CN101202355A - 电动汽车用长寿命高容量双极型极板铅酸电池 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车用长寿命高容量双极型极板铅酸蓄电池，由双极型极板、上端极板、下端极板、隔板组成极板群，极板群安装在电池框架内，电池框架紧压极板群，给于活性物质一个适当的压力。其技术特征在于：双极型极板的基板正极一面设置导电针，负极一面设置导电柱，还对基板和导电针进行电极修饰。经过这一改造后，电池比容量达45－50Wh/kg，比现有普通电池提高20％－30％，设计寿命3－8年，比普通电池提高2－3倍。该电池主要用于电动汽车、电动自行车等作动力电源，也可用于现有普通铅酸电池在用的所有场合。

Description

电动汽车用长寿命高容量双极型极板铅酸电池

技术领域：

本发明涉及一种铅酸蓄电池，主要用作电动汽车、电动自行车、电动摩托等电动车的动力电源。

背景技术：

自从汽车发明以来，轿车便已成为人们的主要个人代步工具，但是燃料汽车的高污染，全球石油资源的枯竭，迫使人类寻求一种对环境友好的可持续发展的新的代步工具，于是电动汽车成为首选，按目前的发展情况，电动汽车取代燃油汽车成为大城市市内个人主要乘用工具已是必燃趋势。电动汽车四大部件中的车身，电机及控制系统，快速充电系统三部份的技术都已成熟，只有第四部份蓄电池的技术没有过关。电动汽车用蓄电池技术是制约电动汽车发展的关键。

符合电动汽车用蓄电池要求的蓄电池要具备以下三项性能：第一是高容量，第二是长寿命，第三是低成本。目前被选作电动汽车用蓄电池的主要种类有镍氢电池、锂离子电池、铅酸电池，前两种电池可以做到电池比能量60-120WH/kg的高容量，寿命最高者可达到1000至2000次深循环，实现了电池寿命与电动汽车寿命同步，这二项性能已完全符合电动汽车用蓄电池性能要求，但是受电池原料成本限制，以上两款电池的制造成本极高，光电池成本就要超过燃油汽车售价，所配置的电动汽车无力与燃油汽车竞争。铅酸电池的制造成本只有上述两款电池的五分之一，但其容量只有30-40WH/kg寿命只有350-500次深循环，配置的电动汽车也无力与燃油汽车竞争。但是铅酸电池的理论容量高达175WH/kg，管式铅酸电池的设计寿命达12-15年，深循环次数超过2000次，所以铅酸电池容量与寿命性能的提升空间很大。如果能够大幅度提高铅酸电池的容量和寿命，铅酸电池电动汽车是最有望成为淘汰燃油汽车的车型。

为提高铅酸电池的容量和寿命，相对于普通型铅酸电池，人们开发了轻型板栅铅酸电池，卷绕式铅酸蓄电池和双极型极板铅酸电池等第二代新产品，本发明是对现有双极型极板铅酸电池的改正。

美国专利USP5916709公开了一种双极型极板铅酸蓄电池，这种电池比传统电池的比容量提高20～25％。寿命延长40～50％，适合快速充电，成为双极型极板蓄电池的鼻祖。其后双极型极板技术在锂离子电池、铅酸电池和镍氢电池领域都得到了应用。我国专利公开了二款双极型极板铅酸蓄电池，其一是“平板式铅酸蓄电池”，专利公开号：CN1331500，内容是一种平板式铅酸电池，包括壳体、隔板、正负极板，正负极板由基板和正负活性物质组成，正负活性物质层分别附着在基板的一侧和另一侧，隔板置于正负极板中间，各电池单元之间的密封是设有框架，总外壳采用包塑层，该专利相对美国专利未见实质上的新颖性。第二个是“水平式双极型铅酸蓄电池及其双极板”专利号：200410014945.5，见图一，特征是：采用塑料板上穿编包铅塑芯复合导线或包铅碳纤维芯复合导线代替钛板或不锈钢板作为双极板的导电芯板，并在导电芯板四周边框外侧设置弹性密封环，各单元电池实现了弹性密封，提高了导电回路的可靠性。相对美国专利USP5916709具有进步意义上的新颖性。

