本发明涉及一种用于铅酸电池电极的网格，其具有多个沿横向方向彼此间隔布置的纵向肋，并且具有多个在两个各自相邻的纵向肋之间布置并与它们相连接的横向肋，这些纵向肋和横向肋形成具有用于接收活性物质的开放区域的网格图案，其中纵向肋在沿纵向延伸的至少一个部分中具有横向方向上的第一最大宽度，该宽度针对由用于接收活性物质的开放区域提供的总接收体积以优化的方式形成。
背景技术：
1、一般用于电极的网格，特别是用于铅酸电池正极板的电极的网格在现有技术中是众所周知的。因此，在此不需要单独的书面证明，仅参考de 696 22 312 t2和de 698 11939 t2作为示例，它们公开了此类网格。de 698 11 939 t2涉及冲压电池板网格，而de 69622 312 t2涉及连续铸造工艺生产的电池网格。根据这种类型的网格具有多个纵向肋。这些肋沿网格的纵向延伸，彼此间隔排列，同时在横向方向留有间隙空间。
2、此外，还提供了横向肋，这些横向肋沿横向方向延伸，并排列在两个相邻的纵向肋之间并与它们相连。
3、当这些纵向肋和横向肋组合在一起时，它们形成网格图案，该网格图案具有窗口状的、优选矩形的开放区域，用于接收活性物质。
4、在电极的最终组装状态下，活性物质被引入由网格提供的开放区域中，网格及其接收的活性物质由可渗透电解质的隔板覆盖。
5、网格由导电材料制成，在铅酸电池的情况下，该材料是铅。例如，金属氧化物，例如mno2、pbo2、niooh、hgo和ag2o，可用作正极电极的活性物质，而负极电极的活性物质由金属制成，例如zn、cd、pb和sn。然而，本发明不限于上述材料，而是包括所有可以电化学反应的材料。
6、通常，目的是使用于接收活性物质的网格开放区域提供的总接收体积最大化，从而相对于网格材料的非活性物质，网格可以接收尽可能多的活性物质。这就是为什么纵向肋在横向方向上应该尽可能薄的原因。然而，必须确保足够的使用寿命，并在按预期使用时实现所需的电流收集。因此，所述类型的网格具有在横向方向上经过几何设计优化的纵向肋，即纵向肋在纵向延伸的至少一个部分中具有横向方向上的第一最大宽度，该宽度针对由用于接收活性物质的开放区域提供的总接收体积以优化的方式设计。例如，该宽度约为1.6mm。
7、尽管现有技术中已知的网格在日常实际使用中已经证明其自身是有效的，但仍有改进的余地。例如，当网格按预期使用时发生的腐蚀会导致正极电极网格的生长。这种生长会导致正极电极膨胀，特别是在纵向方向和横向方向上。电极的这种膨胀在纵向方向和横向方向上可以达到原始尺寸的15％或更多。这反过来会导致活性物质从网格的纵向和横向肋上撕下，这会导致电池按预期使用时导致电池容量的损失。
8、为了解决这个问题，特别是可以加固网格的纵向肋，即在横向方向上的宽度超过为最大化接收活性物质的接收体积而优化的宽度。然而，这种纵向肋的加固具有缺点，即由网格提供的用于接收活性物质的接收体积(也称为空体积)会减少，从而导致按预期使用时容量减少。在这方面，存在着两种相互冲突的利益。
技术实现思路
1、基于上述现有技术，本发明的目的是进一步开发这种类型的网格，从而在结构上确保实现减少网格增长，同时使用于接收活性物质的接收体积最大化。
2、为了实现该目的，本发明提出了一种最初提到的类型的网格，其特征在于至少一条附加纵向肋，该肋在其整个纵向延伸上在横向方向上具有第二最大宽度，该第二最大宽度超过其他纵向肋的第一最大宽度。
3、因此，根据本发明的网格包括两种类型的纵向肋。根据现有技术，一方面提供纵向肋，其至少在纵向延伸的部分中在横向方向上具有第一最大宽度，该宽度相对于用于接收活性物质的开放区域提供的总接收体积以优化的方式设计。根据本发明，提供至少一条附加纵向肋。该纵向肋在其整个纵向延伸上具有横向方向上的第二最大宽度，该第二最大宽度超过其他纵向肋的第一最大宽度。
4、当按预期使用时，腐蚀的发生是不可避免的。由于这种腐蚀，在网格肋上形成了氧化铅，因此在网格的纵向肋上也形成了氧化铅。氧化铅的摩尔体积比形成网格肋的铅的摩尔体积大得多。对于氧化铅的这种额外体积导致特别是在纵向肋中出现剪切应力和拉伸应力。这种力的施加导致网格增长，即网格随着时间的推移而膨胀。这种膨胀是不利的，原因有几个。一方面，网格提供的用于接收活性物质的开放区域的尺寸增加。这可能导致活性物质和单个网格肋的接触断裂，这对配备这种网格的电池的容量产生不利影响。
