夹持板处在略为分开的松弛状态，合缝处呈现0.5mm的间隙。第一步， 从合拢但有0.5MM间隙的两定位夹持板组成的形腔的上开口填入待加孔的 极板，并便之到底定好位。此时，踏下脚踏杠杆、连接在脚踏杠杆接近活 动支承点端的垂直拉杆随着向下运动，垂直拉杆上端分别连接在与两块孔 针集合板左右两边连接的四块水平拉块形成的左右两水平直线的中点上。 中点随着垂直拉杆向下运动，改变原有的直线为折线，缩短着构成直线的 两块拉块两端联着的两块孔针集合板之间的距离，使两块孔针集合板沿导 轨平行向形腔中夹持着的极板运动，直到孔针压入形腔中夹持着的极板内， 受到限位停止运动。这时松开踏脚，所有传动杆、块均借踏板踏下时受压 的复位弹簧的舒张力复位。复位开始的瞬间，以定位夹持板背面为支承点 的8盘开启弹簧，失去孔针集合板加在上面的压力，立即以舒张力将孔针 集合板推开，而它的反作用力保持了极板在形腔中紧贴腔壁的夹紧状态， 有利于孔针退离后留在极板上的盲孔保持完好。当孔针集合板复位到终极 点，开启弹簧完全松弛，定位夹持板同样松弛回复到初始状态。此时操作 者可手持露出形腔上开口外的极板耳，取出已经过加孔成型的极板，接着 又填入下一片待加孔极板，前述操作即持续重复进行。
前述仅为笔者实施加孔工艺的方法之一，仅供参考，不排除生产厂家 使用除此之外的任何加孔(压槽)的工艺方法。
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