但是现有双极型极板存在以下缺点：

1.基板(或称芯板)的正极一面氧化腐蚀：使用于制造基板的钛板或不锈钢板在电池使用过程中，表面容易形成氧化钛或氧化铬等混合氧化物，进一步发展能使基板与正极活性物质层之间接触面的电阻增大，严重时可以形成绝缘层，电池报废；同时钛板、不锈钢板表面氧化后体积膨大，顶起正极活性物质，使活性物质与基板脱离接触，严重时使活性物质脱落。如果采用铅板或包铅导线做基板，正极一面基板的金属铅氧化成各种铅衍生物，最后变成雷同于正极活性物质的β-PbO₂混合物据多的物质，不会在基板和活性物质之间形成绝缘层，但因其氧化腐蚀在基板表面的不一致性，也能顶起正极活性物质层，使其脱落；腐蚀严重后，基板逐渐变薄，由于基板表面一面产生氧化反应，一面产生还原反应，理论上基板不会穿孔，但当还原一面局部地区硫酸盐化后，不能产生还原反应时，基板也能穿孔漏液使电池短路而失效。

2.在现有双极型极板铅酸电池体系内，电池负极是绒状海棉铅，基板是金属体，导电性能良好，电池正极是β-PbO₂居多的多种氧化铅混合体，是一种半导体材料；电池放电时在正极和负极活性物质表面分别产生硫酸铅微结晶层，形成五层结构。当电池强电流放电时，正极表面的活性物质既要与硫酸反应产生电流，又要承担相临电池单元产生的电流的迁移输送，其正极表面放电电流密度比普通型极板大，电极过电位增高，导致所产生的硫酸铅晶体变细，硫酸铅晶体层致密排列，电阻增大，造成正极活性物质利用率降低，还有可能使电池发热，由此可产生电池的多种后遗症。另外在充电初期，如果用强电流充电，电流必须经过二个硫酸铅绝缘层，一个半导体层，电池容易发热甚至高热，所以五层结构不利于放电时和初充电时强电流充电放电。

3.电池放电后，在电池负极和正极活性物质表面形成一层微细结晶硫酸铅层，硫酸铅是绝缘体，在电池充放电时阻止电子流动，所以当电池充电时，电子是通过电解液渗透穿过微结晶硫酸铅层与活性物质接触才得以传递的。当微结晶硫酸铅层在某一环境下产生重结晶后，封闭了电解液渗透通路，则电极充放电能力完全失去，电池失效。这是普通电池普遍存在的硫酸盐化现象。但是现有双极型极板生产时三层分明，使用时五层分明的结构，没有解决这一问题，相反，由于双极型极板电池是串联电路装配，其中的一只电池单元产生硫酸盐化现象时，整个电池就要报废，所以现有双极型极板铅酸电池的硫酸盐化报废电池问题比普通铅酸电池更加严重。

4.在电池放电过程中，由于各单元电池体系内环境的不一致性，可能使某一单元电池首先形成高电阻，这样的高电阻，阻止其它电池单元放电，使整个电池容量降低，还有可能使该电池单元发生高热，损坏整个电池。

5.电动汽车用电池要求有较长的寿命，最好与电动汽车同寿命，这就要求电动车用电池满足3-8年的使用周期。在漫长的过程中，由于受铅酸电池电极的析氢、析氧造成的气压冲击、放热冲击和不可避免的局部硫酸盐化现象的存在，使电池单元体系内失水、失酸现象不可避免，所以最先进的免维护铅酸电池也要每半年进行一次维护，实行加水和去硫酸盐化充电，有时要加酸平衡电解液。无论是美国的USP5916709专利技术，还是中国专利：CN1331500及申请号200410014945.5都不能加水加酸进行维护，如果一定要加水加酸，则必须拆开每个电池单元，进行重新装配。

