电池结构设计讲解

拥有骆驼电池何惧沙漠行舟电池结构设计讲解郭云龙研究院富液起动电池研发部产品工艺室拥有骆驼电池何惧沙漠行舟一、铅酸蓄电池的基本结构1、隔板——防止正负极活性物质直接接触而短路，但允许离子顺利通过。2、正极板——由板栅和活性物质组成，板栅起导电和支撑活性物质的作用；活性物质为PbO2在放电时发生化学反应产生电能。3、负极板——由板栅和活性物质组成，板栅起导电和支撑活性物质的作用；活性物质为海绵状Pb，在放电时发生化学反应产生电能。4、电解液——承担正负极间离子导电作用，还参加成流反应。5、蓄电池壳体——起容器作用，材料必须能经受硫酸的腐蚀，还必须满足使用过程中的一些特殊要求，如强度、耐震、抗冲击、耐高低温等等。拥有骆驼电池何惧沙漠行舟二、产品结构设计1、蓄电池槽盖外形尺寸确定蓄电池根据顾客要求和不同标准设计产品外形尺寸，如BCI、SAE、DIN、JIS、GB、EN...标准；产品外形尺寸可参考公司现行产品外形尺寸蓄电池槽体设计时，槽体侧面筋条长度要大于电池盖长度，以保护电池盖，减少碰撞损坏几率；蓄电池盖体设计时，大盖采用迷宫结构设计，迷宫结构盖体可以使电池震动溅出的电解液有效的回流至电池，防止漏液；设计时尺寸尽可能圆整至0.1mm或0.05mm，除非装配现存产品或成熟零件，同样尽可设计蓄电池的外形尺寸为整数或其1/2；拥有骆驼电池何惧沙漠行舟二、产品结构设计2、蓄电池板栅设计板栅材质选用：铅钙合金（如果顾客要求使用其它合金，则允许使用）；铅锑合金中存在锑元素，其析氢过电位较低，电池在充电过程中失水较大，电池使用寿命较短。而铅钙合金中不含锑元素，析氢过电位较高，电池析气少、失水少，使用寿命较长。板栅顶框高度设计为5.5mm；在顶框两端开有长×高：5mm×2mm的三角型豁口，作为分板剪切用；极耳底部与顶框要有过渡结构；板栅板耳高度：17.5mm；板栅铅带厚度：正极板拉网板的最小厚度为0.9mm；负极板拉网板的最小厚度为0.75mm；板栅厚度至少比铅带厚度厚0.2mm正极板板栅边框的最小厚度为1.3mm，筋条或结点的最小厚度为1.1mm；正极板板栅网眼最大面积为0.75cm2；涂极纸高度=极板高度-1/2顶框高度；铅带宽度=2×(所有筋条宽度+顶框)+极耳高度+0.25mm板面宽度=栅格宽度尺寸×栅格个数；板面高度=不同分段栅格高度总和（包括顶部及底边半栅格尺寸）+顶框高+底边高；距离顶框不同高度，栅格高度尺寸不同，越离板耳位置越近，栅格高度尺寸越小，一般分段设计；分为三段。拥有骆驼电池何惧沙漠行舟二、产品结构设计2、蓄电池板栅设计板栅结构设计：根据公司目前极板技术状态，板栅结构可参考公司现行板栅结构进行设计；根据电池槽体宽度尺寸，结合公司现行板栅结构，可确认板栅的尺寸；目前，采用拉网板生产电池时，优先选择PE隔板包封负板装配，由于隔板包封时隔板厚度原因，为使包封后正、负极板高度一致，被包封的负极板板栅高度降低比正极板略低；拥有骆驼电池何惧沙漠行舟二、产品结构设计3、蓄电池隔板设计隔板的主要作用在于防止正负极短路，但又不要使电池内阻明显增加；隔板是多孔的，允许电解液自由扩散和离子迁移，具有比较小的电阻，并且隔板孔径要小，孔数要多，扩散面积大，当活性物质有些脱落时，不得通过细孔而达到对方极板，此外隔板要求机械强度好，耐H2SO4腐蚀，以及不能析出对极板有害的物质。