电池隔离件和相关方法技术

一般地提供了电池隔离件及相关方法。电池隔离件可以包括一个或更多个纤维网。在一些实施方案中，电池隔离件的一个或更多个纤维网包括多根玻璃纤维，其中，至少部分玻璃纤维被熔合。纤维网可以包括例如具有特定玻璃成分(例如，特定Li2O含量)的玻璃纤维，和/或具有最小软化温度差异的至少两种不同的玻璃纤维。与某些现有的电池隔离件相比，一个或更多个纤维网可以被设计成具有期望的特性，例如相对高的结构完整性(例如，在电池例如铅酸电池中的酸填充期间)、增强的隔离件稳定性和/或增强的润湿性(例如，对酸的润湿性)。

Battery isolators and related methods

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池隔离件和相关方法
本实施方案一般地涉及可以用在电池例如铅酸电池的电池隔离件中或者用作电池的电池隔离件的纤维网。
技术介绍
电池将储存的化学能转化为电能并且通常被用作能源。通常，电池包括一个或更多个电化学电池单元，所述电化学电池单元包括负电极、正电极、电解质和电池隔离件。电池隔离件是许多电池中的关键部件。电池隔离件将负电极和正电极机械隔离且电隔离，同时还允许电解质中的离子在电极之间移动。电池隔离件在操作期间在电池中的强反应环境下应当是化学稳定的、机械稳定的且电化学稳定的，不应当不利地与电解质和/或电极材料相互作用，并且对电池性能(例如，能量产生、循环寿命、安全性)不具有有害影响。例如，电池隔离件不应当降解，不应浸出有害成分，不应以负面方式与电极材料反应，不应允许电极之间形成短路和/或不应在电池组装和/或操作期间出现裂缝或破裂。虽然存在许多电池隔离件，但是仍需要改善电池隔离件的稳定性和/或使得电池性能增强的电池隔离件。
技术实现思路
本实施方案一般地涉及可以用在电池的电池隔离件中或者用作电池的电池隔离件的纤维网。在一个方面，提供了一种电池隔离件。在一些实施方案中，电池隔离件包括纤维网，纤维网包括多根玻璃纤维，其中，至少部分多根玻璃纤维相互熔合，并且其中，纤维网的定重(basisweight)大于或等于10gsm且小于或等于700gsm。多根玻璃纤维包括相对于个体纤维的重量而具有大于或等于2重量％且小于或等于7重量％的Li2O的个体纤维。在一些实施方案中，电池隔离件包括纤维网，纤维网包括第一多根玻璃纤维和第二多根玻璃纤维，其中，第一多根玻璃纤维和第二多根玻璃纤维是微玻璃纤维，其中，纤维网的定重大于或等于10gsm且小于或等于700gsm，其中，第一多根玻璃纤维具有第一软化温度，其中，第二多根玻璃纤维具有第二软化温度，并且其中，第一软化温度比第二软化温度大至少40℃。在一些实施方案中，电池隔离件包括纤维网，纤维网包括第一多根玻璃纤维和多个熔合的玻璃部，其中，第一多根玻璃纤维是微玻璃纤维，并且其中，多个熔合的玻璃部由软化的微玻璃纤维形成，其中，纤维网的定重大于或等于10gsm且小于或等于700gsm，其中，第一多根玻璃纤维具有第一软化温度，其中，多个熔合的玻璃部具有第二软化温度，并且其中，第一软化温度比第二软化温度大至少40℃。在一些实施方案中，电池隔离件包括纤维网，纤维网包含第一多根玻璃纤维和第二多根玻璃纤维，其中，第一多根玻璃纤维和第二多根玻璃纤维是微玻璃纤维，其中，第一多根玻璃纤维具有第一软化温度，其中，第二多根玻璃纤维具有第二软化温度，其中，第一软化温度比第二软化温度大至少40℃，并且其中，纤维网通过以下工艺形成：将纤维网加热到至少第二软化温度但小于第一软化温度的温度。在一些实施方案中，电池隔离件包括纤维网，纤维网包括第一多根玻璃纤维和第二多根玻璃纤维，其中，纤维网的定重大于或等于10gsm且小于或等于700gsm，其中，第二多根玻璃纤维以相对于总纤维网重量的至少1重量％的量存在于纤维网中，其中，第二多根玻璃纤维的软化温度小于或等于550℃。在一些实施方案中，电池隔离件包括纤维网，纤维网包括第一多根玻璃纤维和第二多根玻璃纤维，其中，第一多根玻璃纤维是具有第一软化温度的微玻璃纤维，其中，第二多根玻璃纤维是具有第二软化温度的短切原丝纤维(choppedstrandfiber)，其中，第一软化温度比第二软化温度大至少40℃，并且其中，纤维网的定重大于或等于10gsm且小于或等于700gsm。