发明内容：

本发明的目的是：提供一种双极型极板铅酸蓄电池，使其具有比现有双极型极板铅酸电池更高的电能容量，更长的使用寿命，更好的充放电性能，同时保持铅酸电池性能稳定价格低廉的优点，从而取代锂离子电池，镍氢电池成为电动汽车的主要动力电源。

本发明的技术方案是：本发明铅酸蓄电池由电池框架、二个外接端子、极板群、玻纤隔板组成，极板群包括一块上端极板，一块下端极板和多块双极型极板，根据电池标称电压可组成4V-100V电池，双极型极板的数量为1-49块，通常下端极板采用单面正极活性物质涂膏层，上端极板采用单面负极活性物质涂膏层，双极型极板的上端涂有正极活性物质层，下端涂有负极活性物质层，不过也可相反设置，但双极型极板的上、下端活性物质层的极性必须相反。把下端极板、玻纤隔板、双极型极板、玻纤隔板、双极型极板、、、、、、、玻纤隔板、上端极板按顺序排列重叠组成极板群，其中的玻纤隔板吸有电解液，并与一端的负极活性物质，另一端的正极活性物质组成一个电池单元，产生2V的标称电压，在每个电池单元内还设有可多次开启的密封式加液孔。极板群固定在电池框架上，由框架上的压力传递给予极板群内的正负极活性物质一个适当的压力，各极板间缝隙采用密封胶固定密封，也可采用橡胶密封圈弹性密封，二个外接端子分别由上端极板和下端极板引出，作为电池的正负输出端子。

上述双极型极板的结构如下：在双极型极板基板的正极一面增设根数众多的导电针，导电针垂直于基板，安要求密布于双极板的正极表面，其长短与正极活性物质涂膏层厚度相等或稍微长出一点；在基板的负极一面增设一根导电柱，导电柱的长短与负极活性物质的涂膏层厚度相等或稍微长出一点；基板采用金属制造，推荐的材质有：钛、不锈钢、铅及钛合金、铅合金，也可采用其它金属类。制造基板、导电针和导电柱的工艺推荐采用一次性压铸整体成型，或者导电针分开压铸成型，例如导电针用钛丝或不锈钢丝制成，再在模具中用铅或不锈钢或钛压铸成整体。导电针的直径大小和在基板上的分布密度与正极活性物质的涂膏层厚度，三者关系可调节正极活性物质的利用率，推荐的工艺是，导电针直径在工艺允许范围内尽量做细，当涂膏层厚度较厚时，导电针根数用得多点，分布密度取大值，涂膏层厚度薄时，导电针根数用得少点，分布密度取低值，但导电针根数总和的截面积应能满足整个电池最高充放电电流的冲击，不能使其发热或烧毁。下面对双极型极板进行防腐蚀处理，使基板和导电针具有3-8年的工艺设计寿命。采用电极修饰原理对双极型极板正极一面的基板和导电针镀上一层导电无机修饰层，如导电陶瓷，导电氧化物等，推荐的材料有：SnO₂+Sb₂O₃或SnO₂+SbO_x+I_rO₃涂层，也可采用具有我国自主知识产权的Ti₃SiC₂系导电陶瓷和稀土渗入钛酸盐导电陶瓷。再在无机层外以电极修饰方法涂上一层有机导电涂层，推荐的材料有聚笨胺(PAn)导电高聚物或PAn与其它材料复合的导电塑料，也可采用其它有机导电材料。在有机涂层未干时，喷涂上经筛选的β-PbO₂颗粒或铅颗粒，使颗粒直径的一部份进入涂层凝固其上，另一部份露出在外面与正极活性物质涂膏层紧密结合。如果基板和导电柱由非铅金属铸造，则在基板带导电柱一面电镀一层铅，使其与铅膏能紧密结合，再后在双极型极板的两面分别涂上正负极铅膏，经过浸酸、熟化、烘干等程序后即制成双极型生极板。

