蓄电池agm隔板及其制备方法、蓄电池的制作方法

蓄电池agm隔板及其制备方法、蓄电池的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种蓄电池AGM隔板及其制备方法，该蓄电池AGM隔板包括高碱玻璃棉、中碱玻璃纤维、双组分聚酯纤维、含有SiO2颗粒的胶，所述高碱玻璃棉、中碱玻璃纤维、双组分聚酯纤维、含有SiO2颗粒的胶的重量百分比为81～87∶2.8～4.6∶1.8～3.7∶8.3～11.4。该AGM隔板跟现有技术相比有如下优点：比表面积大、孔径小、孔率高、强度大、吸酸量高、电解液保持力强、回弹性大、电阻小、润湿收缩小、电池加压装配纤维位移少、在电池中孔径孔率和形态变化小。同时还提供一种工艺简单、条件易控、二次成型的蓄电池AGM隔板制备方法，以及该AGM隔板应用于蓄电池和AGM隔板边角余料可回收利用，无污染。
【专利说明】蓄电池AGM隔板及其制备方法、蓄电池
【技术领域】
[0001]本发明属于蓄电池领域，特别涉及一种蓄电池AGM隔板及其制备方法、蓄电池。
【背景技术】
[0002]我国正在迅速发展的电动汽车行业中，铅酸蓄电池尽管技术成熟、安全环保，但由于其续驶里程短、高倍率放电性能差、循环寿命短，很难在与锂动力电池、镍氢、燃料电池等二次电池的竞争中胜出。重要原因之一就是隔板因素限制了铅酸蓄电池的比能量、高倍率放电性能及循环性能。隔板性能是影响电池性能的一项决定因素。
[0003]现用于铅酸蓄电池的隔板大致有六种:1.微孔橡胶隔板:其孔率低、基板厚、电解液浸溃速度慢、采用天然橡胶原材料限制其广泛使用，而且制造工艺复杂、周期长，不适用贫液式免维护电池。2.聚氯乙烯(PVC)隔板，按制造方法可分为烧结法及溶剂法两种:PVC烧结法隔板，孔径偏大且内含的PVC颗粒在受热变形、应力和氧化等条件下会发生位移、变形等情况，为隔板渗透短路提供了更大可能；而溶剂法PVC隔板仅用于胶体电池，大部分依赖进口，成本较高、到货时间不定、质地脆易折断，导致成本进一步增加。3.聚丙烯(PP)隔板:在常用的隔板中，PP隔板的孔径最大，孔率低(一般< 80%)、有薄点(厚度不均)缺陷，还容易在受热、应力等条件下发生老化和PP纤维位移，形成更大的孔径，极易形成渗透短路；另外，抗氧化能力弱使正极板寿命缩短。4.聚乙烯(PE)隔板:PE隔板虽孔径小，但问题是基板薄，且在高温、氧化等条件下会使隔板力学性能降低出现裂缝、凹坑、大孔等缺陷，为铅枝晶穿透提供了机会，而且价格也比较高。5.玻璃纤维复合隔板:玻璃纤维复合隔板是由不同材料粘合而成，虽然解决了耐穿刺强度问题，但由于施胶造成孔率低(< 89%)吸酸量低、电阻值大、且边角废料无法回收再用，形成二次污染等诸多缺陷。6.AGM隔板:AGM隔板是国内铅酸蓄电池应用最广的一种隔板，有很多优点，但也存在一些缺陷，例如润湿收缩偏大、平均孔径偏大、可压缩性大、回弹性不足够大、韧性差、耐穿刺强度不足、易折裂和摩擦损伤、比表面积偏小 (目前多数在0.8^1.4m2/g范围内)，较低的湿强度，吸酸量合格但电解液保持力差易分层(限制了电池高度尺寸)，及因玻璃纤维表面光滑压力大时容易移动造成孔径变化等缺陷，可造成铅酸电池发生极群松懈、循环放电急剧衰减等现象的发生等。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种比表面积大、孔率高、吸酸量高、回弹性大、电阻小的蓄电池AGM隔板及其制备方法。