在另一个方面，提供了一种用于形成电池隔离件的方法。在一些实施方案中，该方法包括：对纤维网进行加热，纤维网包括第一多根玻璃纤维和第二多根玻璃纤维，其中，第一多根玻璃纤维和第二多根玻璃纤维的化学组成不同。该方法包括：使至少部分第二多根玻璃纤维软化。在另一方面，提供了一种玻璃纤维。在一些实施方案中，玻璃纤维包括：大于或等于2重量％且小于或等于7重量％的Li2O、大于或等于50重量％且小于或等于80重量％的SiO2、大于或等于1重量％且小于或等于6重量％的Al2O3、大于或等于1重量％且小于或等于10重量％的CaO、大于或等于1重量％且小于或等于8重量％的B2O3、大于或等于0.1重量％且小于或等于5重量％的K2O以及大于或等于0重量％且小于或等于2重量％的F2，其中，玻璃纤维的软化温度小于或等于550℃。当结合附图考虑时，根据以下的本专利技术的多个非限制性实施方案的详细描述，本专利技术的其他优点和新颖特征将变得明显。在本说明书和通过引用并入的文献包括冲突和/或不一致的公开内容的情况下，以本说明书为准。如果通过引用并入的两个或更多个文献包括相对于相互冲突和/或不一致的公开内容，则应当以具有较迟的生效日期的文献为准。附图说明将参照附图借助示例描述本专利技术的非限制性实施方案，这些附图是示意性的且不意在按比例绘制。在附图中，示出的每个相同或几乎相同的部件通常由单个附图标记表示。为了清楚起见，在图示对于使得本领域普通技术人员理解本专利技术是不必要的情况下，并不是每个部件都被标记，也不是本专利技术的各实施方案中的每个部件都被示出。在附图中：图1A是示出根据一组实施方案的纤维网的截面的示意图。图1B是根据一组实施方案的纤维网的多根纤维的示意图。图1C是根据一组实施方案的通过使至少部分纤维软化来形成包括多根纤维的纤维网的方法的示意图。图1D是根据一组实施方案的通过使至少部分第二多根纤维软化来形成包括第一多根纤维和第二多根纤维的纤维网的方法的示意图。图2A是根据一组实施方案的第一多根纤维和第二多根纤维的示意图。图2B是根据一组实施方案的通过使至少部分纤维软化来形成包括第一多根纤维和第二多根纤维的纤维网的方法的示意图。图3是根据一组实施方案的示例性电池隔离件的示意图。图4A是根据一组实施方案的包括电池隔离件的电池的示意图。图4B是根据一组实施方案的包括电池隔离件的电池的示意图。图5A是根据一组实施方案的包括具有多个熔合的纤维的纤维网的示例性电池隔离件的SEM图像。图5B是包括不具有熔合的纤维的纤维网的示例性对比电池隔离件的SEM图像。图6是根据一组实施方案的示例性电池隔离件的干拉伸强度的箱形图。图7是根据一组实施方案的示例性电池隔离件的湿拉伸强度的箱形图。具体实施方式一般地提供了电池隔离件及相关方法。电池隔离件可以包括一个或更多个纤维网。在一些实施方案中，电池隔离件的一个或更多个纤维网包括多根玻璃纤维，其中，至少部分玻璃纤维被熔合。纤维网可以包括例如具有特定玻璃组成(例如，特定Li2O含量)的玻璃纤维，和/或的具有最小软化温度差异的至少两种不同的玻璃纤维。与某些现有的电池隔离件相比，一个或更多个纤维网可以被设计成具有期望的特性，例如相对高的结构完整性(例如，在电池比如铅酸电池中的酸填充期间)、增强的隔离件稳定性和/或增强的润湿性(例如，对酸的润湿性)。在示例性实施方案中，电池隔离件包括纤维网，纤维网至少包括第一多根玻璃纤维，第一多根玻璃纤维具有特定的软化温度。在一些这样的实施方案中，纤维网可以通过将纤维网中的玻璃纤维的温度升高到高于软化温度的温度来形成，使得至少部分玻璃纤维相互熔合。在一些情况下，纤维网包括第二多根玻璃纤维，第二多根玻璃纤维的软化温度比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池隔离件，包括：纤维网，所述纤维网包括多根玻璃纤维，其中至少部分所述多根玻璃纤维相互熔合，其中所述纤维网的定重大于或等于10gsm且小于或等于700gsm，其中所述多根玻璃纤维包括相对于个体纤维的重量具有大于或等于2重量％且小于或等于7重量％的Li2O的个体纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.23 US 15/359,9021.