上述双极型极板正极一面基板与导电针的防腐还可采用只用一层或多层有机导电涂层对电极进行修饰，例如对基板正极一面和其上的导电针修饰聚笨胺导电高聚物或PAn与其它材料复合的导电塑料，然后再修饰一层薄层的相同的有机导电层，在涂层未干时，喷涂上β-PbO₂颗粒或铅颗粒，使颗粒直径的一部份进入涂层，凝固其上，另一部份露出在外面，与正极活性物质涂膏层结合。

上述下端极板由基板和垂直于基板的导电针及其复盖于导电针上的正极铅膏组成，需涂膏一面的基板和导电针经过无机导电层和有机导电层双层修饰，也可用有机导电层单层或多层修饰，在有机涂层上植入β-PbO₂颗粒或铅颗粒，再涂上正极铅膏层，经浸酸、熟化、烘干即成。

上述上端极板由基板和垂直于基板的一根导电柱及其复盖于导电柱与基板上的负极铅膏组成，如果基板和导电柱由非铅金属压铸而成，则需在导电柱一面的基板上修饰铅镀层，再涂上负极铅膏经浸酸、熟化、烘干后即成。

上述极板群内电池单元的一种密封方式为：在金属制成的双极型极板基板四边复合上塑料边框，双极板负极一面的塑料边框厚度与负极铅膏厚度持平或略低，正极一面的塑料边框厚度与正极铅膏层和隔板厚度之和持平，并在正极塑料边框一边设置一个可多次开启的密封式注液孔，再在正极或负极一面塑料边框上布设触变型密封胶，通过电池框架传递的压力，把双极型极板的正极一面的塑料边框对着另一双极型极板的负极一面的塑料边框压制在一起，等密封胶结硬后形成固定密封。上述固定密封也可改做弹性密封；在塑料边框的负极一面设置贯通四周的凹槽，在凹槽内设置防酸橡胶做的弹性垫圈，通过电池框架传递的压力，实现弹性密封。

上述电池框架由框架容器和框架盖子组成，框架容器四壁带孔，便于电池散热和电池内可能外逸的气体的排除。框架容器和盖子用塑料做成，外接端子用铜或其它高导电率金属合金制成，两个外接端子分别模压在框架容器底部和盖子上。装配时将已排列好的极板群装入框架容器内，在电池装配专用热压机上，把框架容器接口和盖子接口同时加热熔融后，两个接口相对热压在一起，冷却后即合成一体。

上述电池框架的热压过程要作握热压机的压力范围，对接冷却后，使电池框架紧压极板群，并将这一压力传递给极板群内各个正负极活性物质，给予活性物质一个一定的初始压力。

由于生产时每块极板厚度存在误差，难以保证电池框架热压成型后，给予每只电池所传递的压力的一致性。为此在上述框架盖子的外接端子上设置压力微调装置，该装置主要由弹簧和调节触头组成，用来保证每只电池内部活性物质的初始压力的一致性。

上述极板群内的密封式注液孔设置于电池的同一侧。

本发明蓄电池采用电池化成方式，电池组装后，注入过量的稀电解液，采用普通电池通常的化成充电方式，化成结束后，以一定的真空度吸出多余的电解液，再进行调整充电，以建立电池内部的“氧循环”体系，完成后再进行密封，即成密封式铅酸电池。

本发明蓄电池每半年维护一次，维护时打开密封加注纯水(蒸馏水)至电解液过量，进行通常的维护充电后，测量各电池单元内电解液密度，并调整至标准，用一定的真空度吸出多余的电解液，再进行调整充电，以建立电池内部的“氧循环”体系，完成后再进行密封。

