專利名稱：鉛酸蓄電池銅板柵生產(chǎn)方法及專用模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于蓄電池生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種鉛酸蓄電池銅板柵生產(chǎn)方法及專用模具。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，蓄電池的使用越來越廣泛，用量也越來越大。特別是鉛酸蓄電池，盡管是一百多年前發(fā)明的，但在二次電池的市場份額中仍占據(jù)著絕對的優(yōu)勢，在國民經(jīng)濟的各部門中發(fā)揮著不可替代的重要作用。
眾所周知，鉛酸蓄電池的理論比能量為170W·h/kg，但在實際過程中，大多數(shù)電池只能釋放30～50W·h/kg的能量，這種差異一方面是由活性物質(zhì)利用率較低引起的，另一方面則是由惰性成份的質(zhì)量引起的，如電池殼、極板柵、隔膜、終端等。特別是作為支撐活性物質(zhì)的極板柵，它在電池中雖不參加成流反應(yīng)，但在構(gòu)成電極時卻不能缺少，而且，它還是電流的集聚體，起電流分布作用，因而，它對蓄電池的主要性能，如容量、壽命、起動、充電接受能力等都具有重要的影響。為了提高鉛酸蓄電池的比能量，長期以來，人們在提高活性物質(zhì)利用率的同時，一直試圖尋找一種新的板柵材料及板柵結(jié)構(gòu)，以期用最小的質(zhì)量和最低的價格，得到最大的電導(dǎo)率和最高的強度。這方面的探索性的工作主要集中在下列三個方面快速冷卻合金、擔(dān)網(wǎng)板柵和鍍鉛銅板柵。其中，鍍鉛銅板柵受到了人們的普遍關(guān)注，它是用銅網(wǎng)作基體，表面包覆一層鉛，以減小板柵電阻，提高輸出功率，這種結(jié)構(gòu)的板柵也被稱作銅板柵。目前，在銅網(wǎng)上包覆鉛的方法有三種浸鍍、噴鍍和電鍍。浸鍍的生產(chǎn)工藝比較簡單，就是將作為基體的銅網(wǎng)放入鉛熔液中，在銅網(wǎng)的表面掛上一層鉛后取出。浸鍍生產(chǎn)工藝存在的問題是，基體表面掛上的鉛層較薄，且掛鉛后板柵的表面不平整，無論掛多少次鉛，鉛層的厚度都不會增加，因為，掛過鉛的板柵放入鉛熔液中后，板柵表面原來掛上的鉛立刻就會被熔化掉，所以，板柵的表面只能掛上薄薄的一層鉛，而且，掛鉛后的表面會越來越不平整，實際使用效果較差。噴鍍就是將鉛噴涂在基體的表面，在板柵的表面形成薄薄的一層鉛。這種方法加工出的板柵鉛層薄厚不均勻，特別是板柵正面與側(cè)面鉛層厚度的差異較大，另外，鉛層的致密性也較差，在使用的過程中容易脫落。電鍍就是采用普通電鍍的方法在基體的表面鍍上一層鉛。大量試驗表明，鍍鉛銅板柵用于負極有助于改善電池高倍率放電性能，采用鍍鉛銅板柵的電池與Pb-Sb合金板柵的電池相比，前者在大電流放電的容量上有了很大的提高，曾有資料報導(dǎo)由鍍鉛銅板柵負極組成的牽引電池容量在1.25h率，放電時比普通電池提高了25％，能量提高了31％，表明鍍鉛銅板柵蓄電池大電流放電的容量有了很大的提高，顯示出鍍鉛銅板柵的良好效果。另外，鍍鉛銅板柵擱置時氣體發(fā)生量約減少10％，這是由于鍍的是純鉛，而Pb-Sb合金含有Sb雜質(zhì)，所以析氣量大。除此之外，由于鍍鉛銅板柵增加了機械強度，使電池的耐振性提高、還延長了使用壽命。但是，采用電鍍方法在基體上鍍鉛的制造成本非常高，因為板柵表面包覆鉛的厚度一般應(yīng)為100μm～300μm，而在基體上電鍍100μm～300μm的鉛則需要花費很長的時間，生產(chǎn)成本太高，因而這種方法不具備大規(guī)模工業(yè)化實施的價值。所以，用這種方法生產(chǎn)的蓄電池一般僅使用在高容量、大功率輸出和長壽命的特殊領(lǐng)域。上述方法雖然都可以在基體的表面包覆一層鉛，并生產(chǎn)出表面包覆有鉛層的銅板柵，但沒有一種方法能夠以低廉的成本生產(chǎn)出高質(zhì)量的銅板柵，并適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，因此，銅板柵的研制已經(jīng)成為電池生產(chǎn)領(lǐng)域中的一個重要研究課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服上述銅板柵生產(chǎn)方法存在的包覆鉛層薄、致密性差、生產(chǎn)成本高等問題，提供一種包覆鉛層厚度不受限制、致密性好、生產(chǎn)成低、并適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的鉛酸蓄電池銅板柵生產(chǎn)方法及專用模具。
