收稿日期：2017-11-06
戴增实
（泉州一鸣交通电器有限公司，福建 泉州 362000）
摘要：在卷绕蓄电池生产中需要极耳排列整齐，但极卷绕过程中常常出现极耳偏斜问题，造成生产难度大，焊接困难，废品率较高。对卷绕电池极耳偏斜成因进行分析后，将原来的极耳从中间分开，中间留有合适的空间，构成新的设计结构。通过柔性整形消耗卷绕极时极耳位置产生的偏差，达到汇流排齐整的目的。 关键词：卷绕式；铅酸蓄电池；极耳；极；板栅；汇流排
中图分类号：TM 912.9 文献标识码：B 文章编号：1006-0847(2017)06-258-03
Design and discussion on the lugs of spiral-wound lead-acid battery
DAI Zengshi
(Quanzhou Yucry Traffic Appliances Co., Ltd., Quanzhou Fujian 362000, China)
Abstract: During the production of spiral-wound lead-acid batteries, the lugs should be made in queue. However, the problem of lugs being not all in queue which often happens during the process of winding plate group results in poor welding quality and high defective rate. After the analysis of the cause, the original lug is parted in the middle, and there is an appropriate gap in the middle to form a new structure. By the flexible adjustment, the position deviation of lug is eliminated to realize a well strap in the process of winding plate group.
Keywords: spiral-wound; lead-acid battery; lug; plate group; grid; strap 0 引言
卷绕式铅酸蓄电池工艺的特点有以下 [1-2]：① 采用较柔软的纯铅或铅锡合金作为板栅材料，利于卷绕，且比铅锑合金或铅钙合金更耐腐蚀 [3]；② 由于极板很薄（通常小于 1 mm ），且每片极板有多个极耳，电极比表面积大，电流分布均匀，有利于提高活性物质利用率，且大电流充放电性能好；③ 装配压力大，是 AGM 阀控式铅酸蓄电池的两倍，因
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此消除了电极上活性物质的脱落现象，同时解决了电解液分层的问题；④ 槽为圆柱形，电池的开阀压力大，正负极板间距小，有利于提高密封反应效率和耐过充性能，减小失水速度 [4]；⑤ 经过涂片后直接装配电池，提高了生产效率，降低了环境污染。
尽管卷绕式铅酸蓄电池有众多的优点，但在生产上还存在一定的难度，主要是成熟的设备少，设备、工装研发难度高，研发投入大 [5]。本文中，笔者通过对卷绕式电池极耳的分析，设计出一种新型实用结构，解决了装配过程中极耳存在的问题。1 卷绕式蓄电池极耳存在的问题
通常极耳的位置是根据极板的厚度、隔板的厚
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度、隔板的压缩比、极卷绕的压力等因素设计确定的。随着卷绕的进行，极耳间的距离也在加大，也就是说在平面上极耳的间距是不相等的。这就出现了一个问题，卷绕过程中，极板的拉长会使极耳的位置偏移。极板越薄，拉伸的长度越大；拉力越大，拉伸的长度越大。设计时，是按正负板、隔板厚度均匀一致设计的，但实际上，正负板、隔板厚度是存在误差的，有时还较大。卷绕过程中，极耳就无法完全到达指定的位置。极板上下侧的涂膏厚度很难做到一致，因此也会使极耳发生偏移。
除上述问题外，还有其他问题影响极耳卷绕后的位置，最后的结果是极耳不能按指定的要求，形成一排，即可能一个极耳向左，另一个极耳向右，也可能几片极耳同时倾向一方，造成焊接出现问题，如漏铅、焊接不良、被迫扩大汇流排的宽度，造成铅的浪费等。
2 卷绕式极组极耳歪斜矫正的分析
常用的极耳是一个实体，极耳歪斜后，用工具矫正既费力，又容易造成短路。一旦出现较严重的情况，极就要报废。因此，靠机器或人工矫正是不现实的。若在卷绕过程中对极耳进行定位矫正，即卷绕到极耳的位置，进行定位，表面上看，极耳定位的问题解决了，但是由于第 1 节中所述的问题，实际上是将问题转嫁到极的压力上了，牺牲了极压力的一致性，来硬性保证极耳位置的准确。经过试验，这样做的结果是电池的一致性很差，性能难以保证。