本发明具有的积极效果有：

1.通过对双极型极板正极表面的电极修饰处理，有效提高了正极一面基板和导电针的防腐蚀能力，采用不同的电极修饰方式，可以使电极基板和导电针的防腐能力达到3-8年的使用寿命要求。

2.由于在电极基板上设置了导电针和导电柱，当电池充电时，电荷通过导电针和导电柱进入每个电池单元，均匀分布于每块极板表面，利于在初充电时即进行大电流充电，缩短充电时间。当电池放电时，相临电池单元所产生的电流可以通过导电针及导电柱分路传输，而无需经过五层结构内的电极表面：如二层硫酸铅绝缘层和一层氧化铅半导体层，降低了电极表面放电电流密度，降低了电极硫酸盐化的发生机率，降低了电极发热的可能性。从根本上解决了单个电池单元电阻增高影响其它电池单元放电，及单个电池单元硫酸盐化报废整个电池的问题。

3.由于导电针均匀密布于正极活性物质内，增加了正极活性物质的导电率，相应提高了正极活性物质的利用率。再有，导电针和导电柱能使电极表面均匀充电和均匀放电，特别是均匀放电，降低了电极表面放电电流密度，可提高电极在大电流放电环境下的放电深度，也提高了正极活性物质利用率，还有，导电针和导电柱可使每个电池单元充分放电，不能保留。所有这些因素都使本发明双极型极板铅酸电池比现有的同型电池有更高的容量。

4.本发明通过电池框架对极板的正负极活性物质施加了一个初始压力，这一压力阻止了活性物质工作过程中的膨胀，阻止和延缓活性物质中珊瑚状结构的形成和崩溃，使平板涂膏式正极板的活性物质具有等同于管式正极板活性物质的工作环境，使本发明正极活性物质的使用寿命，接近管式极板正极活性物质的使用寿命，达到电池寿命3-8年的要求。

5.本发明电池实现了全密封，但又可与普通全密封铅酸电池一样可以定期维护，保证了本发明电池的使用可靠性。

附图说明：

图1为我国专利，申请号：200410014945.5的示意图。

图2为本发明双极型极板结构图。图中11基板、12正极活性物质层、13负极活性物质层、14导电柱、15塑料边框、16注液孔。

图3是图2的府视图，图中17复塑加强孔。

图4是本发明图2中A部放大图。图中18导电针。

图5是本发明下端极板结构图。

图6是本发明上端极板结构图。

图7是本发明铅酸电池装配图。图中2下端极板、3上端极板、4隔板、5框架容器、6框架盖子、7对接口、8外接端子、9电池框架、10双极型极板。

图8是图7中B部放大图，图中19橡皮塞。

图9是本发明图7C部放大结构图。图中81调节触头、82弹簧、83固定套、84活动杆、85接触底板。

下面结合实施例详细说明实施方案。

实施例一：双极型极板(10)

