专利名称：混合玻璃纤维蓄电池隔膜、隔膜制造方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及蓄电池制造领域，尤其涉及一种混合玻璃纤维蓄电池隔膜、隔膜制造方法及系统。
背景技术：
目前国内，超细玻璃纤维隔膜在铅酸蓄电池中普遍使用，是蓄电池的重要组成部分。如图1所示为蓄电池极群结构图，包括极板11和隔膜12，其中极板11包括正极板和负极板，结构中所述正极板与负极板间隔设置，两者之间由隔膜12隔开。隔膜本身材料为电子绝缘体，具有耐化学及电化学腐蚀的性质，其主要作用是防止正、负极短路，但又不能使电池内阻明显增加。因此，隔膜应是多孔质的，以允许电池内部电解液的自由扩散和离子迁移，还可使正极产生的氧气顺利地通过隔膜细孔扩散到负极复合，以达到电池无气体析出，密封性能良好的目的，且要满足当电池内部的活性物质脱落时，不能通过隔膜细孔到达对面极板，即隔膜的孔径要小，孔数要多；隔膜还需具有良好的拉伸强度，以避免电池工作时，极板膨胀、收缩使隔膜分解并无序漂移到电池的其他地方， 导致隔膜失去隔离的作用，造成电池失效的问题；此外，隔膜还要有良好的抗张强度，以保证隔膜在电池的生产装配过程中不会被尖锐的边缘或小颗粒刺穿等。由上述可知，隔膜质量的好坏直接影响铅蓄电池的性能。但是，现有技术中生产的蓄电池用隔膜的孔隙率，还不足以使正极产生的氧气顺利地通过隔膜扩散到负极复合，以达到电池无气体析出，密封性能良好的目的；且在电池工作过程中由于极板的膨胀收缩很容易导致隔膜的分解，在电池的生产装配过程中也易被尖锐物质刺穿，从而使隔膜失去隔离作用。因此，迫切需要隔膜在孔隙率、拉伸强度、抗张强度等性能方面得以提高，以满足蓄电池质量的提高，蓄电池产品的更新换代。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混合玻璃纤维蓄电池隔膜、隔膜制造方法及系统，以解决超细玻璃纤维隔膜在拉伸强度、孔隙率、抗张强度等方面存在不足，无法满足蓄电池质量提高的问题。为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案—种混合玻璃纤维蓄电池隔膜，设置于蓄电池极群结构中每一个正、负电极板之间，其中，所述隔膜的构成成分包括超细玻璃纤维棉、憎水性纤维物质和气相二氧化硅。优选地，所述超细玻璃纤维棉包括直径为0. 6微米 0. 9微米的超细玻璃纤维棉和直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉。优选地，所述混合玻璃纤维蓄电池隔膜的具体构成成分为所述超细玻璃纤维棉中直径为0. 6微米 0. 9微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的64% ；所述超细玻璃纤维棉中直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的21% ；所述憎水性纤维物质占所述隔膜构成成分的14. 5% ；所述气相二氧化硅占所述隔膜构成成分的0. 5%。优选地，所述混合玻璃纤维蓄电池隔膜的具体构成成分为所述超细玻璃纤维棉中直径为0. 6微米 0. 9微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的66% ；所述超细玻璃纤维棉中直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的19% ；所述憎水性纤维物质占所述隔膜构成成分的14. 2% ；所述气相二氧化硅占所述隔膜构成成分的0. 8%。优选地，所述混合玻璃纤维蓄电池隔膜的具体构成成分为所述超细玻璃纤维棉中直径为0. 6微米 0. 9微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的65% ；所述超细玻璃纤维棉中直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的20% ；所述憎水性纤维物质占所述隔膜构成成分的14. 3% ；所述气相二氧化硅占所述隔膜构成成分的0. %。优选地，所述混合玻璃纤维蓄电池隔膜的具体构成成分为所述超细玻璃纤维棉中直径为0. 6微米 0. 9微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的65% ；所述超细玻璃纤维棉中直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的19% ；所述憎水性纤维物质占所述隔膜构成成分的15. 4% ；所述气相二氧化硅占所述隔膜构成成分的0. 6%。优选地，所述憎水性纤维物质包括聚丙烯、聚乙烯、聚烯烃或聚氯乙烯。—种混合玻璃纤维蓄电池隔膜的制造方法，包括按上述任意一项所述的成分比例混合超细玻璃纤维棉、憎水性纤维物质和气相二氧化硅，并加入水及硫酸，至酸碱度为2. 0 2. 5，制成玻璃纤维浆；将玻璃纤维浆经过浓度、流量调节、真空去水，形成湿度较高的隔膜纸；烘干所述隔膜纸，切割为蓄电池用隔膜。