目前使用较多的是PE隔板，其具有较低的内阻≤0.00085Ω·dm2，横向伸长率≥325%，最大孔径≤1.0um，孔率60%，以及较少的杂质含量；隔板规格确认：PE隔板宽度大于极板宽度16mm；PE隔板基底厚度≥0.2mm；特殊要求≥0.25mm(最大公差为±0.03mm)；、袋状隔板包封极板时，优先采用厚度≥1mm的隔板进行设计（如果顾客同意使用其它规格，则允许小于此厚度）；隔板高度应至少超过极板顶框上沿5mm，以防止正负极板短路；隔板包封方式：乘用车电池采用PE隔板，银质系列电池、大型号载重车用电池采用PE复合玻璃丝毡隔板；一般情况下，优先选择PE隔板包封负板，隔板筋条朝向正板；特殊情况下，采用PE复合玻纤隔板包封正极；对于PE复合玻纤隔板，玻纤放置到隔板内的，PE复合隔板包封正板；玻纤放置到隔板外的，PE复合隔板包封负板；拥有骆驼电池何惧沙漠行舟二、产品结构设计3、蓄电池隔板设计隔板规格设计：根据公司目前隔板结构状态，隔板结构可参考公司现行隔板结构进行设计；根据极板与电池槽单格尺寸配合情况，结合公司现行隔板规格，可确认隔板的尺寸；拥有骆驼电池何惧沙漠行舟二、产品结构设计4、蓄电池汇流排设计汇流排长度至少比槽体单格开口小0.76mm；即电池槽的开口尺寸减去0.76mm等于汇流排的最大长度，汇流排长度公差不能超过±0.1mm；汇流排宽度设计：TBS线汇流排宽度比板耳宽度至少大4.0mm；普通铸焊线汇流排宽度比板耳宽度至少大4.5mm；汇流排设计厚度≥5.0mm；汇流排上有1mm深凹槽，保证板耳距汇流排上表面至少1mm；汇流排入槽时，正负汇流排总长度方向与槽体侧壁尽量不留间隙；汇流排对焊件厚度按上部4.5mm设计，拔模斜度为2°；汇流排对焊件长度和宽度，结合对焊孔直径设计，在对焊孔直径四周保留4.5mm的边距。拥有骆驼电池何惧沙漠行舟二、产品结构设计5、蓄电池直径柱设计根据铸焊直极柱顶部不同结构，确定直极柱高度；锥形端子电池直极柱顶部最大直径表面与铅圈顶平面持平，直极柱顶部凸出铅圈顶平面2.5~3mm；角形端子（或堆焊端子）电池，直极柱顶部最大直径表面与铅圈最小内径处平面持平至低于该平面0.5mm.实际高度根据实际热封高度调整直极柱高度尺寸。铅圈与直极柱配合，根据直极柱上口直径设计铅圈内部最小直径，使直极柱与铅圈双边间隙不大于0.5mm.锥形端子烧焊深度：≥4mm端子烧焊后，端子高度应低于产品上顶面1~2mm(适用于EN系列电池)国标系列电池端子高度为17+3^-0拥有骆驼电池何惧沙漠行舟二、产品结构设计6、蓄电池电眼指示器设计和选用电眼指示器类型确定和选择根据不同的顾客要求和盖上结构，选用螺旋式或插拔式指示器；根据不同的浮子密度值选用浮子不同的颜色。根据不同的使用环境要求，确定不同的浮子密度值。对显示球的单球和双球、无球的选择根据顾客需求确定。电眼指示器长度：电眼指示器最长尺寸为高于隔板顶部1.5-3.0mm处为准；电眼指示器最短尺寸为电眼玻璃杆到汇流排底部边缘向上5mm处，加上球盒尺寸为准；电眼指示器长度尽可能选用标准长度指示器顶部与盖结合部位尺寸：螺旋式指示器：螺纹与相配合盖螺纹一致；插拔式指示器：压入部位尺寸与相配合盖内径小过盈配合；电眼不能凸出盖子面；电眼孔必须在盖子顶上；电眼一般设在电池的第二单格内，且应与汇流排位置不能干涉；电眼与汇流排之间的最小距离不小于5mm；对于浇铅口位置，应额外增加5mm的让位空间；拥有骆驼电池何惧沙漠行舟二、产品结构设计7、蓄电池极群组设计板耳插入汇流排的熔融深度3~4mm；极板极耳插入汇流排，离汇流排底部最小1.0mm；汇流排厚度至少为5mm，产品图纸标注为6+3-0mm；汇流排长边外沿到边板板耳单边距离应留出最小1.5mm的焊接熔铅空间；对焊孔中心应位于汇流排对焊件中心偏上0.5~1mm；隔板超过极板上沿至少5.0mm；隔板顶部到汇流排底部高度至少5mm；PE隔板极群装配松紧度压缩比为0%～3%；欧款系列电池要求：汇流排底部到电池外底部的高度H型槽不能超过129mm，T盒不超过123mm从电池外底部到对焊点中心的高度H型槽不应超过140mm，T盒不超过130mm拥有骆驼电池何惧沙漠行舟二、产品结构设计8、蓄电池电解液设计电解液液面设计最高电解液液面不得超过槽和盖的热封线；电解液液面应低于顶盖回酸孔管下沿2.5mm，公差±0.5mm。（此条款为参考最