铅蓄电池制造技术

本发明专利技术提供一种铅蓄电池，其具有多个单体电池，所述单体电池具有极板组、电解液以及单体电池室，所述极板组以浸渍于电解液的状态收纳在所述单体电池室中，所述极板组是由多片正极板和多片负极板隔着隔板交替排列而成，其中，所述隔板由多个玻璃纤维层构成，在所述极板组中相邻的正极板和负极板之间的间距为0.8～1.2mm，所述电解液是以硫酸为主要成分且比重为1.32～1.36g/cm3，其中所述多个玻璃纤维层由在内层玻璃纤维层的两个表面上分别层叠外层玻璃纤维层而成，其中所述内层玻璃纤维层是由平均纤维直径为4.3～4.9μm的粗玻璃纤维构成的且平均孔径为11.0～14.0μm，所述外层玻璃纤维层是由平均纤维直径为3.6～4.2μm的细玻璃纤维构成的且平均孔径为7.0～10.0μm。

【技术实现步骤摘要】
铅蓄电池
本专利技术涉及铅蓄电池，具体地说，涉及能够提供具有良好的高率放电特性且可有效地抑制短路发生的铅蓄电池。
技术介绍
铅蓄电池除了用于起动车辆的电源和用于后备电源之外，也广泛用于主电源用途，即用作独立充放电设备用电源例如电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动滑板车、小型电动助力车、高尔夫球车等的动力电源，太阳能用电池等。在这些用途中，铅蓄电池的工作特点是：启动时电流大，行车时放电电流较小，放电时间长。与此同时，也要求减少铅蓄电池的维护保养，特别是要求其具有较长的循环寿命。在电池的长寿命化方面，通常的做法是：通过提高加在极板组上的压力以及用隔板压住正极活性物质，从而抑制正极活性物质的膨胀，防止正极活性物质的脱落。但是，随着电池的大型化，为增强电槽而改变材质或增加电槽壁厚，即使这样，也难以在极板组上施加并维持适当的压力。铅蓄电池随着其使用时间的延长，因正极集电体的氧化而产生腐蚀，由此导致正极集电体的截面积减少，整个正极板的导电性下降。其结果是电池进行高率放电时的电压特性下降。这样的正极集电体的腐蚀进一步发展时，最终正极集电体本身发生断裂。由此导致电池容量迅速下降。在铅蓄电池使用的过程中，当反复进行充放电时，电池性能会逐渐降低。当电池性能降低时，电池内压有时会上升，从而在正极板和负极板之间施加较大的压力。这时，电极组容易发生压缩或变形。即，电池内压上升时电极组有容易被挤坏的倾向。另一方面，随着电子设备的小型化及轻量化迅速发展，也要求用作电源的铅蓄电池具有较小的体积和较高的充放电容量，减小电池正负极板之间的间距是在保持容量不变的情况下减小体积的有效途径，但是正负极板靠得太近就会有内部短路的危险。在正极板与负极板之间，夹有由绝缘性的多孔材料构成的隔板，该隔板的作用就是既可使正负极板尽量靠近而又可避免它们相互接触短路。好的隔板材料需要具有良好的电解液吸收(吸附)性能和高的力学强度。从减小极板组的体积的观点考虑，优选将隔板更薄型化。当正极板与负极板发生短路时，电池内部温度会上升，这时也要求极板组有确保安全性的功能。而且，从维持电池的功率特性和充放电容量的观点考虑，还需要确保隔板的离子透过性以及吸收和保持电解液的性能。另外，铅蓄电池在使用的过程中，当反复进行充放电时，电池性能会逐渐降低。当电池性能降低时，电池内压有时会上升，从而在正极板和负极板之间施加较大的压力。这时，由于隔板为多孔质，与正极板和负极板相比，更容易发生压缩或变形。即，电池内压上升时隔板有容易被挤坏的倾向。随着隔板发生压缩或变形，隔板的孔隙度减少，结果隔板的孔隙中所保持的电解液的量减少，会妨碍离子的移动，从而随着充放电的反复进行，电池阻抗逐渐增大。鉴于隔板的结构和性能大大影响着铅蓄电池的体积、功率特性、充放电容量以及循环寿命，所以在现有技术中提出了对隔板的结构和性能进行改进的各种方案。日本专利申请特开平2011－238492公开了一种密闭型铅蓄电池用隔板，其是在一层粗纤维层的两个表面上分别覆盖一层细纤维层而得到的三层层叠结构体，上述细纤维层由平均纤维直径为0.4～1.0μm的玻璃纤维构成且平均孔径为3.5μm以下，上述粗纤维层由平均纤维直径为1.3～4.0μm的玻璃纤维构成并且平均孔径为4.0μm以上且为上述细纤维层的平均孔径的1.5倍以上，其中，在上述三层层叠体中，上述玻璃纤维的平均纤维直径为1.2μm以上，上述细纤维层和上述粗纤维层的厚度之比为10/90～50/50。通过采用上述隔板，可以有效地改善防止极板组在含浸电解液后的压迫力降低效果和防电解液分层化效果，从而提高了密闭型铅蓄电池的寿命；并且，通过促进隔板的厚度方向的电解液移动性，提高了高率放电时的电解液供给液，从而使得密闭铅蓄电池的充放电特性进一步提高。日本专利申请特开平2011－238492的实施例所涉及的密闭型铅蓄电池采用了密度为1.30g/cm3的硫酸溶液。中国专利申请CN1224535A公开了一种用于电池的玻璃纤维隔板，该隔板包括相互缠结的玻璃纤维聚集体和分散在玻璃纤维中的0.2～20重量％的纤维素原纤，基本上所有的玻璃纤维直径均不大于约20μm，至少5重量％的玻璃纤维直径小于1μm，该纤维素原纤来自加拿大打浆度很低的木浆例如红木浆或杉木浆，通过该纤素原纤维的使用提高了上述隔板的拉伸强度。中国专利申请CN1224535A的实施例中采用密度为1.286g/cm3的硫酸来对上述隔板的性能进行测试。中国专利申请CN1276920A公开了一种用于由阀控式铅酸蓄电池的吸湿隔板，其包括由玻璃纤维构成的第一层、玻璃纤维构成的第二层和放置在该第一层和第二层之间的合成树脂带。这种隔板通过玻璃纤维层与合成树脂带的组合使用来提高抗拉强度等机械性质。另一方面，一直以来，对于铅蓄电池用电解液的组成和物性等方面也在进行各种研究。本领域中熟知的是，铅蓄电池中通常采用的电解液是密度为1.20～1.28g/cm3左右的硫酸水溶液，即使在该硫酸水溶液中添加其它添加剂，所得的电解液的密度也在1.32g/cm3以下。中国专利申请CN1113352A公开了一种用于铅蓄电池的电解液，该电解液由稀硫酸、活性炭、硫酸镉和硫酸钴组成，其各组分重量百分比为:密度为1.28g/cm3的稀硫酸98～99.8％，活性炭0.05～0.8％，硫酸镉0.03～1.0％，硫酸钴0.02～0.6％。经过简单的计算可知，该电解液的密度低于1.32g/cm3。中国技术专利申请CN2076712U公开了一种铅蓄电池，其中采用的电解液为酸类物，其密度为1.27～1.32g/cm3，该铅蓄电池的特征在于采用铅钙铝合金电极来代替现有的由锑铅合金或纯铅制作的电极，以使得在充放电过程中气体泄出量极少、电解液损失小。如上所述，在现有技术中，一直在研究通过对隔板组成和结构、或者电解液的组成和物性等方面进行调整来提高铅蓄电池的某些性能。但是，在现有技术中，还不存在通过同时对隔板组成和结构、以及电解液的组成和物性等进行特定的设定来提供具有良好的高率放电特性且可有效地抑制短路发生的铅蓄电池。因此，本专利技术正是为了得到这样的铅蓄电池而完成的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供具有良好的高率放电特性且可有效地抑制短路发生的铅蓄电池。解决该问题的手段本专利技术通过采用特定多层隔板和密度在特定范围的电解液，从而解决了上述的技术问题。即，本专利技术涉及如下内容。(1)一种铅蓄电池，其具有多个单体电池，所述单体电池具有极板组、电解液以及单体电池室，所述极板组以浸渍于电解液的状态收纳在所述单体电池室中，所述极板组是由多片正极板和多片负极板隔着隔板交替排列而成，其中，所述隔板由多个玻璃纤维层构成，在所述极板组中相邻的正极板和负极板之间的间距为0.8～1.2mm，所述电解液是以硫酸为主要成分且密度为1.32～1.36g/cm3，其中所述多个玻璃纤维层由在内层玻璃纤维层的两个表面上分别层叠外层玻璃纤维层而成，其中所述内层玻璃纤维层是由平均纤维直径为4.3～4.9μm的粗玻璃纤维构成的且平均孔径为11.0～14.0μm，所述外层玻璃纤维层是由平均纤维直径为3.6～4.2μm的细玻璃纤维构成的且平均孔径为7.0～10.0μm。(2)、根据上述(1)所述的铅蓄电池，其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铅蓄电池，其具有多个单体电池，所述单体电池具有极板组、电解液以及单体电池室，所述极板组以浸渍于电解液的状态收纳在所述单体电池室中，所述极板组是由多片正极板和多片负极板隔着隔板交替排列而成，其中，所述隔板由多个玻璃纤维层构成，在所述极板组中相邻的正极板和负极板之间的间距为0.8～1.2mm，所述电解液是以硫酸为主要成分且比重为1.32～1.36g/cm3，其中所述多个玻璃纤维层由在内层玻璃纤维层的两个表面上分别层叠外层玻璃纤维层而成，其中所述内层玻璃纤维层是由平均纤维直径为4.3～4.9μm的粗玻璃纤维构成的且平均孔径为11.0～14.0μm，所述外层玻璃纤维层是由平均纤维直径为3.6～4.2μm的细玻璃纤维构成的且平均孔径为7.0～10.0μm。

