根据至少选定的实施方案或方面，本发明专利技术涉及改进的独特和/或高性能的ISS铅酸电池隔板(如改进的ISS淹没式铅酸电池隔板)、包括这种隔板的ISS电池、生产方法和/或使用方法。优选的ISS隔板可包括负侧横贯肋和/或PIMS矿物质。根据更具体的实施方案或实施例，提供PIMS矿物质(优选鱼粉、生物矿物质)以至少部分地替代二氧化硅填充的铅酸电池隔板(优选聚乙烯/二氧化硅隔板配方)中的二氧化硅填料组分。根据至少选定的实施方案，本发明专利技术涉及新的或改进的电池、隔板、构件和/或具有重金属去除能力的组合物，和/或其制造方法和/或使用方法。
【技术实现步骤摘要】
该申请是分案申请，原申请的国际申请号是PCT/US2011/052674，国际申请日是2011年9月22日，进入中国国家阶段的日期是2013年5月21日；原中国申请号是201180055922.7；原申请的专利技术名称是《用于怠速启停车辆的改进的隔板、电池、系统及方法》。相关申请的横向引用本申请要求Whear等人于2010年9月22日提交的美国临时专利申请No.61/385,285和Whear等人于2011年9月9日提交的美国临时专利申请No.61/532,598的优先权及权益，上述各申请文件的内容据此以引用的方式全文并入本文。
根据至少选定的实施方案，本专利技术涉及新的或改进的电池隔板、电池、系统、构件、组合物和/或制造方法和/或使用方法。根据至少选定的实施方案、实施例或方面，本专利技术涉及新改进的独特和/或复合性能的电池隔板、铅酸电池隔板、淹没式铅酸电池隔板、增强淹没式铅酸电池隔板、ISS或微混合动力电池隔板、ISS淹没式铅酸电池隔板、ISS增强淹没式铅酸电池隔板、包括这种隔板的电池、包括这种电池或隔板的系统或车辆和/或生产方法和/或使用方法。
技术介绍
为了减少燃料消耗和尾气排放的产生，汽车制造商已经实施了不同程度的电动混。(参见图1)一种形式的混合电动车辆(HEV)通常被称为″微HEV″。在这种微HEV或概念中，汽车具有怠速停止/启动(ISS)功能和通常的再生制动。为了保持降低成本，许多汽车制造商正在考虑淹没式铅酸电池以满足与ISS功能有关的电气功能。由于与这种电池有关的功能往往不同于标准的汽车应用，如启动照明和点火(SLI)电池，因此，这可导致ISS电池隔板(及ISS电池)的不同功能或优选性能。ISS淹没式铅酸电池将以大约50％至80％的部分荷电状态(PSoC)工作，这与通常以100％充电状态工作的典型SLI电池不同。随着再生制动和频繁的重新启动，电池将经历浅充电和再充电循环。根据电气系统设计的情况，ISS电池可不通常进入过充电状态，并因此可能不产生可对酸混合有用的氧气和氢气。虽然ISS电池的选择可以是ISS或增强淹没式铅酸电池，但要理解的是，ISS电池可以是凝胶电池、聚合物电池或其它电池、电容器、超级电容器、蓄电池、电池/电容器组合等。有或没有再生制动的微HEV及ISS的出现对电池和电池隔板设定了新的要求。因此，需要开发新的或改进的电池隔板、电池、系统、构件、组合物和/或制造方法和/或使用方法；新改进的独特和/或复合性能的电池隔板、铅酸电池隔板、淹没式铅酸电池隔板、增强淹没式铅酸电池隔板、ISS或微混合动力电池隔板、ISS淹没式铅酸电池隔板、ISS增强淹没式铅酸电池隔板、包括这种隔板的电池、包括这种电池或隔板的系统或车辆和/或生产方法和/或使用方法；等等。已知一组无机(矿物质)化合物能有效地结合诸如铅、镉、铁、锌和铜的重金属。矿物质结合重金属的机制被称为″磷酸盐诱导的金属稳定化″(PIMS)，并且被广泛用于被重金属污染的土壤和水的环境整治。