本發(fā)明采用鑄造的方法生產(chǎn)鉛酸蓄電池銅板柵，其具體生產(chǎn)方法是1、在作為基體的銅網(wǎng)上安裝若干個定位鉛環(huán)，定位鉛環(huán)的厚度與銅板柵包覆鉛層的厚度相同；2、將安裝好定位鉛環(huán)的銅網(wǎng)放置在模具中，并將模具合攏固定；3、將澆鑄銅板柵的模具加熱至328℃～600℃；4、將鉛熔液澆鑄到模具中，待鉛熔液和模具冷卻后，取出已經(jīng)鑄上鉛的銅板柵坯料；5、清除銅板柵坯料邊緣的氣道毛刺，并把銅板柵坯料上定位針孔處多余的鉛壓平，將定位針孔閉合，即成為銅板柵成品。
一種實施上述鉛酸蓄電池銅板柵生產(chǎn)方法的專用模具，它由兩個相互對應(yīng)的模具構(gòu)成，在模具內(nèi)側(cè)的結(jié)合面上有與銅網(wǎng)的形狀相同、尺寸大于銅網(wǎng)截面的溝槽，其特殊之處是，在溝槽中安裝有若干個銅網(wǎng)定位針，且兩個模具上的定位針相互對應(yīng)，以便于在合模后將銅網(wǎng)固定在模具內(nèi)腔的中心位置上。
在模具的每個定位針處還有一個環(huán)狀凹槽，以便于鑄鉛時在定位針的周圍鑄出一塊鉛體，填補定位針留下的針孔。
本發(fā)明的優(yōu)點在于1、采用鑄造的方法在銅網(wǎng)上鑄鉛，生產(chǎn)設(shè)備簡單，并簡化了生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率，同時，大幅度的降低了銅板柵的生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了銅板柵的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
2、采用鑄造的方法在銅網(wǎng)上鑄鉛，鉛層的厚度不受限制，并一次鑄造成型，且鉛層的致密性好，產(chǎn)品的合格率高。
3、在作為基體的銅網(wǎng)上安裝定位鉛環(huán)，并在模具的溝槽中安裝銅網(wǎng)定位針，將銅網(wǎng)精確的定位在模具內(nèi)腔的中心位置上，確保了銅板柵表面上的鉛層薄厚均勻，沒有漏銅現(xiàn)象，從而生產(chǎn)出高質(zhì)量的銅板柵。


圖1是本發(fā)明專用模具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是圖1的B部放大圖；圖4是圖2的C部放大圖；
圖5是本發(fā)明銅網(wǎng)上安裝定位鉛環(huán)的示意圖；圖6是圖5的D-D剖視放大圖。
具體實施例方式
本發(fā)明采用鑄造的方法生產(chǎn)鉛酸蓄電池銅板柵，其具體生產(chǎn)方法是1、在作為基體的銅網(wǎng)12上安裝若干個定位鉛環(huán)13，定位鉛環(huán)13的數(shù)量不限，根據(jù)銅網(wǎng)12的面積確定，若銅網(wǎng)12的面積較小，則可在銅網(wǎng)12的四周安裝四個定位鉛環(huán)13即可，如圖5和圖6所示，若銅網(wǎng)12的面積較大，則需要在銅網(wǎng)12的四周及中部安裝多個定位鉛環(huán)13，定位鉛環(huán)13的厚度與銅板柵包覆鉛層的厚度相同，定位鉛環(huán)13的作用是，在銅網(wǎng)12放入模具中時，對銅網(wǎng)12進行定位，限制銅網(wǎng)12在平面方向上移動，使銅網(wǎng)12上的每條線都處于模具內(nèi)腔溝槽的中心位置上，并使銅網(wǎng)12上的每條線與模具的溝槽之間都具有相同的間隙，銅網(wǎng)12的制作采用現(xiàn)有的成熟生產(chǎn)工藝，具體可采用線切割、沖壓或拉網(wǎng)等生產(chǎn)方式；2、將安裝好定位鉛環(huán)13的銅網(wǎng)12放置在模具中，并將模具合攏固定；3、將澆鑄銅板柵的模具加熱至328℃～600℃，鉛的熔點溫度為328℃，在實際操作時，模具的溫度應(yīng)等于或高于鉛的熔點溫度，確保鉛在模具中具有良好的流動性；4、將鉛熔液澆鑄到模具中，待鉛熔液和模具冷卻后，取出已經(jīng)鑄上鉛的銅板柵坯料；5、清除銅板柵坯料邊緣的氣道毛刺，并把銅板柵坯料上定位針孔處多余的鉛壓平，將定位針孔閉合，即成為銅板柵成品，也可以采用沖壓或熨燙的方式將定位針孔閉合。
