用于蓄电池的板栅和铅酸蓄电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于蓄电池的板栅和铅酸蓄电池，包括上边框、与上边框相对的下边框、左边框、与左边框相对的右边框以及横竖交叉设置的若干个竖筋和若干个横筋，其中，所述板栅还包括两个极耳，所述两个极耳分别位于板栅的上边框和下边框上，并且呈对角设置。本实用新型专利技术的双极耳板栅除了能够大幅降低电势损失之外，发明专利技术人还对上述结构的双极耳板栅中的筋条的横截面积进行设定，得到具有优化结构的板栅，进一步降低电势损失，从而在保持相同循环寿命的前提下，能够降低电池内阻获得高功率特性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Grid and lead acid battery for storage battery

The utility model discloses a battery for grid and lead-acid batteries, including the frame, and the upper frame relative to the lower frame, the left frame and the right frame and the left frame relative and a plurality of vertical bars arranged crisscross and a plurality of transverse ribs, wherein, the grid also includes two poles the ear, the two ears were located in the grids of the upper frame and the lower frame, and diagonally arranged. Double ear plate of the utility model can greatly reduce the potential loss in addition to outside the gate of the bipolar ear plate structure in the rib cross-sectional area is set with grid structure optimization, to further reduce the potential loss, so as to maintain the same premise in life cycle, can reduce battery the resistance to obtain high power characteristics.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及蓄电池的板栅结构，属于铅酸蓄电池制造
，具体涉及用于蓄电池的双极耳板栅。
技术介绍
板栅是铅酸电池的集电器，也用于支撑电极中的活性物质，其决定了电池的大部分欧姆内阻，而内阻决定了铅酸电池的功率特性以及产生的热量，因此，具有良好结构的板栅有利于减少内阻，提高功率特性，并降低电池作业时产生的热量，从而提高电池的循环使用寿命。美国专利US5，149，605中公开了一种蓄电池板栅结构，专利技术人在板栅的上边框上设置了两个共面的极耳，缩短了导电路径，从而可以降低内阻。另外，CN201210337762.1中公开了一种优化了的用于铅酸电池的单极耳板栅结构，它包括极耳、与极耳相接的上边框、与上边框相对的下边框、与极耳相邻的左边框、与左边框相对的右边框以及横竖交叉设置的若干个竖筋和若干个横筋，其中，所述上边框、下边框和/或至少一个横筋的截面面积从接近极耳到远离极耳的方向逐渐减小。另外，所述左边框、右边框和/或至少一个竖筋的截面面积从接近极耳到远离极耳的方向逐渐减小。在不增加成本的前提下，本技术的板栅能够使铅酸电池获得更好的高功率特性即更低的电池内阻和更长的循环使用寿命。上述文献在此全文引入以作参考。本技术的专利技术人通过CFD(计算流体力学)的方法全面研究了双极耳板栅的内阻及压降与横筋、竖筋、框筋的尺寸、尺寸的变化规律以及横筋和竖筋的排布等的关系，通过对筋条截面面积的设定，导电路径得到进一步缩短，更有助于内阻的降低。
技术实现思路
本技术的目的在于，在不增加成本的前提下，通过优化蓄电池中的板栅的结构来获得具有改进的高容量、降低的电池内阻即高功率特性和较长循环使用寿命的蓄电池。本专利技术人为了优化板栅结构，首先基于计算流体力学(CFD)模型和模拟方法来计算板栅内的电势损失和电流分布；然后比较使用等量的铅和活性物质的不同板栅设计，通过筛选找出优化的板栅；选择最大电势损失和输出电流作为评估设计的参数；然后将电势损失低且输出电流高的板栅作为候选；最后，比较各个不同板栅的最小截面面积以获得最佳参数，从而在最大程度上延长蓄电池的使用寿命。上述目的可通过具有如下特征的板栅结构来实现:本技术中设计了 一种用于蓄电池的板栅，其包括上边框(2)、与上边框(2)相对的下边框(6)、左边框(5)、与左边框(5)相对的右边框(7)以及横竖交叉设置的若干个竖筋(3)和若干个横筋(4)，其特征在于，所述板栅进一步包括两个极耳(I和8)，所述两个极耳(I和8)分别位于板栅的上边框(2)和下边框(6)上，并且呈对角设置。