3 新极耳的设计
经过大量的分析探讨，设计出一款新的卷绕式极耳的结构，其设计要求和依据是：⑴ 极耳的导电面积不变，即与原来极耳的导电面积相同；⑵ 不增加焊接汇流排的用铅量，即不能增加汇流排的体积；⑶ 采用极耳柔性整形消耗掉极耳在卷绕过程中产生的误差；⑷ 不能降低焊接强度，即要保证每个极耳焊接良好；⑸ 对于极耳的歪斜误差，通过合理的整形整理好。通过大量实验，设计出了如图 1b 所示的极耳的结构。在新设计的极耳中间开出一个宽为 a 的槽，极耳的总横截面积与原来图 1a 相同，即将
原来的极耳均分为两部分，构成新的极耳。凹槽宽度 a 的尺寸可根据极耳的大小确定（极耳小，a 值小；极耳大，a 值大），一般为 2～6 mm 。在极耳凹槽的底部与板栅边框要留有一定的间距 b ，以保证极耳根部的强度，b 值可以是 3～5 mm 。
图 2 为极板整形后的情况：如果极板的位置没有产生误差，在整形时，两侧受力整形，两侧均向中间靠拢（见图 2a ）；如果左侧超差，焊接汇流排时，使左侧的极耳向右靠拢（见图 2b ）；如果右侧超差，焊接汇流排时，使右侧的极耳向左靠拢（见图 2c ）。由于新设计的极耳截面积与原来相同，导电性能不受影响，而且分成两部分后还能增加大电流的导电能力。对于新设计的极耳，焊接的边沿路径加长，使焊接强度增加。在板栅生产中，增加一条冲网缝隙是容易做到的，不会过多增加生产的难度。
a 原来板栅极耳
b 新设计板栅极耳
图 1
新设计板栅极耳与原来板栅极耳
4 实用效果
（1）生产时，较容易制备整形的夹具，整形方便快捷，效果较好。新极耳将原来的极耳分成两份后，整形时，极耳的强度大幅度降低。极耳中间有整形的空位置，合理消化了整形超出的尺寸。
（2）生产时工艺性好，不容易漏铅，汇流排整齐完好。汇流排省铅的效果明显。
（3）导电测试结果表明，测试值的差异非常小。电池的 3C 大电流放电性能提高 5～8 s 。
制定班级公约（4）对焊接后的汇流排，通过手工拆解，分析焊接面的情况，及感受焊接强度，认为新设计极耳能够满足要求，焊接效果不低于原来极耳的。5 结论
新的极耳设计不但更适于矫正卷绕电池由于卷绕时的偏斜导致的极耳位置偏差，满足制造上的工艺要求，而且很好地解决了汇流排出现的漏铅、铅消耗高的问题，提高极耳与汇流排的焊接强度，减
a 两面极耳向中间整形
第六届cctv模特大赛b 左侧向右整形
c 右侧向左整形
制动力分配
图 2
选址模型新设计板栅极耳在整形中的几种状况
少了极耳脱焊的现象，提高大电流的导电性能，保证了电池极压力的一致性。但是，该设计只适合较小容量的电池。随着电池容量的增加，极耳的物理强度增加，整形越加困难，所以对大容量电池还需要特殊的整形工装。参考文献：
[1] 柴树松. 铅酸蓄电池制造技术[M]. 2 版. 北京, 机
械工业出版社, 2017.
[2] 唐致远, 李昌盛. 卷绕式铅酸蓄电池的发展概况
[B]. 中国化学会第二十五届学术会议论文集, 2006.
[3] 陈旭耀. 卷绕式铅酸电池的研制及其板栅合金的
研究[D]. 哈尔滨工业大学, 2008.
[4] 高军, 史鹏飞, 贾德利, 等. 卷绕式铅酸电池内压
的研究[J]. 蓄电池, 2004(3): 102-107.
[5] 戴长松, 伊延锋, 王殿龙, 等. 卷绕式铅酸蓄电池
的研究发展现状[J]. 电源技术, 2004, 28(9): 583-587.
将会更大，可能影响运输和使用的便捷性。因此，如果在安装空间允许的条件下，选择性地采用额定电压较低的新结构蓄电池，则是一个较为理想且更加经济的选择。同时，新结构蓄电池的装配工艺较之以前增加了一定的难度，还有分离冷却式铸焊模具的加工要求、铸焊工艺的提高也是蓄电池制造商努力克服并继续改善的工作。参考文献：
[1] 伊晓波. 铅酸蓄电池制造与过程控制[M]. 北京:
机械工业出版社, 2004.
[2] 章异辉. 基于降低成本的铅酸蓄电池生产工
艺改进对电池维护的影响[J]. 蓄电池, 2009, 46(4):181-184.
[3] 胡阿喜.铸焊汇流排槽模的设计和工艺要求[J].
蓄电池, 1994(3): 17-19.
[4] 柴树松, 高义强, 黄时敏. 偏极耳板栅与中间极耳
板栅对铅酸蓄电池性能的影响[J]. 蓄电池, 2009, 46(4): 181-184.
[5] RAND D A J, MOSELEY P T, GARCHE J, et al.
阀控式铅酸蓄电池[M]. 郭永榔, 等译. 北京: 机械工业出版社, 2007.
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