见图2、图3、图4，双极型极板(10)由基板(11)、导电针(18)、导电柱(14)、正极活性物质层(12)、负极活性物质层(13)和塑料边框(15)组成。

在压铸机上一次性压出具有导电针(18)、导电柱(14)、基板(11)连体的另件，为便于在基板(11)的四周复合塑料边框(15)，在基板(11)的四周增设多个复塑加强孔(17)。基板(11)的厚度在工艺允许下尽量做薄，推荐的厚度为1-0.1mm，基板(11)的材质可以采用具有导电能力和成型能力的所有金属，推荐采用铅、钛、不锈钢及铅合金、钛合金材料。为适应这些材料在电解液内的腐蚀环境，采用电极修饰原理对材料表面进行防腐处理。首先，用无机导电材料对基板(11)的具有导电针(18)一面的表面进行电极修饰，无机导电材料推荐采用SnO₂+5b₂O₃或SnO₂+SbO_x+I_rO₃，也可采用具有我国自主知识产权的Ti₃SiC₂系导电陶瓷或稀土渗入钛酸盐导电陶瓷，第二，再在无机导电材料层外修饰一层有机导电层，推荐的材料有：PAn导电高聚物或PAn与其它材料复合的导电塑料。如果基板(11)是非铅金属铸造，则在基板(11)带有导电柱(14)的负极一面电镀铅，便于基板(11)表面今后与负极活性物质层(13)长期结合。第三，在基板(11)四边周边复合上塑料边框(15)，如图2示，塑料边框(15)在基板(11)带有导电针(18)的正极一面厚度较大，并在其上设置一个注液孔(16)，第四，再在基板(11)带导电针(18)正极一面修饰上一层较薄的PAn导电高聚物或PAn导电塑料，在涂层未干时，喷涂上β-PbO₂颗粒或铅颗粒，使颗粒粒径的一部份进入有机导电层，干燥后凝固其上，另一部份露出在有机导电层外与今后涂复的铅膏层结合。再后在基板(11)带有导电针(18)的正极一面涂复正极活性物质铅膏层(12)，在基板(11)带导电柱(14)一面涂复负极活性物质层(13)，再通过浸酸、熟化、烘干，即制成双极型极板(10)生极板。

实施例二：双极型极板(10)。

双极型极板(10)的第二个实施例是：导电针(18)独立制造，材质取钛或钛合金、不锈钢、也可取铜、铝等其它金属。把导电针(18)置于模具内，用熔融金属压铸基板(11)和导电柱(14)，把导电针(18)、基板(11)和导电柱(14)压铸成整体，熔融金属推荐用铅、钛或它们的合金及不锈钢，其后实施过程同实施例一。

实施例三：双极型极板(10)

双极型极板(10)的第三个实施例是：基板(11)带导电针(18)的正极一面修饰无机导电层后即复合塑料边框(15)，对照实施例一而言，取消了一层有机导电层的修饰物。其它实施过程与实施例一相同。

实施例四：双极型极板(10)

对照实施例一而言，本发明实施例取消了基板(11)带导电针(18)的正极一面的无机导电修饰层，即只用一层或多层有机导电修饰层对基板(11)带导电针(18)正极一面进行修饰。实施过程为：获得具有基板(11)、导电针(18)、导电柱(14)整体压铸件后，对基板(11)带导电针(18)的正极一面以修饰电极方式涂上一层PAn导电高聚物或PAn导电塑料，再对基板(11)四周复合塑料边框(15)。其后实施过程与实施例一相同。

实施例五：上端极板(3)。

上端极板(3)由基板(11)、导电柱(14)、负极活性物质层(13)、塑料边框(15)组成。基板(11)和导电柱(14)联成一体，由金属压铸成型。推荐的材料有：铅、钛、不锈钢、也可用其它金属。基板(11)对照双极型极板(10)的基板(11)增加一定的厚度，推荐的厚度是1-3mm。如果基板(11)与导电柱(14)的材质是非铅材料铸造，则在基板(11)带导电柱(14)一面电镀上铅镀层。再后在基板(11)带导电柱(14)一面涂复上负极活性物质层(13)铅膏，经过浸酸、熟化、烘干即成上端极板(3)生极板。

实施例六：下端极板(2)。

下端极板(2)由基板(11)、导针(18)、正极活性物质层(12)、塑料边框(15)和塑料边框(15)上的注液孔(16)组成。基板(11)和导电针(18)整体连铸而成或者导电针(18)置模具中与基板(11)压铸成整体。连铸时推荐的基板(11)、导电针(18)材质用铅、钛及其它们的合金，还可用不锈钢。分铸时导电针(18)的材质推荐用钛、不锈钢，基板(11)的材质用铅、钛、及其它们的合金、不锈钢。下端极板(2)的基板(11)厚度取1-3mm。对照实施例一、实施例三、实施例四，双极型极板(10)的正极一面采用那一种电极修饰方式时，下端极板(2)的基板(11)带导电针(18)正极一面也采用那种修饰方式，必须同步。完成电极修饰后，在基板(11)四周复合上塑料边框(15)，并在塑料边框(15)上设置注液孔(16)，再后在基板(11)带有导电针(18)一面涂复上正极活性物质层(12)，经过浸酸、熟化、烘干即成下端极板(2)生极板。

