一种防短路AGM隔板生产方法技术

本发明专利技术公开了一种防短路AGM隔板生产方法，包括以下步骤：（1）制备改性竹纤维；（2）制备改性纳米蛭石粉；（3）配料；（4）打浆；（5）抄纸成型；（6）一次烘干；（7）辊压；（8）二次烘干。本发明专利技术工艺步骤简单，可操作性强，制得隔板厚度均匀性好，孔隙率高、空隙均匀，综合性能优异，能有效避免正极铅粉透过隔板到负极造成短路。

Method for producing anti short circuit AGM partition board

The invention discloses a short-circuit proof AGM separator production method, comprising the following steps: (1) preparation of modified bamboo fiber; (2) preparation of modified vermiculite nano powder; (3) ingredients; (4) refining; (5) paper molding; (6) a dryer (7; roll); (8) the two drying. The invention is simple, workable, prepared diaphragm thickness uniformity, high porosity, pore uniformity, excellent comprehensive performance, can effectively prevent the anode lead through baffle negative short-circuit.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及AGM隔板生产
，尤其是涉及一种防短路AGM隔板生产方法。
技术介绍
玻璃微纤维隔板（AGM）是阀控式铅酸蓄电池的关键材料之一，阀控式铅酸蓄电池用AGM隔板的主要作用是：（1）防止正/负极板互相接触而发生电池内部短路；（2）使蓄电池紧密装配，缩小电池体积；（3）防止极板变形、弯曲和活性物质的脱落；（4）在极板间的多孔性隔板中贮存必要数量的电解液，以保证较高的导电性和电池反应的需要；（5）防止一些对电池有害的物质通过隔板进行迁移和扩散。因此，AGM隔板具有阀控式铅酸蓄电池第三电极之称。目前AGM隔板主要是用直径0.5~3μm的玻璃微纤维通过湿法造纸技术抄造而成，例如，申请公布号 CN 102623659 A，申请公布日 2012.08.01的中国专利公布了本专利技术公开了一种铅酸蓄电池隔板及其制备方法，该隔板以玻璃纤维为主成分，还包含10~20%熔点为100~200℃的聚烯烃树脂纤维。该制备方法中进行打浆时玻璃纤维不易分散，易絮聚，制得的隔板均匀性差；浆液在进行成型抄纸过程中由于真空负压不能得到很好的稳定，造成隔板厚度得不到很好的控制，得到的隔板厚度均一性差；聚烯烃树脂在熔化后，会造成隔板孔径分布不匀，影响隔板孔径的一致性，随着电池充放电的进行，正极铅粉会逐渐有少量地透过隔板到负极造成短路。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术的AGM隔板制备方法多所存在的上述问题，提供了一种工艺步骤简单，可操作性强的防短路AGM隔板生产方法，制得隔板厚度均匀性好，孔隙率高、空隙均匀，综合性能优异，能有效避免电池短路。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的一种防短路AGM隔板生产方法，包括以下步骤：（1）制备改性竹纤维：将竹纤维加入氯磺酸中，加热至80~100℃溶胀1~3h，冷却，过滤，将过滤物用水洗至pH呈中性，真空干燥，再加入浸润剂中进行浸泡30~60min后于95~105℃下烘干，即得改性竹纤维，待用。氯磺酸能使竹纤维集束充分溶胀，使其充分分散，有利于提高其分散性，同时有利于浸润剂充分、均匀浸润竹纤维，浸润剂可使得烘干后的竹纤维表面能形成一层保护膜，尽量保证竹纤维的保留长度，并在表面形成较多的官能团有利于改善其分散性，另外，经浸泡过的竹纤维表面粗糙度也变大，可增加与各纤维之间的摩擦系数，使界面剪切强度增加，提高了隔板的机械强度与韧性。