应用于铅酸储能电池的通孔型双极板结构及其铅酸储能电池制造技术

一种应用于铅酸储能电池的通孔型双极板结构及其铅酸储能电池，双极板结构包含玻璃纤维板、正极铅网板、负极铅网板及正、负极活性物。玻璃纤维板具有第一表面、第二表面及多个通孔，当双极板结构包含极导电柱时极导电柱可位于正或负极铅网板以插设于通孔内使正、负极铅网板电性连接，当极导电柱仅位于正、负极铅网板其中之一时对应的负、正极铅网板具备凹孔以容置极导电柱。正、负极活性物分别涂布于正、负极铅网板。当双极板结构包含基底金属层、固定金属层与导电材时，第一、第二表面分别由内朝外依序镀设基底金属层及固定金属层且具备由任一固定金属层贯穿至另一固定金属层的通孔，导电材填充于通孔内，正、负极铅网板分别焊接于固定金属层。接于固定金属层。接于固定金属层。

【技术实现步骤摘要】
应用于铅酸储能电池的通孔型双极板结构及其铅酸储能电池


[0001]本专利技术与蓄电池领域相关，尤其是一种具备高强度、高耐撞性、轻量化且大幅提升电池稳定性与安全性的应用于铅酸储能电池的通孔型双极板结构及其铅酸储能电池。