优选地，所述两个极耳(I和8)分别设置在板栅的上边框(2)的左端和下边框(6)的右端，或者两个极耳(I和8)分别设置在板栅的上边框(2)的右端和下边框(6)的左端。在上述的板栅中，进一步，在所述板栅的上半部和/或下半部，所述左边框、右边框、上边框、下边框、至少一个横筋和/或至少一个竖筋的截面面积从接近极耳到远离极耳的方向逐渐减小。优选地，所述左边框、右边框、上边框、下边框、至少一个横筋和/或至少一个竖筋的截面面积从接近极耳到远离极耳的方向呈线性或呈阶梯性逐渐减小。在本技术中，优选地，所述板栅的上半部旋转180度后与下半部的结构相同。在上述的板栅中，优选地，在所述两个极耳(I和8)分别设置在板栅的上边框(2)的左端和下边框出)的右端的板栅的上半部，并且左边框的上端与下端截面积的比例为1.0 3.0，与极耳相连或相邻的竖筋的上端与下端截面积的比例为3.0 6.0,距离极耳最远端的竖筋的上端与下端截面积的比例为1.0 2.0。其中优选地，与极耳相连或相邻的竖筋的上端与下端截面积的比例为5.0，和/或距离极耳最远端的竖筋的上端与下端截面积的比例为1.0。同样优选地，在所述两个极耳(I和8)分别设置在板栅的上边框(2)的左端和下边框￠)的右端的板栅的上半部，并且上边框的左端与右端的截面积的比例为1.5 4.0 ;与上边框最接近的横筋的左端与右端的截面积的比例为1.0 3.0。在本技术中，所述极耳(I)和/或极耳(8 )与上边框(2 )和下边框(6 )所确定的平面共面或不共面。而优选地，所述极耳(I)和/或极耳(8 )与上边框(2 )和下边框(6 )所确定的平面呈O度 30度，例如，所述极耳(I)和极耳(8)与上边框(2)和下边框(6)所确定的平面呈10度。同时，在上述的板栅中，所述极耳(I)和/或极耳(8)厚度与上边框(2)或下边框(6)的厚度相同或不相同。 另外，所述板栅的上半部和/或下半部的若干个横筋划分为至少两个横筋单元，每个横筋单元由至少两个横筋组成，在同一垂直面上，每个所述横筋单元中的每个横筋的截面面积相同或不同。其中，优选地，每个所述横筋单元中所有横筋在从接近极耳到远离极耳的方向的各个垂直面上的截面面积之和相同或逐渐减小。在上述的板栅中，在所述两个极耳(I和8)分别设置在板栅的上边框(2)的左端和下边框￠)的右端的板栅的上半部，最靠近上边框的横筋与另外两个与其接近的横筋组成一个横筋单元，该横筋单元中，中间的横筋截面积小于两边的横筋截面积，并且相邻于上边框的横筋单元的平均截面积是所述横筋单元中远离上边框的横筋的平均截面积的1.0 1.5倍，例如相邻于上边框的横筋单元的平均截面积是所述横筋单元中远离上边框的横筋的平均截面积的1.2倍。本技术另一方面还提供了一种铅酸蓄电池，它包括上述结构的板栅。其中，所述板栅分别作为正极板栅和负极板栅，并且所述至少一个正极板栅与至少一个负极板栅被交替累叠组装。在上述的板栅制备的铅酸电池，其中，所述板栅的正极耳和负极耳分别连接或者部分正极耳与正极耳连接构成并联从而增加电池的容量，另一部分正极耳与负极耳连接构成串联以增加电压。附图说明图1为具有呈对角设置的两个极耳的本技术的板栅结构示意图。图2为上边框设有两个极耳的板栅(左图)和本技术的对角设置双极耳栅板(右图)的最大导电路径不意图。图3为极耳与上边框或下边框所确定的平面不共面的示意图。图4为单极耳板栅(左图)和本技术的双极耳板栅(右图)的蓄电池的板栅的电势损失分布示意图。图5为用本技术的板栅将正极板栅(标号为Z)和负极板栅(标号为F)累叠组装的铅酸电池的示意图。具体实施方式通过以下参考附图的描述进一步详细解释本技术，但以下描述仅用于使本技术所属
的普通技术人员能够更加清楚地理解本技术的原理和精髓，并不意味着对本技术进行任何形式的限制。如图1所示，本技术中设计了一种用于蓄电池的板栅，包括极耳I和极耳8、与极耳I相接的上边框2、与上边框2相对且与极耳8相接的的下边框6、与极耳I相邻的左边框5、与左边框5相对的右边框7以及横竖交叉设置的若干个竖筋3和若干个横筋4,图1中的A，B, C，D，E，F，G，H，J，M，N为板栅不同部位的截面面积，其中极耳I和极耳8呈对角设置，并且所述板栅的上半部旋转180度后与下半部的结构相同。在本技术的另一个实施方式中，将所述若干个横筋划分为若干个横筋单元(例如III以及IV)，每个横筋单元由三个横筋组成，该三个横筋的截面面积可以相同或不同。在同一垂直面上，所述板栅的上半部或下半部的同一垂直面上，所述横筋单元中所有横筋的截面面积之和从接近本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于蓄电池的板栅，其包括上边框（2）、与上边框（2）相对的下边框（6）、左边框（5）、与左边框（5）相对的右边框（7）以及横竖交叉设置的若干个竖筋（3）和若干个横筋（4），其特征在于，所述板栅进一步包括两个极耳（1、8），所述两个极耳（1、8）分别位于板栅的上边框（2）和下边框（6）上，并且呈对角设置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何广利，王宪宏，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：实用新型
国别省市：