在环境整治应用中，使大量对有毒金属具有PIMS亲和力的矿物质与被污染的土壤混合或包含在壳体内，被污染的水借此可灌注通过大块PIMS矿物质饼以减少重金属污染。铅酸(或铅钙)电池行业内的一种常见的故障模式是″水化短路″现象。当将电池长时间保持在极低酸浓度(低荷电)下时，通常在电池中形成这种类型的短路。在充电状态中，酸密度高(例如，1.28g/cm3)，硫酸铅的溶解度低。在低荷电状态下，酸密度降低，硫酸铅的溶解度提高。在低荷电状态下，来自电极板的硫酸铅(PbSO4)进入电解质溶液(硫酸H2SO4)。经再充电，硫酸铅沉淀并可在许多隔板孔的底部上形成层(与铅和硫酸根的离子半径相比，隔板孔大)。经电池的另外再充电和与电池的负电极接触，沉淀的硫酸铅可被还原成铅，并可在电极之间产生数千处微短路(水化短路和电池故障)。通常情况下，当电池遭遇缓慢放电时发生这种″水化短路″现象如在长时间储存而没有充电维护的情况下。防止水化短路的常规方法包括在电池制造过程中向电解质溶液中添加硫酸钠(Na2SO4)。这种方法需要另外的制造步骤，向电解质中添加硫酸钠，增加了电池加工的复杂性。硫酸钠添加的作用是通过同离子效应″阻碍″水化短路，但并没有触及根本原因(可溶性铅的产生)。因此，需要开发新的或改进的电池隔板等，用于特定的电池应用、特定的用途和/或用于处理、减少或消除铅酸电池中的″水化短路″现象。WO94/20995第19-20页公开了填料，但没有提及PIMS矿物质。WO94/20995没有公开：a)负侧横贯肋；或b)填料组分，该填料组分包括重金属螯合材料，该重金属螯合材料是PIMS矿物质。WO94/20995的权利要求7公开的电池隔板中聚合物与二氧化硅的比值为大约1∶4至1∶50，并没有具体公开数值范围的左端点1∶4。WO94/20995认可的该范围优选1∶3至1∶5，最优选1∶6至1∶10(见WO94/20995的第8页)，1∶4显然不在此列。US1529839A公开了木化的隔板，但没有提及PIMS矿物质。US1529839A公开的隔板具有负侧横贯肋。US2009/0030100A1的第10、14、49自然段多处提及用于促进孔形成的“孔形成剂”，但没有提及HMS矿物质。而且US2009/0030100A1没有提及需要“重金属螯合材料”，其摘要和第[0049]自然段“公开了一种电池隔板，其具有一种PIMS矿物质，该PIMS矿物质含有作为填料组分的磷灰石”。US2009/0030100A1的第[0019]自然段公开的是磷酸钙可用于生产锂离子电池隔板。US2009/0030100A1并不涉及一种怠速停止/启动(ISS)电池隔板。US2009/0030100A1的第[0049]自然段教导，在许多其他的无机化合物中，磷酸钙用于孔形成剂。重要的是，US2009/0030100A1的第[0103]自然段教导，在形成孔片之后，孔形成剂(即磷酸钙)通过酸处理溶解(即从隔板移除)。US2009/0030100A1与WO94/20995没有相结合的可能性，即使人为结合，也不能得到本专利技术要求保护的隔板，因为US2009/0030100A1已经明确指示本领域的技术人员移除了孔形成剂。另外，US2009/0030100A1的第[0049]自然段教导，磷酸钙和二氧化硅都可以用作孔形成剂。但US2009/0030100A1没有教导或建议可以采用不同的孔形成剂的组合。US2009/0030100A1教导，孔形成剂可与聚合物组合的比例是60∶100至150∶100。而WO94/20995没有公开电池隔板中聚合物与填料的比值为1∶4。WO94/20995与US2009/0030100A1的结合不可能得到本专利技术要求保护的数值范围。最后，由于US2009/0030100A1明确地教导，磷酸钙在酸中溶解，本领域的技术人员不可能预期到，在US2009/0030100A1中溶解的磷酸钙可以成功地用于铅酸电池，其是以酸为电解质的酸环境。