实施例七：电池框架(9)。

电池框架(9)由框架容器(5)、容器盖子(6)、对接口(7)及固定在电池框架(9)上的两个外接端子(8)组成。把一个外接端子(8)固定在模具上，在模具内注塑制成框架容器(5)，再把另一个外接端子(8)固定在模具上，在模具内注塑制成框架盖子(6)，在框架容器(5)和框架盖子(6)上分别设有一个凸出的对接口(7)，用于框架容器(5)与框架盖子(6)的热压对接，组成电池框架(9)。

实施例八：外接端子(8)。

框架容器(5)底部的外接端子(8)采用固定式，框架盖子(6)上端的外接端子(8)采用活动式组成微调装置。活动式外接端子(8)的结构如图9示，外接端子(8)由调节触头(81)、弹簧(82)、固定套(83)、活动杆(84)、接触底板(85)组成。固定套(83)注塑时固定在容器盖子(6)上，把活动杆(84)小头插入固定套(83)旋接在接触底板(85)上，在活动杆(84)内放入弹簧(82)，再把调节触头(81)旋接在固定套(83)上即完成装配。工作时活动杆(84)的有效长度可调节和弥补极板群高度误差，调节触头(81)旋转向下或向上运动时，压力通过弹簧(82)和接触底板(85)对极板群施加或降低压力，从而调节针对活性物质的初始压力。

实施例九：铅酸电池。

见图7，在下端极板(2)和每块双极型极板(10)的正极一面塑料边框(15)边缘上均匀涂抹密封胶，再把下端极板(2)、玻纤隔板(4)、双极型极板(10)、玻纤隔板(4)、双极型极板(10)、、、、、、玻纤隔板(4)、上端极板(3)按顺序排列重叠组成极板群，再把极板群装入框架容器(5)内，在电池装配专用热压机上，把框架容器(5)的对接口(7)和框架盖子(6)的对接口(7)加热熔融后，两个对接口(7)相对热压在一起，冷却后即合成一体。电池框架(9)的热压过程要作握热压机的压力范围，并将这一压力通过已成型的电池框架(9)传递给极板群内各个正极活性物质层(12)，给予正极活性物质(12)一个适当的初始压力。由于生产各块极板时，极板厚度存在误差，造成极板群的总误差高度较大，为此在框架盖子(6)上的外接端子(8)内设置了微调装置见图9：极板群的高度误差由活动杆(84)的有效长度自动补正，热压机传递的压力过高或过低通过旋转调节触头(81)给予补正。每个电池单元需要密封时在注液孔(16)上塞入橡皮塞(19)，必要时可在橡皮塞(19)底面四周注入温变型胶粘剂，当温度低于60℃时，胶粘剂有胶粘作用，高于60℃时胶粘剂失去胶粘作用，橡皮塞(19)就可开启，实现可反复开启和密封的目的。本实施例铅酸电池在装配电池组时采用卡式装配，省去联接电线，可垂直安装，也可横着安装。

实施例十：铅酸电池。

在上端极板(3)和每块双极型极板(10)的负极一面塑料边框(15)上开一个贯通四周的凹槽，在凹槽内放置用耐酸橡胶制成的O型垫圈，再把下端极板(2)、玻纤隔板(4)、双极型极板(10)、玻纤隔板(4)、双极型极板(10)、、、、、、玻纤隔板(4)、上端极板(3)按顺序排列重叠组成极板群，把极板群装入框架容器(5)内，热压上框架盖子(6)，电池框架(9)上传递的压力既为每个电池单元提供了弹性密封，又为极板群内每个正极活性物质层(12)提供了一定的初始压力，其后的实施过程与实施例九相同。