一种电池隔离件，包括：纤维网，所述纤维网包括多根玻璃纤维，其中至少部分所述多根玻璃纤维相互熔合，其中所述纤维网的定重大于或等于10gsm且小于或等于700gsm，其中所述多根玻璃纤维包括相对于个体纤维的重量具有大于或等于2重量％且小于或等于7重量％的Li2O的个体纤维。2.一种电池隔离件，包括：纤维网，所述纤维网包括第一多根玻璃纤维和第二多根玻璃纤维，其中所述第一多根玻璃纤维和所述第二多根玻璃纤维是微玻璃纤维，其中所述纤维网的定重大于或等于10gsm且小于或等于700gsm，其中所述第一多根玻璃纤维具有第一软化温度，其中所述第二多根玻璃纤维具有第二软化温度，以及其中所述第一软化温度比所述第二软化温度大至少40℃。3.一种电池隔离件，包括：纤维网，所述纤维网包括第一多根玻璃纤维和多个熔合的玻璃部，其中所述第一多根玻璃纤维是微玻璃纤维，其中所述多个熔合的玻璃部由软化的微玻璃纤维形成，其中所述纤维网的定重大于或等于10gsm且小于或等于700gsm，其中所述第一多根玻璃纤维具有第一软化温度，以及其中所述多个熔合的玻璃部具有第二软化温度，其中所述第一软化温度比所述第二软化温度大至少40℃。4.一种电池隔离件，包括：纤维网，所述纤维网包括第一多根玻璃纤维和第二多根玻璃纤维，其中所述第一多根玻璃纤维和所述第二多根玻璃纤维是微玻璃纤维，其中所述第一多根玻璃纤维具有第一软化温度，其中所述第二多根玻璃纤维具有第二软化温度，其中所述第一软化温度比所述第二软化温度大至少40℃，以及其中所述纤维网通过以下工艺形成：将所述纤维网加热到至少所述第二软化温度但小于所述第一软化温度的温度。5.一种电池隔离件，包括：纤维网，所述纤维网包括第一多根玻璃纤维和第二多根玻璃纤维，其中所述纤维网的定重大于或等于10gsm且小于或等于700gsm，其中所述第二多根玻璃纤维以相对于总纤维网重量的至少1重量％的量存在于所述纤维网中，其中所述第二多根玻璃纤维的软化温度小于或等于550℃。6.一种电池隔离件，包括：纤维网，所述纤维网包括第一多根玻璃纤维和第二多根玻璃纤维，其中所述第一多根玻璃纤维是具有第一软化温度的微玻璃纤维，其中所述第二多根玻璃纤维是具有第二软化温度的短切原丝纤维，其中所述第一软化温度比所述第二软化温度大至少40℃，以及其中所述纤维网的定重大于或等于10gsm且小于或等于700gsm。7.一种电化学电池，包括：电极；以及根据前述任一项权利要求所述的电池隔离件，所述电池隔离件与所述电极相邻。8.根据权利要求7所述的电化学电池，其中所述电化学电池是铅酸电化学电池。9.根据前述任一项权利要求所述的电池隔离件，其中所述多根玻璃纤维包括相对于个体纤维的重量具有大于或等于2重量％且小于或等于7重量％的Li2O的个体纤维。10.根据前述任一项权利要求所述的电池隔离件，其中所述第一软化温度比所述第二软化温度大至少60℃。11.根据前述任一项权利要求所述的电池隔离件，其中所述纤维网包括第一层和与所述第一层相邻的第二层，所述第一层包括所述第一多根玻璃纤维，所述第二层包括所述第二多根玻璃纤维。12.根据前述任一项权利要求所述的电池隔离件，还包括第三层，所述第三层设置在所述第一层与所述第二层之间。13.根据前述任一项权利要求所述的电池隔离件，其中所述纤维网包括所述第一多根玻璃纤维和所述第二多根玻璃纤维的混合物。14.根据前述任一项权利要求所述的电池隔离件，其中所述第一多根玻璃纤维是微玻璃纤维。15.根据前述任一项权利要求所述的电池隔离件，其中所述第一多根玻璃纤维是短切原丝纤维。...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤里·武尔夫松，尼古拉斯·克莱门特，约翰·J·赫林顿，
申请(专利权)人：霍林斯沃思和沃斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US