[0005]本发明的另一目的在于提供一种高倍率放电性能好、循环寿命长的蓄电池。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下:
[0007]—种蓄电池AGM隔板,包括高碱玻璃棉、中碱玻璃纤维、双组分聚酯纤维、含有SiO2颗粒的胶，所述高碱玻璃棉、中碱玻璃纤维、双组分聚酯纤维、含有SiO2颗粒的胶的重量百分比为 81 ~87:2.8^4.6:1.8~3.7:8.3~11.4。
[0008]以及，一种蓄电池AGM隔板的制备方法，包括如下步骤:[0009]将所述高碱玻璃棉、中碱玻璃纤维、双组分聚酯纤维按比例混合配制成浆料，然后按照AGM隔板制备工艺制备AGM隔板基体；
[0010]将所述含有SiO2颗粒的胶配制成浓度为1.6^2.0%或1.9^3.0%的胶液；将所述胶液涂覆在AGM隔板基体表面浸润处理，然后依次进行真空负压轻脱水处理、压辊处理、真空强力脱水处理、二次压辊处理和干燥处理，得到所述蓄电池AGM隔板
[0011]上述蓄电池AGM隔板通过高碱玻璃棉、中碱玻璃纤维、双组分聚酯纤维和含有SiO颗粒的胶的共同作用，赋予了该蓄电池AGM隔板以下的技术效果:
[0012]该蓄电池AGM隔板的孔形和孔径由SiO2颗粒与上述3种纤维互相粘结而成的，结合力较大，在电池内受膨胀压力时不会像普通AGM隔板中的纤维那样由于纤维表面光滑而随意移动造成孔径和回弹性变化；该蓄电池AGM隔板由于纤维之间充填了二氧化硅微粉颗粒，使隔板的毛细孔变的更弯曲，且孔径变小，从而可控制铅枝晶的生长穿透；SiO2颗粒的比表面积达到10(T300m2/g，而现有AGM隔板的比表面积为1.0-2.0m2/g,前者是后者的百倍以上，所以本发明的AGM隔板对电解液有充分的保持力，可以适当增加电池高度，避免或减少电解液分层；该蓄电池AGM隔板还具有特殊的微观状态，形成畅通的氧气扩散路径，提高氧复合效率，减少电池使用过程中的失水，大大减少隔板润湿收缩性和可压缩性，提高隔板回弹性，在极群组装配时不必施加太大压力，省工省时，而且加入电解液后也能保持必要的装配压力，不会造成由于松懈带来的电池性能不足，还可提高隔板对极板支持力，防止活性物质脱落；该蓄电池AGM隔板的孔率会提高(控制密度)，吸酸量和润湿性也会有显著提高，因而隔板电阻减小，电池内阻也相对减小，利于提升电池容量和高倍率放电能力；此外，该蓄电池AGM隔板中的颗粒SiO2具有吸附锑的特性，所以可以减少负极板被锑等元素污染；并且，该蓄电池AGM隔板制造成本无大的增高，边角料又可以回收再用，不造成环境污染。
[0013]上述蓄电池AGM隔板的制备方法，采用二次成型的方法，先将双组分聚酯纤维、中碱玻璃纤维、高碱玻璃棉制浆后，按照现有工艺制备AGM隔板基体(一次成型)，然后涂覆胶液进行第二次成型制备获得。其制备方法工艺简单，条件易控，成品合格率高，生产效率高，有效降低了生产成本，降低了劳动强度，适于工业生产。
[0014]上述蓄电池由于含有上述AGM隔板，又由于该AGM隔板具有上述的优异性能，从而赋予该蓄电池优异的高倍率放电性能，延长了其循环寿命，增加电池高度，减小体积能量比。
【专利附图】

【附图说明】
[0015]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0016]图1为本发明实施例蓄电池AGM隔板制备方法的工艺流程示意图。