實施上述鉛酸蓄電池銅板柵生產(chǎn)方法的專用模具如圖1、圖2、圖3和圖4所示，它由兩個相互對應(yīng)的片狀模具1構(gòu)成，在兩個模具1上分別有兩個定位銷3和兩個定位孔9，以便于在合模時定位；在模具1內(nèi)側(cè)的結(jié)合面上有與銅網(wǎng)12的形狀相同、尺寸大于銅網(wǎng)12橫截面的溝槽6；模具1的內(nèi)側(cè)上部有澆鑄口2，澆鑄口2與放置銅網(wǎng)12的溝槽6通過通道4相連通，在放置銅網(wǎng)12的溝槽6的外側(cè)有通氣道7，溝槽6通過通道8與通氣道7相通；在放置銅網(wǎng)12的溝槽6的下部有極耳槽10，以便于在鑄造時鑄出極耳；在溝槽6中安裝有若干個銅網(wǎng)定位針5，且兩個模具1上的定位針5相互對應(yīng)，以便于在合模后將銅網(wǎng)12固定在模具1內(nèi)腔的中心位置上，定位針5的數(shù)量不限，主要根據(jù)銅網(wǎng)12的面積確定，若銅網(wǎng)12的面積較小，在模具1中安裝四個定位針5即可，若銅網(wǎng)12的面積較大，則需要在模具1中多安裝幾個定位針5，限制銅網(wǎng)12在平面方向和垂直方向移動，以確保銅網(wǎng)12的定位，因為模具1加熱后，銅網(wǎng)12上的定位鉛環(huán)13已經(jīng)熔化，這時，就需要定位針5來支承銅網(wǎng)12，使銅網(wǎng)12上的每條線始終保持在模具1內(nèi)腔溝槽6的中心位置上，所述的定位針5應(yīng)盡量安裝在溝槽6的交叉處，因為溝槽6的交叉處空間較大，既便于安裝，又便于鑄造后對銅板柵上的針孔進行處理；在模具1的每個定位針5處還有一個環(huán)狀凹槽11，以便于鑄鉛時在定位針5的周圍鑄出一塊鉛體，填補鑄造時定位針5留下的針孔。
權(quán)利要求
1.一種鉛酸蓄電池銅板柵生產(chǎn)方法，其特征在于，它采用鑄造的方法生產(chǎn)鉛酸蓄電池銅板柵，其具體生產(chǎn)方法是(1)在作為基體的銅網(wǎng)上安裝若干個定位鉛環(huán)，定位鉛環(huán)的厚度與銅板柵包覆鉛層的厚度相同；(2)將安裝好定位鉛環(huán)的銅網(wǎng)放置在模具中，并將模具合攏固定；(3)將澆鑄銅板柵的模具加熱至328℃～600℃；(4)將鉛熔液澆鑄到模具中，待鉛熔液和模具冷卻后，取出已經(jīng)鑄上鉛的銅板柵坯料；(5)清除銅板柵坯料邊緣的氣道毛刺，并把銅板柵坯料上定位針孔處多余的鉛壓平，將定位針孔閉合，即成為銅板柵成品。
2.一種實施上述鉛酸蓄電池銅板柵生產(chǎn)方法的專用模具，它由兩個相互對應(yīng)的模具構(gòu)成，在模具內(nèi)側(cè)的結(jié)合面上有與銅網(wǎng)的形狀相同、尺寸大于銅網(wǎng)截面的溝槽，其特征在于，在溝槽中安裝有若干個銅網(wǎng)定位針，且兩個模具上的定位針相互對應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的專用模具，其特征在于，在模具的每個定位針處還有一個環(huán)狀凹槽。
全文摘要
一種鉛酸蓄電池銅板柵生產(chǎn)方法，它采用鑄造的方法生產(chǎn)鉛酸蓄電池銅板柵，具體生產(chǎn)方法是在作為基體的銅網(wǎng)上安裝若干個定位鉛環(huán)，定位鉛環(huán)的厚度與銅板柵包覆鉛層的厚度相同，將安裝好定位鉛環(huán)的銅網(wǎng)放置在模具中，將模具加熱至328℃～600℃，將鉛熔液澆鑄到模具中，待鉛熔液和模具冷卻后，取出銅板柵坯料；清除銅板柵坯料邊緣的氣道毛刺，并把銅板柵坯料上定位針孔處多余的鉛壓平，將定位針孔閉合，即成為銅板柵成品；上述生產(chǎn)方法的專用模具由兩個相互對應(yīng)的模具構(gòu)成，在模具內(nèi)側(cè)的結(jié)合面上有與銅網(wǎng)的形狀相同、尺寸大于銅網(wǎng)截面的溝槽，其特殊之處是，在溝槽中安裝有若干個銅網(wǎng)定位針，且兩個模具上的定位針相互對應(yīng)，將銅網(wǎng)固定在模具內(nèi)腔的中心位置上。
文檔編號H01M4/73GK1797818SQ20041010048
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月25日
發(fā)明者苗維新, 張全家 申請人:苗維新