Claims (11)

1.一种双极型极板铅酸蓄电池，由上端极板、双极型极板、下端极板、玻纤隔板组成极板群，极板群安装于电池框架内，在电池框架的两端各设置一个外接端子作为电池的正负输出端子，其关键部件双极型极板由基板和附着于基板两面的正极活性物质层和负极活性物质层组成，其技术特征在于：下端极板的正极一面和双极型极板的正极一面设置有导电针，上端极板的负极一面和双极型极板的负极一面设置有导电柱，并且电池框架紧压极板群，对极板群内正极活性物质施加了初始压力。

2.根据权利要求1所述的铅酸电池其特征在于：导电针垂直于基板，均匀密布于下端极板的正极一面和双极型极板的正极一面，导电针长度与正极活性物质铅膏层相等，也可长出一点；范围值0.1mm-0.5mm，导电针的直径在工艺条件充许下尽量做细，范围值取0.01mm-5mm；导电针分布密度在保证正极活性物质足量的情况下尽量取高值，范围值取每平方厘米1根至100根。

3.根据权利要求1所述的铅酸电池，其技术特征在于：导电柱垂直于基板，设置于上端极板的负极一面和双极型极板的负极一面，导电柱高度与负极活性物质铅膏层厚度相等，也可长出一点，范围值0.1mm-0.5mm，导电柱直径取值范围为0.1mm-5mm。

4.根据权利要求1所述的铅酸电池，其特征在于：在下端极板的正极一面和双极型极板的正极一面，以电极修饰方法对基板和导电针修饰上一层无机导电层，修饰材料取导电陶瓷或导电氧化物。

5.根据权利要求1所述的铅酸电池，其技术特征在于：在无机导电层外再以电极修饰方法修饰上一层有机导电层，修饰材料取导电高聚物或导电塑料。

6.根据权利要求1所述的铅酸电池，其特征在于：在有机导电层未干时，喷涂上β-PbO₂颗粒或铅颗粒，使颗粒直径的一部份进入有机导电层，干燥后固定其上，另一部份露出在外面，与正极活性物质铅膏结合。

7.根据权利要求1所述的铅酸电池，其技术特征是：电池框架由框架容器和框架盖子组成，框架容器底部、框架盖子顶部分别设置有一个外接端子，极板群安装在框架容器内，通过框架容器与框架盖子对接口的热熔压接成整体，在框架容器与框架盖子热合时，热压机把压力传递给电池框架，电池框架紧压正极活性物质层，给予正极活性物质一个初始压力。

8.根据权利要求1所述的铅酸电池，其技术特征是：框架盖子顶部的外接端子由调节触头、弹簧、活动杆、固定套、接触底板组成，固定套注塑时固定在框架盖子上，活动杆穿过固定套旋接在接触底板上，在活动杆内放置弹簧，把调节触头旋接在固定套上，调节触头旋转向下或向上运动时，通过弹簧把压力由活动杆到接触底板传递给极板群，实施加压或降压，给予正极活性物质一个适当压力。

9.根据权利要求1所述的铅酸电池，其技术特征是：活动杆的有效长度用来调节极板厚度误差，其长度随极板块数变动，范围值为5mm-50mm。

10.根据权利要求1所述的铅酸电池，其技术特征是：在基板四周设置贯穿基板的复塑增强孔，孔径φ1-φ10，单位mm。

11.根据权利要求1所述的铅酸电池，其技术特征在于：在每个双极型极板塑料边框正极一面和下端极板塑料边框正极一面各开一只注液孔，注液孔上配置橡皮塞，橡皮塞塞住注液孔后，用温变型胶粘剂封闭橡皮塞底边四周，实现每个电池单元的多次开启和密封。

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