改性竹纤维更易分散。（2）制备改性纳米蛭石粉：将纳米蛭石粉加入稀硫酸中，加热至85~90℃保温3~5h，过滤，用去离子水洗至pH呈中性后，干燥，在800~900℃煅烧后加入改性液中剪切分散后，于30~40℃下震荡5~7h，过滤干燥，即得改性纳米蛭石粉，待用。通过酸洗、煅烧以去除蛭石粉中的杂质，提高其吸附效果，改性纳米蛭石粉的分散性能优异，且与各纤维之间的兼容性好。（3）配料：按3~5%改性纳米蛭石粉，3~5%聚氧化乙烯，5~10%改性竹纤维，10~15%水溶性聚乙烯醇纤维，5~10%聚酰亚胺纤维，30~35%直径0.5~0.7μm高碱玻璃纤维，余量为直径3~4μm高碱玻璃纤维的质量百分比计量各原料，待用。本专利技术中对AGM隔板的配方进行了改进优化，尤其是创造性地添加了改性竹纤维、聚酰亚胺纤维等纤维，同时辅以改性纳米蛭石粉，其中改性竹纤维具有优异的瞬间吸水性和保水性，能大大提高隔板对电解液的湿润性能以及对电解液的保持能力，使隔板中的电解液保持均匀一致，并在整个寿命期间保持其高的吸液率，从而可以抑制电池中隔板上电解液的分层及电解液密度的分层现象，另外，改性竹纤维耐热性能与结构稳定性能好，能有效抑制隔板在横向和纵向上的拉伸，避免隔板孔径变大引起短路，而且竹纤维能有效吸附铅粉，避免铅粉进入隔板中互相接触而发生电池内部短路；但是改性竹纤维的加入会影响隔板的压缩性、柔软性及湿回弹性能，且改性竹纤维与其他纤维之间的兼容性差，结合强度低，会影响隔板的抗拉伸性能，为解决上述问题，本专利技术中加入了聚酰亚胺纤维、聚氧化乙烯及水溶性聚乙烯醇纤维，聚酰亚胺纤维的加入能改善隔板的压缩性、湿回弹性及抗拉伸性能，使隔板结构保持稳定，避免隔板上孔径变大，水溶性聚乙烯醇纤维的加入能改善隔板的柔软性及韧性，使其易弯曲，同时水溶性聚乙烯醇纤维粘结性好，具有搭接作用，可使各纤维粘结在一起，有利于进一步提高本专利技术隔板的机械强度，聚氧化乙烯粘性好，能提高纤维之间的纤维之间的界面结合强度，并能避免隔板过脆而在裁分切时产生裂纹；改性纳米蛭石粉具有优异的吸附作用，也可以吸附细小的铅粉避免铅粉进入隔板内部引起短路，另外改性纳米蛭石粉可粘结在纤维表面，形成粘结点，提高纤维之间的结合力，使得隔板受热膨胀时纤维之间不会任意移动而使孔径变大，有效阻止铅粉通过隔板引起短路，同时由于改性纳米蛭石粉的填充作用，使隔板中的近似直通孔变成弯曲状微孔，从而能控制铅枝晶的穿透；本专利技术还限定了玻璃纤维的粗细比，使得制得的隔板具有孔径细小均匀，孔率大小适度，干态和湿态弹性好等特性，综合性能好。（4）打浆：在水中加入六偏磷酸钠，控制水中六偏磷酸钠浓度为0.3~0.5%，用硫酸调节pH为1.5~2.5后，加入改性竹纤维、水溶性聚乙烯醇纤维、聚酰亚胺纤维及高碱玻璃纤维进行打浆，打浆后加入剩余原料混合均匀，加水稀释至料水比为2.5~3%，得浆料。打浆时，在水中加入了六偏磷酸钠，六偏磷酸钠可以提高纤维表面的ξ电位，增强纤维之间的排斥力，从而能使纤维分散开，减少絮聚，有利于保证隔板厚度均匀性。（5）抄纸成型：将浆料流至成型网上进行抄造，得湿隔板。（6）一次烘干：将湿隔板置于烘箱中烘至水含量为10~15%。一次烘干烘至水含量为10~15%，可避免辊压时隔板过干发脆而产生裂缝。（7）辊压：将隔板在辊压机中进行辊压使其厚度保持一致。本专利技术中的隔板因配方进行了改进，韧性、强度好，可进行辊压，对隔板进行辊压后可保证隔板厚度的均一性，有效解决了浆液在进行成型抄纸过程中由于真空负压不能得到很好的稳定，造成隔板厚度得不到很好的控制，得到的隔板厚度均一性差的问题。（8）二次烘干：将辊压后的隔板再置于烘箱中烘干至重量保持恒重，裁切后经卷取即得防短路AGM隔板成品。作为优选，步骤（1）中，所述浸润剂由以下质量百分比的组分制成：40~50%聚四氟乙烯分散乳液，0.1~0.2%季铵盐，0.3~0.5%硬脂酸聚氧乙烯酯，0.1~0.3%硅烷偶联剂KH-550，余量为水。浸润剂是本专利技术关键点，能使竹纤维表面形成一层有机膜，其中聚四氟乙烯分散乳液为主成膜剂，硬脂酸聚氧乙烯酯为辅成膜剂，季铵盐为抗静电剂，硅烷偶联剂KH-550为分散、乳化剂，能使纳米氮化硅均匀分散。