Без преувеличения, решетка (токоотвод) положительной пластины — важнейшая часть аккумуляторной батареи прямо влияющая на ее показатели работы, долговечность и стабильность работы.
Давайте рассмотрим какие технологии используют в настоящее время для производства пластинчатых положительных токоотводов.
Самая старая, традиционная технология — производство методом литья.
Расплавленный свинец заливается в формы и далее при остывании формирует решетку. Получаем достаточно массивное изделие, с полной внешней рамкой и заданной формы. При таком технологическом процессе для большинства производителей характерно наличие заусенцев, облоев и прочих недостатков формы решетки. Кроме того, возможны «внутренние проблемы» — каверны, пустоты и другие неоднородности структуры материала решетки.
Эти недостатки некоторые производители успешно обходят, но качественные литые решетки в производстве получаются существенно дороже своих аналогов.
Вторая технология, появившаяся в 70-х годах 20-ого столетия — просечно-растяжная или экспандерная технология. На свинцовой ленте наносятся насечки и далее ее растягивают до заданной ширины. Получается этакая свинцовая «сетка-рабица», которую затем разрубают на нужные размеры по длине.
Основное преимущество такого технологического процесса — экономичность. Но получаемым таким образом токоотводам присущи многие недостатки. Отсутствует полная внешняя рамка, острые края решетки могут привести к разрыву сепаратора и короткому замыканию, характерно наличие внутренних напряжений в материале, сложнее обеспечить равномерную намазку активной массы и ее адгезию к решетке, маршруты прохождения зарядов не оптимальны.
Последняя, самая современная и продвинутая технология производства решеток — штамповка (Punch, Punching, Stamped). Впервые была внедрена в Америке в 2000-х годах. В 2007-2008 гг. начала использоваться в Европе и Южной Корее. Из свинцовой ленты штампом вырубается решетка строго заданной формы и размеров. В результате получается токоотвод обладающий всеми преимуществами других технологий и лишенный их недостатков.
 |  |  |
| Решетка Power Frame Johnson Controls / Delkor JC. Первые в Европе (2007-2008) ТМ Varta/Bosch, Cene | Решетка X-frame Atlas BX, Co. Первые в Южной Корее (2008) ТМ AlphaLine SD/Ultra/AGM | Решетка PUNCH Technology Завод Алькор(Тюмень) Первый и единственный в РФ (2014) ТМ X-treme NORD, BURAN |
В качестве исходного материала при использовании метода штамповки можно применять сложные сплавы с практически любыми легирующими добавками (Ca, Ag, Al, Sn, Cu, Cв и др.), более электропроводные и более прочные. Литьевая и экспандерная технологии имеют в этом вопросе ограничения.
Кристаллическая структура материала контролируется, отсутствуют внутренние напряжения, каверны и пустоты. Многие производители дополнительно повышают внутреннюю прочность материала, многократно прокатывая и уплотняя исходные болванки до требуемой толщины.
Полная рамка — обеспечивает жесткость и механическую прочность решетки, производители заявляют об увеличении срока службы штампованных токоотводов до 2 раз по сравнению с аналогами.
У решетки отсутствуют острые края (как у всех экспандерных токоотводов и не качественных литых), что исключает возможность повреждения сепаратора и возникновения короткого замыкания.
Обеспечивается оптимальная геометрия решетки, контролируется толщина каждой жилки. Электрические заряды проходят по заданным, смоделированным заранее маршрутам. Снижается внутреннее сопротивление, на 20-30% увеличиваются электрические характеристики АКБ. Необходимые узлы усиливаются, увеличивается прочность детали.
Форма решетки и структура ее поверхности позволяет обеспечить более высокую адгезию с активной массой (свинцовой намазкой), что также повышает надежность работы аккумулятора.
По экономике технология штамповки при соответствующих объемах производства позволяет получать оптимальную по качеству продукцию по значительно меньшей цене, чем лучшие литые аналоги.
Экологичность — немаловажный в последнее время показатель производства. Производители сообщают о снижении энергозатрат на производство штампованных пластин на 20% и на 20% снижении выбросов углекислого газа.
Элементы экспандерной и штампованной решетки, испытание заряд-разряд, в течение 8 недель, при t 750C
P.S. В статье мы говорили о решетках положительных пластин. А что же насчет отрицательных? Отрицательная пластина, в отличие от плюсовой не подвергается столь сильным нагрузкам и требования к ее прочности и электропроводности гораздо ниже и тут выбор технологии производства практически не влияет на долговечность работы и характеристики аккумуляторной батареи.
Как вы думаете какую технологию используют практически все производители для изготовления отрицательных токоотводов? :)