一种用于生产混合玻璃纤维蓄电池隔膜的系统，包括水力碎浆机、通过第一冲浆泵与所述水力碎浆机连接的储浆罐；与所述储浆罐相连的浓度变送器、连接于所述浓度变送器的浓控仪、及与所述浓控仪相连的电磁阀；通过第二冲浆泵与所述储浆罐连接的调浆箱；与所述调浆箱相连的冲浆槽、通过第三冲浆泵与所述冲浆槽相连的稳浆箱、及连接于所述稳浆箱的流浆箱；与所述流浆箱相连的长网机，通过真空泵与所述长网机相连的白水溢流槽，连接于所述白水溢流槽与所述电磁阀之间的稀释水泵；与长网机相连的高温干燥箱。通过上述技术方案可知，本发明具有如下有益效果本发明公开的混合玻璃纤维蓄电池隔膜，其构成成分是在亲水性玻璃纤维中添加憎水性纤维物质和气相二氧化硅。其中，憎水性纤维物质的添加增强了隔膜的拉伸强度、隔膜吸液量、蓄电池放电容量、蓄电池的密封效率及蓄电池循环使用寿命；气相二氧化硅的添加，则增加了隔膜在干、湿态下的耐刺穿强度，同时提高了隔膜的抗张强度，从而，使得隔膜在孔隙率、抗张强度及拉伸强度等性能方面得以改善，以满足蓄电池质量的提高及蓄电池产品的更新换代。
图1是现有技术中蓄电池极群结构示意图；图2是本发明实施例公开的一种混合玻璃纤维蓄电池隔膜的工艺流程图；图3是本发明实施例公开的一种混合玻璃纤维蓄电池隔膜的生产示意图；图4是本发明实施例公开的蓄电池极群结构示意图及内部气体化学反应过程；图 3 中水力破碎机A、第一冲浆泵B、储浆罐C、第二冲浆泵D、浓度变送器E、浓控仪F、调浆箱G、电磁阀H、冲浆槽I、稳浆箱J、白水溢流槽K、稀释水泵L、第三冲浆泵M、流浆箱N、长网机0、真空泵P。
具体实施例方式本发明公开了一种混合玻璃纤维蓄电池隔膜及隔膜制造方法，其混合玻璃纤维蓄电池隔膜的构成成分为超细玻璃纤维棉、憎水性纤维物质和气相二氧化硅。在制造隔膜时，通过在亲水性玻璃纤维中添加憎水性纤维物质，提高了蓄电池的放电容量，增强了隔膜的拉伸强度及吸液量，从而提高了蓄电池的循环使用寿命。通过添加适量的气相二氧化硅， 增加了隔膜在干、湿态下的耐刺穿强度及抗张强度，同时提高了电池的生产效率及电池的性能。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供的一种混合玻璃纤维蓄电池隔膜，其设置于蓄电池极群结构中的位置如图ι所示，所述蓄电池极群结构包括极板11和隔膜12，其中极板11包括正极板和负极板，结构中所述正极板与负极板间隔设置，两者之间由隔膜12隔开。本发明公开的混合玻璃纤维蓄电池隔膜的构成成分包括超细玻璃纤维棉、憎水性纤维物质和气相二氧化硅。其中，所述超细玻璃纤维棉包括直径为0. 6微米 0. 9微米的超细玻璃纤维棉和直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉。具体地，所述混合玻璃纤维蓄电池隔膜的构成成分可以为所述超细玻璃纤维棉中直径为0. 6微米 0. 9微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的64% ；所述超细玻璃纤维棉中直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的21% ；所述憎水性纤维物质占所述隔膜构成成分的14. 5% ；
所述气相二氧化硅占所述隔膜构成成分的0. 5%。所述隔膜的构成成分也可以为所述超细玻璃纤维棉中直径为0. 6微米 0. 9微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的66% ；所述超细玻璃纤维棉中直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的19% ；所述憎水性纤维物质占所述隔膜构成成分的14. 2% ；所述气相二氧化硅占所述隔膜构成成分的0. 8%。或者，所述隔膜的构成成分为所述超细玻璃纤维棉中直径为0. 6微米 0. 9微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的65% ；所述超细玻璃纤维棉中直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的20% ；所述憎水性纤维物质占所述隔膜构成成分的14. 3% ；所述气相二氧化硅占所述隔膜构成成分的0. %。所述隔膜的构成成分还可以为所述超细玻璃纤维棉中直径为0. 6微米 0. 9微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的65% ；所述超细玻璃纤维棉中直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的19% ；所述憎水性纤维物质占所述隔膜构成成分的15. 4% ；所述气相二氧化硅占所述隔膜构成成分的0. 6%。需要说明的是，所述混合玻璃纤维蓄电池隔膜的构成成分只要满足下述比例关系即可满足性能要求所述直径为0.6微米 0.9微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的(65士 1) %，所述直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的 (20士 1) %，所述憎水性纤维物质占所述隔膜构成成分的(15士 1) %，所述气相二氧化硅占所述隔膜构成成分的(0. 5士0. 8) %。本发明实施例公开的混合玻璃纤维隔膜构成成分中，通过在亲水性玻璃纤维中添加憎水性纤维物质，有利于蓄电池内工作气体的复合，使得所述隔膜对蓄电池容量及循环使用寿命起到了一定的作用，并且在蓄电池寿命检测中不会发生蓄电池早日干涸的现象。所述混合玻璃纤维蓄电池隔膜中憎水性纤维物质的作用具体为(1)增强隔膜的拉伸强度由于憎水纤维的粗糙度、长度、直径大于玻璃纤维，对隔板的强度起支撑作用，从而增强了隔膜的拉伸强度。随着隔膜拉伸强度的提高，则避免了电池使用过程中因极板膨胀、收缩，造成隔膜分解并无序漂移，极板短路失效的问题。(2)提高隔膜的吸液量对添加不同比例憎水纤维制成的混合玻璃纤维隔膜的吸液量，其试验数据如表1 所示