5、此外，腐蚀引起的网格增长可能不利地导致单个纵向或横向肋穿透覆盖网格的隔板，从而可能引发不希望发生的短路。
6、根据本发明的设计能够防止这种不希望的网格增长，或者至少将其限制在相对于网格的原始几何设计的5％以下的范围内。并非所有的纵向肋都被加固，即它们偏离了为最大化活性物质的接收体积而优化的宽度。而是，至少只有一个纵向肋被加固。
7、如所示，通过不加固网格的每个纵向肋，而是仅加固一些或至少一个纵向肋，已经可以有效地防止不希望的网格增长。这考虑到了相互冲突的利益，即一方面通过加固的纵向肋使网格增长最小化，另一方面通过相应调整的其余纵向肋的宽度设计使活性物质的接收体积最大化。根据本发明的设计的结果是由于至少一个附加纵向肋，当按预期使用时，与现有技术相比网格具有减小的网格增长，同时也提供了用于接收活性物质的最大空体积。
8、根据本发明的另一个特征，第二最大宽度超过第一最大宽度20％至35％，优选25％至30％，甚至更优选27.5％。通过这样的宽度比，设计得到了进一步优化，一方面可以减少网格增长，另一方面用于接收活性物质的接收体积最大化。
9、根据本发明的另一个特征，第一最大宽度为14mm至1.8mm，优选为1.5mm至1.7mm，更优选为1.6mm。第一最大宽度必须设计为最大化的活性物质的接收体积、最大化的使用寿命和优化的电流收集。为此，本发明提出了上述宽度尺寸。根据本发明的特定实施例，第一最大宽度为1.62mm。
10、根据本发明的另一个特征，第二最大宽度为1.8mm至2.2mm，优选为1.9mm至2.1mm，更优选为2.0mm。与第一最大宽度不同，第二最大宽度必须以这样一种方式设计，即以这样的方式设计获得网格的加固，当按预期使用时不会发生不希望的网格增长，并且网格增长相对于原始几何尺寸被限制在至少5％以内。这可以通过上述宽度尺寸来实现，其中，根据特别优选的示例，给出的第二最大宽度为2.06毫米。
11、根据本发明的另一个特征，不仅设置一个附加纵向肋，还设置多个在横向方向上具有第二最大宽度的附加纵向肋。附加纵向肋的确切数量尤其取决于网格在横向方向上的延伸以及在按预期使用网格时预期作用在网格上导致网格膨胀的力。在给定第二最大宽度尺寸的情况下，必须选择要设置的附加纵向肋的总数，使得在预期使用期间施加在网格上的力能够被补偿到这样的程度，使得网格增长被限制在5％以下。
12、根据本发明的另一个特征，关于这方面，在网格的横向方向上，每第三到第五个、优选每第四个纵向肋为具有在横向方向上的第二最大宽度的附加纵向肋。因此，根据本发明的网格优选包括沿横向方向依次排列的三个纵向肋，后面跟着一个附加纵向肋，即在横向方向上具有第二最大宽度的纵向肋。已经表明，这种纵向肋的顺序在按预期使用时在减少生长、以及在活性物质的接收能力方面实现了优化结果。
13、根据本发明的另一个特征，纵向肋在沿纵向延伸的第二部分中具有横向方向的宽度，该宽度对应于附加纵向肋的第二最大宽度。
14、根据该可保护自身的特定实施例，纵向肋不仅具有第一部分，其中它们具有横向方向第一最大宽度，而且还具有第二部分，其中它们具有横向方向的宽度，该宽度对应于附加纵向肋的第二最大宽度。因此，附加纵向肋在其整个纵向延伸上设计为等宽，其中其余纵向肋每个具有具有不同宽度设计的部分。
15、纵向肋的第二部分优选形成在集电侧，因为这是按预期使用时发生最严重腐蚀的地方。这种设计措施还使按预期使用时发生的网格增长最小化。
16、根据本发明的另一个特征，纵向肋在第一和第二部分之间沿纵向延伸的第三部分中具有横向方向的宽度，该宽度从第二最大宽度连续减小到第三最大宽度。因此，纵向肋在一端(优选在集电端)具有一个部分，其中纵向肋在横向方向上具有第二最大宽度。优选地，纵向肋的宽度从该宽度尺寸连续减小，即直到达到大于第一最大宽度的第三最大宽度。从这里开始，宽度尺寸在纵向肋的纵向方向上进一步减小，即优选突然减小，并下降到第一最大宽度。或者，这里也可以连续逐渐减小。
17、因此，根据本发明的优选实施例，纵向肋的宽度尺寸从第二最大宽度连续减小，直到达到第三最大宽度，所述第三最大宽度超过第一最大宽度。从第三最大宽度到第一最大宽度的过渡是突然的，即不连续的，从第二最大宽度到第三最大宽度的过渡也是如此。
18、特别提出的纵向肋的宽度变化也有助于优化在预期使用期间减少网格增长并使活性物质的接收容量最大化。