【技术特征摘要】
1.一种铅蓄电池，其具有多个单体电池，所述单体电池具有极板组、电解液以及单体电池室，所述极板组以浸渍于电解液的状态收纳在所述单体电池室中，所述极板组是由多片正极板和多片负极板隔着隔板交替排列而成，其中，所述隔板由多个玻璃纤维层构成，在所述极板组中相邻的正极板和负极板之间的间距为0.8～1.2mm，所述电解液是以硫酸为主要成分且密度为1.32～1.36g/cm3，其中所述多个玻璃纤维层由在内层玻璃纤维层的两个表面上分别层叠外层玻璃纤维层而成，其中所述内层玻璃纤维层是由平均纤维直径为4.3～4.9μm的粗玻璃纤维构成的且平均孔径为11.0～14.0μm，所述外层玻璃纤维层是由平均纤维直径为3.6～4.2μm的细玻璃纤维构成的且平均孔径为7.0～10.0μm。2.根据权利要求1所述的铅蓄电池，其中，所述隔板在组装形成电池时以0.33～0.56的压缩率被压缩。3.根据权利要求1或2所述的铅蓄电池，其中，所述多个玻璃纤维层为三层，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静，阿部阳隆，安藤和成，佐佐木健浩，
申请(专利权)人：松下蓄电池沈阳有限公司，松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：