表 权利要求
1.一种混合玻璃纤维蓄电池隔膜，设置于蓄电池极群结构中每一个正、负电极板之间， 其特征在于，所述隔膜的构成成分包括超细玻璃纤维棉、憎水性纤维物质和气相二氧化娃。
2.根据权利要求1所述的蓄电池隔膜，其特征在于，所述超细玻璃纤维棉包括 直径为0. 6微米 0. 9微米的超细玻璃纤维棉和直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉。
3.根据权利要求1所述的蓄电池隔膜，其特征在于，所述超细玻璃纤维棉中直径为0. 6微米 0. 9微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的64% ；所述超细玻璃纤维棉中直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的 21% ；所述憎水性纤维物质占所述隔膜构成成分的14. 5% ； 所述气相二氧化硅占所述隔膜构成成分的0. 5%。
4.根据权利要求1所述的蓄电池隔膜，其特征在于，所述超细玻璃纤维棉中直径为0. 6微米 0. 9微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的66% ；所述超细玻璃纤维棉中直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的 19% ；所述憎水性纤维物质占所述隔膜构成成分的14. 2% ； 所述气相二氧化硅占所述隔膜构成成分的0. 8%。
5.根据权利要求1所述的蓄电池隔膜，其特征在于，所述超细玻璃纤维棉中直径为0. 6微米 0. 9微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的65% ；所述超细玻璃纤维棉中直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的 20% ；所述憎水性纤维物质占所述隔膜构成成分的14. 3% ； 所述气相二氧化硅占所述隔膜构成成分的0. %。
6.根据权利要求1所述的蓄电池隔膜，其特征在于，所述超细玻璃纤维棉中直径为0. 6微米 0. 9微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的65% ；所述超细玻璃纤维棉中直径为3微米 4微米的超细玻璃纤维棉占所述隔膜构成成分的 19% ；所述憎水性纤维物质占所述隔膜构成成分的15.4% ； 所述气相二氧化硅占所述隔膜构成成分的0. 6%。
7.根据权利要求1 6所述的蓄电池隔膜，其特征在于，所述憎水性纤维物质包括聚丙烯、聚乙烯、聚烯烃或聚氯乙烯。
8.一种混合玻璃纤维蓄电池隔膜的制造方法，其特征在于，包括按权利要求1 6中任意一项所述的成分比例混合超细玻璃纤维棉、憎水性纤维物质和气相二氧化硅，并加入水及硫酸，至酸碱度为2. 0 2. 5，制成玻璃纤维浆；将玻璃纤维浆经过浓度、流量调节、真空去水，形成湿度较高的隔膜纸； 烘干所述隔膜纸，切割为蓄电池用隔膜。
9. 一种用于生产混合玻璃纤维蓄电池隔膜的系统，其特征在于，包括 水力碎浆机、通过第一冲浆泵与所述水力碎浆机连接的储浆罐； 与所述储浆罐相连的浓度变送器、连接于所述浓度变送器的浓控仪、及与所述浓控仪相连的电磁阀；通过第二冲浆泵与所述储浆罐连接的调浆箱；与所述调浆箱相连的冲浆槽、通过第三冲浆泵与所述冲浆槽相连的稳浆箱、及连接于所述稳浆箱的流浆箱；与所述流浆箱相连的长网机，通过真空泵与所述长网机相连的白水溢流槽，连接于所述白水溢流槽与所述电磁阀之间的稀释水泵； 与长网机相连的高温干燥箱。
全文摘要
本发明公开了一种混合玻璃纤维蓄电池隔膜、隔膜制造方法及系统，其混合玻璃纤维蓄电池隔膜的主要构成为超细玻璃纤维棉、憎水性纤维物质和气相二氧化硅。所述混合玻璃纤维隔膜通过在亲水性玻璃纤维中添加憎水性纤维物质，提高了蓄电池的放电容量，增强了隔膜的拉伸强度及吸液量，从而提高了蓄电池的循环使用寿命；通过添加适量的气相二氧化硅，增加了隔膜在干、湿态下的耐刺穿强度及抗张强度，从而，使隔膜性能得到改善，同时提高了电池的生产效率及电池的性能。
文档编号H01M2/16GK102496689SQ20111043293
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者刘毅, 潘月鹏, 赵恒祥 申请人:山东瑞宇蓄电池有限公司