19、根据本发明的另一个方面，纵向肋和附加纵向肋在第一框架条和第二框架条之间延伸，它们分别以整体方式连接到第一框架条和第二框架条，其中第二框架条具有集电器凸耳。这样，总体上形成优选一体式的网格，其包括所有纵向肋、横向肋、框架条和集电器凸耳。根据本发明的另一个特征，纵向肋的第二部分连接到第二框架条，纵向肋的第一部分连接到第一框架条。在这种情况下，所述一个纵向肋在网格的纵向延伸上从上到下即从第二框架条朝向第一框架条逐渐变细。与此相反，每个附加纵向肋在其整个纵向延伸上具有横向方向上的第二最大宽度。因此，它们不逐渐变细。
20、根据本发明的另一个特征，网格是用连续铸造工艺中生产的。为了确保在这种情况下脱模，纵向肋以及附加纵向肋各自具有梯形横截面。
21、由于纵向肋具有不同几何尺寸，因此特别优选使用连续铸造工艺。对于这种几何设计，连续铸造工艺特别容易使用且成本低廉。
22、或者，也可以用冲压工艺制造网格，其中在这种情况下，纵向肋和附加纵向肋各自具有优选为矩形的横截面。由于不需要脱模，因此在冲压工艺中可以省去梯形横截面设计，这也简化了冲压步骤。
1.用于铅酸电池电极的网格，具有多个纵向肋(2)，这些纵向肋(2)在横向方向(6)上彼此间隔排列，并且具有多个横向肋(3)，这些横向肋(3)排列在各自的两个相邻的纵向肋(2)之间并与其连接，这些纵向肋(2)和横向肋(3)形成具有用于接收活性物质的开放区域(10)的网格图案，其中纵向肋(2)在纵向方向(5)上延伸的至少一个部分(a1)中具有横向方向(6)上的第一最大宽度(b1)，该第一最大宽度(b1)针对由用于接收活性物质的开放区域(10)提供的总接收体积以优化的方式形成，其特征在于，设置至少一个附加纵向肋(4)，该附加纵向肋在其整个纵向延伸上具有在横向方向(6)上的第二最大宽度(b2)，所述第二最大宽度(b2)超过其他纵向肋(2)的第一最大宽度(b1)。
2.根据权利要求1所述的网格，其特征在于，所述第二最大宽度(b2)比第一最大宽度(b1)大20％至35％，优选大25％至30％，更优选大27.5％。
3.根据前述权利要求中任一项所述的网格，其特征在于，所述第一最大宽度(b1)为1.4毫米至1.8毫米，优选为1.5毫米至1.7毫米，更优选为1.6毫米。
4.根据前述权利要求中任一项所述的网格，其特征在于，所述第二最大宽度(b2)为1.8毫米至2.2毫米，优选为1.9毫米至2.1毫米，更优选为2.0毫米。
5.根据前述权利要求中任一项所述的网格，其特征在于，设置有多个具有第二最大宽度(b2)的附加纵向肋(4)。
6.根据权利要求5所述的网格，其特征在于，在横向方向(6)上，每第三到第五个、优选每第四个纵向肋是在横向方向(6)上具有第二最大宽度(b2)的附加纵向肋(4)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的网格，其特征在于，纵向肋(2)在沿纵向方向(5)延伸的第二部分(a2)中具有横向方向(6)上的宽度，该宽度对应于附加纵向肋(4)的第二最大宽度(b2)。
8.根据权利要求7所述的网格，其特征在于，纵向肋(2)在位于第二部分(a2)和第一部分(a1)之间的沿纵向方向(5)延伸的第三部分(a3)中具有沿横向方向(6)的宽度，该宽度从第二最大宽度(b2)连续地逐渐减小到第三最大宽度(b3)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的网格，其特征在于，纵向肋(2)和附加纵向肋(4)在第一框架条(7)和第二框架条(8)之间延伸，它们分别与第一框架条(7)和第二框架条(8)一体连接，其中第二框架条(8)具有集电器凸耳(9)。
10.根据权利要求9所述的网格，其特征在于，纵向肋(2)的第二部分(a2)合并到第二框架条(8)中，并且纵向肋(2)的第一部分(a1)合并到第一框架条(7)中。
11.根据前述权利要求中任一项所述的网格，其特征在于，该网格是用连续铸造工艺生产的。
12.根据权利要求11所述的网格，其特征在于，纵向肋(2)以及附加纵向肋(4)各自具有梯形横截面。
13.根据前述权利要求1至10中任一项所述的网格，其特征在于，所述纵向肋(2)以及所述附加纵向肋(4)各自具有矩形横截面。