[0017]图2为本发明实施例蓄电池AGM隔板制备方法、回收利用的工艺流程简图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]本发明实施例提供一种比表面积大、孔径小、孔率高、吸酸量高、回弹性大、电阻小的蓄电池AGM隔板。该蓄电池AGM隔板包括高碱玻璃棉、中碱玻璃纤维、双组分聚酯纤维、含有SiO2颗粒的胶，其中，高碱玻璃棉、中碱玻璃纤维、双组分聚酯纤维、含有SiO2颗粒胶的重量百分比为 81 ~87:2.8^4.6:1.8~3.7:8.3~11.4。
[0020]具体地，上述高碱玻璃棉可选用高碱253#微纤维玻璃棉、其化学成分的检验结果如下表1 (%):
[0021]表1
[0022]
【权利要求】
1.一种蓄电池AGM隔板，包括高碱玻璃棉、中碱玻璃纤维、双组分聚酯纤维、含有SiO2颗粒的胶，所述高碱玻璃棉、中碱玻璃纤维、双组分聚酯纤维含有SiO2颗粒的胶的重量百分比为 81 ~87:2.8^4.6:1.8~3.7:8.3~11.4。
2.根据权利要求1所述的蓄电池AGM隔板，其特征在于:所述含有SiO2颗粒的胶包含硅溶胶、二氧化硅、分散剂，所述硅溶胶、二氧化硅、分散剂的重量比为78~82:6.3~7.1:12.8~13.8。
3.根据权利要求1所述的蓄电池AGM隔板，其特征在于:所述含有SiO2颗粒的胶包含丙烯酸胶乳、润湿剂、偶联剂、沉淀二氧化硅、微米二氧化硅，所述丙烯酸胶乳、润湿剂、偶联剂、沉淀二氧化硅、微米二氧化硅的重量比为65~69:11~13:0.θ.2:14~18:4~6。
4.根据权利要求f3任一项所述的蓄电池AGM隔板，其特征在于:所述高碱玻璃棉包括平均直径为1.(Tl.2 μ m的高碱微纤维玻璃棉和平均直径为2.5^2.7 μ m的高碱微纤维玻璃棉。
5.根据权利要求4所述的蓄电池AGM隔板，其特征在于:所述平均直径为1.0-?.2μπι的高碱微纤维玻璃棉、平均直径为2.5^2.7 μ m的高碱微纤维玻璃棉、中碱玻璃纤维、双组分聚酯纤维的重量比为65~68:23~27:3~5:2~4。
6.根据权利要求广3任一项所述的蓄电池AGM隔板，其特征在于:所述中碱玻璃纤维的定直径为9~11 μ m、定长度为8~12mm。
7.根据权利要求1~6所述蓄电池AGM隔板的制备方法，包括如下步骤: 将所述高碱玻璃棉、中碱玻璃纤维、双组分聚酯纤维按比例混合配制成浆料，然后按照AGM隔板制备工艺制 备AGM隔板基体； 将所述含有SiO2颗粒的胶配制成浓度为1.6^2.0%或1.9^3.0%的胶液； 将所述胶液涂覆在AGM隔板基体表面浸润处理，然后依次进行真空负压轻脱水处理、压辊处理、真空强力脱水处理、二次压辊处理和干燥处理，得到所述蓄电池AGM隔板。
8.根据权利要求7所述蓄电池AGM隔板的制备方法，其特征在于:所述真空负压轻脱水处理的的真空度为Pa ( 0.01Mpa,处理时间为3.(Π).45秒。
9.根据权利要求7所述蓄电池AGM隔板的制备方法，其特征在于:所述真空强力脱水处理的真空度为0.045Mpa < Pa < 0.06Mpa,处理时间为3.0~0.45秒。
10.一种蓄电池，其特征在于，所述蓄电池包括权利要求f 6所述的蓄电池AGM隔板。
【文档编号】H01M10/06GK103855346SQ201210497245
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月29日 优先权日:2012年11月29日
【发明者】衣守忠, 韩俊明, 裴祖奎, 陈献群 申请人:深圳市鹏远隔板有限公司