技术介绍

[0002]储能技术为各国绿色能源能否顺利发展的关键，目前各国最关注且最具有成长力的化学储能，包括铅酸电池、液流电池、钠硫电池、锂离子电池、锂铁电池等。铅酸蓄电池是一种电极由铅及其氧化物制成、电解液为硫酸溶液的蓄电池。铅酸电池在荷电状态下，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；放电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。一般传统铅酸电池的电极板大多使用厚重的铅板，使电池本身重量较重，且在放电过程中会形成硫酸铅，体积大致会膨胀20～60％，使电极板上的活性物质产生应力而脱落，或是在放电过程中，电极板上容易析出具结晶性的硫酸铅盐结晶，这也是造成铅酸电池使用寿命降低的主因。也就是说，传统的铅酸电池目前仍有重量重，内电阻较大，活性物质易在充放电过程中渐渐产生盐化或脱落等缺失问题。
[0003]除了铅酸电池外，另一储能电池的主流为锂电池。一般来说锂电池的放电深度会比铅酸电池来的高，但在现今的电力储能系统中，铅酸电池仍是最受信任的选择，因铅酸电池相较于锂电池具备更高的安全性，且价格低也易于维护管理，铅酸电池在合理的控制使用下，使用寿命至少可维持5年以上，而锂电池则是具有爆炸危险，导致使用上充满更多需注意的部分，故目前仍无法完全取代铅酸电池。
[0004]有鉴于此，本专利技术针对铅酸电池进行开发设计，构思并提出一种应用于铅酸储能电池的通孔型双极板结构及其铅酸储能电池，以有效改善现有铅酸电池的诸多缺失。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一目的，旨在提供一种应用于铅酸储能电池的通孔型双极板结构及其铅酸储能电池，其通过玻璃纤维板作为双极板的基础结构，而具备坚固、不易破裂的优点，同时结合铅网板的设计提高活性物质附着性，进而相较于传统铅酸电池，更具备减少组件、减轻重量且提高性能的功效。
[0006]为达上述目的，本专利技术提出一种应用于铅酸储能电池的通孔型双极板结构，包含：一玻璃纤维板，具有相对设置的一第一表面及一第二表面，且该玻璃纤维板开设有该第一表面贯穿至该第二表面的多个通孔，较佳地该多个通孔的面积占该玻璃纤维板总面积的0.3～1％；一正极铅网板，供以设置于该第一表面；一负极铅网板，供以设置于该第二表面；多个极导电柱，由该正极铅网板及/或该负极铅网板的一侧表面延伸形成，用以插设于该多个通孔内，并使该正极铅网板与该负极铅网板相互电连接；其中该多个极导电柱位于该负极铅网板时，该正极铅网板对应该多个极导电柱形成多个第一凹孔；该多个极导电柱位于该正极铅网板时，该负极铅网板对应该多个极导电柱形成有多个第二凹孔；一正极活性物，涂布于该正极铅网板；及一负极活性物，涂布于该负极铅网板。如此，选用玻璃纤维板而增
进双极板结构的坚固性与刚性后，对于铅网板无法直接固定于玻璃纤维板的问题，则是通过极导电柱的结构予以解决，让位于玻璃纤维板两侧的正极铅网板与负极铅网板可相互导通，实现电传递的目的，同时具备轻量化、降低铅含量以增进电池寿命与提高性能等优点。
[0007]基于上述内容，进一步地，可使该正极铅网板具有多圈第一矩框状肋条、多个第一主肋条及多个第一次肋条，该多圈第一矩框状肋条为以同心向外排列的状态设置，且每一该第一矩框状肋条的中心与该正极铅网板的中心相互重叠；该多个第一主肋条分别由该正极铅网板中心为起点呈放射状排列且延伸连接至最外圈的该第一矩框状肋条；该多个第一次肋条为以最内圈的该第一矩框状肋条边缘为起点呈放射状排列且延伸连接至最外圈的该第一矩框状肋条；其中任两个相邻的该第一主肋条之间，具有至少一个该第一次肋条，如此，可提升正极活性物质的附着量。
[0008]同样地，亦可使该负极铅网板具有多圈第二矩框状肋条、多个第二主肋条及多个第二次肋条，该多圈第二矩框状肋条为以同心向外排列的状态设置，且每一该第二矩框状肋条的中心与该负极铅网板的中心相互重叠；该多个第二主肋条分别由该负极铅网板中心为起点呈放射状排列且延伸连接至最外圈的该第二矩框状肋条；该多个第二次肋条为以最内圈的该第二矩框状肋条边缘为起点呈放射状排列且延伸连接至最外圈的该第二矩框状肋条；其中任两个相邻的该第二主肋条之间，具有至少一个该第二次肋条。如此，可提升正、负极活性物质的附着面积，如此，可提升负极活性物质的附着量。
[0009]较佳地，当该多个极导电柱位于该正极铅网板时，每一该第一主肋条及每一该第一次肋条上具有一个该极导电柱；当该多个极导电柱位于该负极铅网板时，每一该第二主肋条及每一该第二次肋条上具有一个该极导电柱。如此可使该多个极导电柱具有更佳的分布状态，以因应大电流传输。
[0010]较佳地，还包含两层基底金属层，其为分别镀设于该第一表面及该第二表面而位于该正极铅网板、该负极铅网板与该玻璃纤维板之间，且该多个通孔延伸至该两层基底金属层，如此可增强导电性能。
[0011]本专利技术亦提出一种应用于铅酸储能电池的通孔型双极板结构，包含：一玻璃纤维板，具有相对设置的一第一表面及一第二表面；两层基底金属层，分别镀设于该第一表面与该第二表面；两层固定金属层，分别镀设于该基底金属层上，且该两层固定金属层的厚度大于该两层基底金属层的厚度，其中由任一该固定金属层开设有贯穿至另一该固定金属层的多个通孔；多个导电材，分别填设于该多个通孔内，供以作为电传递路径；一正极铅网板，焊接于任一该固定金属层上；一负极铅网板，焊接于另一该固定金属层上；一正极活性物，涂布于该正极铅网板；及一负极活性物，涂布于该负极铅网板。本实施例亦是选用玻璃纤维板使电池单元具备高坚固性与轻量化的优点，同时基于玻璃纤维板的材料特性，正、负极铅网板的焊接问题，本专利技术以该两层固定金属层予以解决，让正、负极铅网板可确实地固定于玻璃纤维板上。
[0012]较佳地，该两层基底金属层的材料为镍，且厚度为90～110nm；该两层固定金属层的材料为锡，且厚度为0.5～1.5um。如此可让正、负极铅网板确实地焊接固定于玻璃纤维板上。
[0013]较佳地，该多个通孔的面积占该玻璃纤维板总面积的0.3～1％，如此可更适用与符合于大多数铅酸电池规格，且该多个通孔亦可呈放射状排列设置，使电力传导具有更好
的分流态样。
[0014]最后，本专利技术亦提出一种铅酸储能电池，包含：一电池主体，其内部供以存放电解液；多个如前各实施例所述的通孔型双极板结构，设于该电池槽内；及至少一隔板，设于任两个相邻的该通孔型双极板结构之间。由该通孔型双极板结构构成的铅酸储能电池，即具备重量轻、效能好、安全等优点，着实大幅提升了铅酸储能电池的应用效能。
[0015]综上所述，本专利技术的应用于铅酸储能电池的通孔型双极板结构及其铅酸储能电池，跳脱既有电池的材料选择，以玻璃纤维板作为双极板的主要基底结构，达到耐高温、轻量化的优点，而正、负极铅网板的固着，本专利技术提出对应方案，例如让极导电柱直接成形于正或负极铅网板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于铅酸储能电池的通孔型双极板结构，其特征在于，包含：一玻璃纤维板，具有相对设置的一第一表面及一第二表面，且该玻璃纤维板开设有由该第一表面贯穿至该第二表面的多个通孔；一正极铅网板，供以设置于该第一表面；一负极铅网板，供以设置于该第二表面；多个极导电柱，由该正极铅网板或该负极铅网板的一侧表面延伸形成，用以插设于该多个通孔内，使该正极铅网板与该负极铅网板相互电连接；其中该多个极导电柱位于该负极铅网板时，该正极铅网板对应该多个极导电柱形成多个第一凹孔；该多个极导电柱位于该正极铅网板时，该负极铅网板对应该多个极导电柱形成有多个第二凹孔；一正极活性物，涂布于该正极铅网板；及一负极活性物，涂布于该负极铅网板。2.如权利要求1所述的通孔型双极板结构，其特征在于，该正极铅网板具有多圈第一矩框状肋条、多个第一主肋条及多个第一次肋条，该多圈第一矩框状肋条以同心向外排列的状态设置，且每一该第一矩框状肋条的中心与该正极铅网板的中心相互重叠；该多个第一主肋条分别由该正极铅网板中心为起点呈放射状排列且延伸连接至最外圈的该第一矩框状肋条；该多个第一次肋条以最内圈的该第一矩框状肋条边缘为起点呈放射状排列且延伸连接至最外圈的该第一矩框状肋条；其中任两个相邻的该第一主肋条之间，具有至少一个该第一次肋条。3.如权利要求1或2所述的通孔型双极板结构，其特征在于，该负极铅网板具有多圈第二矩框状肋条、多个第二主肋条及多个第二次肋条，该多圈第二矩框状肋条以同心向外排列的状态设置，且每一该第二矩框状肋条的中心与该负极铅网板的中心相互重叠；该多个第二主肋条分别由该负极铅网板中心为起点呈放射状排列且延伸连接至最外圈的该第二矩框状肋条；该多个第二次肋条以最内圈的该第二矩框状肋条边缘为起点呈放射状排列且延伸连接至最外圈的该第二矩框状肋条；其中任两个相邻的该第二主肋条之间，具有至少一个该第二次肋条。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪俊义，张猛，洪崇华，
申请(专利权)人：百乐电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：