作为优选，步骤（1）中，竹纤维长度2~4mm，直径为0.03~0.05mm。作为优选，步骤（2）中，所述改性液由以下质量百分比的组分组成：3~5%环氧树脂乳液，0.3~0.5%聚氨酯乳液，0.3~0.5%硅烷偶联剂KH-550，余量为丙酮。作为优选，步骤（3）中，所述聚酰亚胺纤维直径为0.3~0.5μm，长度为3~5mm。作为优选，步骤（3）中，所述水溶性聚乙烯醇纤维直径为1~3μm，长度为3~5mm。作为优选，步骤（3）中，所述高碱玻璃纤维的长度为3~5mm。玻璃纤维的长度与隔板的孔率大小有关，但长度过长会产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防短路AGM隔板生产方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备改性竹纤维：将竹纤维加入氯磺酸中，加热至80~100℃溶胀1~3h，冷却，过滤，将过滤物用水洗至pH呈中性，真空干燥，再加入浸润剂中进行浸泡30~60min后于95~105℃下烘干，即得改性竹纤维，待用；（2）制备改性纳米蛭石粉：将纳米蛭石粉加入稀硫酸中，加热至85~90℃保温3~5h，过滤，用去离子水洗至pH呈中性后，干燥，在800~900℃煅烧后加入改性液中剪切分散后，于30~40℃下震荡5~7h，过滤干燥，即得改性纳米蛭石粉，待用；（3）配料：按3~5%改性纳米蛭石粉，3~5%聚氧化乙烯，5~10%改性竹纤维，10~15%水溶性聚乙烯醇纤维，5~10%聚酰亚胺纤维，30~35%直径0.5~0.7μm高碱玻璃纤维，余量为直径3~4μm高碱玻璃纤维的质量百分比计量各原料，待用；（4）打浆：在水中加入六偏磷酸钠，控制水中六偏磷酸钠浓度为0.3~0.5%，用硫酸调节pH为1.5~2.5后，加入改性竹纤维、水溶性聚乙烯醇纤维、聚酰亚胺纤维及高碱玻璃纤维进行打浆，打浆后加入剩余原料混合均匀，加水稀释至料水比为2.5~3%，得浆料；（5）抄纸成型：将浆料流至成型网上进行抄造，得湿隔板；（6）一次烘干：将湿隔板置于烘箱中烘至水含量为10~15%；（7）辊压：将隔板在辊压机中进行辊压使其厚度保持一致；（8）二次烘干：将辊压后的隔板再置于烘箱中烘干至重量保持恒重，裁切后经卷取即得防短路AGM隔板成品。...

【技术特征摘要】
1.一种防短路AGM隔板生产方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备改性竹纤维：将竹纤维加入氯磺酸中，加热至80~100℃溶胀1~3h，冷却，过滤，将过滤物用水洗至pH呈中性，真空干燥，再加入浸润剂中进行浸泡30~60min后于95~105℃下烘干，即得改性竹纤维，待用；（2）制备改性纳米蛭石粉：将纳米蛭石粉加入稀硫酸中，加热至85~90℃保温3~5h，过滤，用去离子水洗至pH呈中性后，干燥，在800~900℃煅烧后加入改性液中剪切分散后，于30~40℃下震荡5~7h，过滤干燥，即得改性纳米蛭石粉，待用；（3）配料：按3~5%改性纳米蛭石粉，3~5%聚氧化乙烯，5~10%改性竹纤维，10~15%水溶性聚乙烯醇纤维，5~10%聚酰亚胺纤维，30~35%直径0.5~0.7μm高碱玻璃纤维，余量为直径3~4μm高碱玻璃纤维的质量百分比计量各原料，待用；（4）打浆：在水中加入六偏磷酸钠，控制水中六偏磷酸钠浓度为0.3~0.5%，用硫酸调节pH为1.5~2.5后，加入改性竹纤维、水溶性聚乙烯醇纤维、聚酰亚胺纤维及高碱玻璃纤维进行打浆，打浆后加入剩余原料混合均匀，加水稀释至料水比为2.5~3%，得浆料；（5）抄纸成型：将浆料流至成型网上进行抄造，得湿隔板；（6）一次烘干：将湿隔板置于烘箱中烘至水含量为10~15%；（7）辊压：将隔板在辊压机中进行辊压使其厚度保持一致；（8）二次烘干：将辊压后的隔板再置于烘箱中烘干至重量保持恒重，裁切后经卷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈连强，黄建忠，郑书根，应志超，
申请(专利权)人：浙江畅通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33