技术实现思路
根据至少选定的实施方案，本专利技术解决、提供或涉及对于以下各项的上述需求：新的或改进的电池隔板、电池、系统、构件、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种怠速停止/启动(ISS)车辆电池的电池隔板，包括多孔膜，其由聚合物和填料的混合物制成，填料与聚合物的比例在3:1至5:1的范围内，填料包括二氧化硅，该膜在一侧具有垂直肋，在另外一侧具有负侧横贯肋，所述垂直肋是锯齿状的肋或垛形肋。
【技术特征摘要】
2010.09.22 US 61/385,285;2011.09.09 US 61/532,5981.一种怠速停止/启动(ISS)车辆电池的电池隔板，包括多孔膜，其由聚合物和填料的混合物制成，填料与聚合物的比例在3:1至5:1的范围内，填料包括二氧化硅，该膜在一侧具有垂直肋，在另外一侧具有负侧横贯肋，所述垂直肋是锯齿状的肋或垛形肋。2.如权利要求1所述的电池隔板，其中，所述垂直肋是锯齿状的肋；负侧横贯肋之间的间距相比锯齿状的肋之间的间距更紧密。3.一种淹没式铅酸电池，改进是如权利要求1-2所述的ISS电池隔板。4.一种ISS电系统，改进是如权利要求3所述的淹没式铅酸电池。5.一种怠速停止/启动(ISS)车辆电池的电池隔板，包括多孔膜，其由聚合物和填料的混合物制成，填料与聚合物的比例在3:1至5:1的范围内，填料包括二氧化硅，该膜在一侧具有垂直肋，在另外一侧具有微型肋，并且该隔板至少具有下列特征其中之一：ER小于50mohms-cm2；弯曲刚度特性大于50mN；估计气体容量小于40cc；孔隙率大于55％；穿孔阻力至少14N；低功能ER；和高吸油二氧化硅。6.如权利要求5所述的电池隔板，其中，所述垂直肋是锯齿状的肋或垛形肋。7.一种淹没式铅酸电池，改进是如权利要求5-6所述的ISS电池隔板。8.一种ISS电系统，改进是如权利要求7所述的淹没式铅酸电池。9.一种怠速停止/启动(ISS)车辆电池的电池隔板，包括多孔膜，其由聚合物和填料的混合物制成，填料与聚合物的比例在3:1至5:1的范围内，填料包括二氧化硅，该膜在一侧具有垂直肋，所述垂直肋是锯齿状的肋或垛形肋，并且该隔板至少具有下列特征其中之一：高转动功率；延长的循环寿命；减少的正极活性材料(PAM)脱落；更好的耐氧化性；减少的酸分层；和最低的气体截留。10.如权利要求9所述的电池隔板，其中，所述垂直肋是锯齿状的肋。11.一种淹没式铅酸电池，改进是如权利要求9-10所述的ISS电池隔板。12.一种ISS电系统，改进是如权利要求11所述的淹没式铅酸电池。13.一种怠速停止/启动(ISS)铅酸电池的隔板，包括多孔膜，其由聚合物和二氧化硅制成，二氧化硅与聚合物的比例在3:1至5:1的范围内，该膜在第一侧具有至少一个横贯肋，该横贯肋垂直于另外一侧的肋，该横贯肋面对负电极，并且该隔板至少具有下列特征其中之一：ER小于50mohms-cm2；弯曲刚度特性大于50mN；估计气体容量小于40cc...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·凯文·威尔，约翰·R·提蒙斯，杰弗里·K·钱伯斯，泰杰斯·R·沙阿，
申请(专利权)人：达拉米克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。