一种梯度压花AGM隔板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种梯度压花AGM隔板及其制备方法。以隔板厚度方向依次包括细纤维层、粗细混合纤维层和粗纤维层，其特征在于，所述细纤维层外表面设置有压花肋，所述压花肋以隔板的酸填充部位为中心呈放射状或树枝状分布。本发明专利技术制备的隔板孔隙率大，吸酸量大，而且吸酸速度快，酸的分布更均匀，而且强度提高，抗穿刺强度高。强度高。强度高。

【技术实现步骤摘要】
一种梯度压花AGM隔板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电池隔板
，尤其涉及一种梯度压花AGM隔板及其制备方法。

技术介绍

[0002]AGM隔板，即吸附式微纤维玻璃棉毡型隔板(absorbed glass mat separator)，通常由直径为0.5
‑
3μm的玻璃微纤维通过类似造纸的湿法成型工艺而制得的质地均匀的薄片状柔性材料。AGM隔板与阀控式密封铅酸蓄电池(valve regulated lead acid battery,VRLA电池)密切联系着，有阀控式密封铅酸蓄电池“第三极”之称，其主要功能是防止电池内正负极板之间的短路，吸附电池充放电时正负极板发生化学反应所需的电解液，提供电池化学反应时生成的氧气可以渗透到负极的通道。因此，AGM隔板需具备具有以下特性：可使电极间的离子流动，具有极高的孔率；大的比表面积及良好的润湿性是能够吸附相对大量的电解液的隔板主要特性。隔板在电池内必须具有长期稳定的耐化学及电化学腐蚀能力，它不能释放出任何增加气体析出速率、腐蚀或自放电的物质，另外还要具有良好的抗张强度以保证隔板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。隔板是蓄电池生产中一个重要部件，它的优劣直接影响蓄电池的放电容量和充放循环使用寿命，因此必须对蓄电池隔板的选择和研究加以重视。要保证隔板在电池中顺利地发挥上述作用，则对隔板本身还必须有一定的要求。
[0003]由玻璃纤维构成的毡可以用作隔板。玻璃毡隔板在电解质填充中具有关键作用。这种材料的物理特性的任何变化都可能极大地改变AGM电池的质量。隔板结构、压缩度以及纤维组成对电解质填充隔板具有显著影响。虽然高水平的压缩对延长寿命是有益的，但是这可能会使得电解质的填充和均匀性收到严重的影响。当隔板被压缩时，孔径减小，同时更加限制了隔板中的孔隙。这将使得填充过程异常困难。
[0004]当向电池添加电解质时，理想的情况是，所有的区域尽可能被相同量和相同浓度的酸润湿，使得当填充过程完成时，在整个AGM隔板中电解质完美地均匀分布。在实践中，这种理想的情况是难以实现或不可能实现的，这是因为对于电解质在隔板与极板表面之间存在动态竞争。当电解质渗入极板堆叠体时，电解质被隔板阻碍，并且同时电解质通过硫酸与极板的放热反应(简单的化学反应PbO+H2SO4＝>PbSO4+H2O)而被耗尽。随着液体从前面更深地渗入堆叠时，由于与铅氧化物的放热反应，液体变得更稀并且还变得更热。可能的威胁之一是过放电枝晶的形成。因为酸与铅氧化物反应，所以硫酸电解质逐步变得更稀。硫酸铅在具有低的酸强度和接近中性pH的热电解质中是相对易溶的，并且溶解的硫酸铅将扩散到隔板中。这将促进过放电和铅枝晶的形成。由于形成穿过隔板结构铅枝晶，在形成期间可能发生并且检测到短路，或者更敏感的是在使用中电池将过早地失效。如果填充过程不足或者不完全，则在填充之后个别单元还可能具有“干的区域”。这些不够湿的区域可能不包括酸、或者包括稀酸或仅包括水。在形成期间或形成之后这些干燥的区域将逐渐变湿，但是可能导致显著的板栅腐蚀，这是因为未形成的活性材料迫使所有的电流仅流经板栅。
[0005]因此，在高压缩度情况下，制备出能快速进行酸填充、填充量高和酸均匀性高的隔
板是非常必要的。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种，其梯度压花AGM隔板解决了现有技术中存在的在高压缩度情况下，酸填充速度慢、填充量低和填充不均匀的问题。
[0007]本专利技术一方面，提供一种梯度压花AGM隔板，以隔板厚度方向依次包括细纤维层、粗细混合纤维层和粗纤维层，其特征在于，所述细纤维层外表面设置有压花肋，所述压花肋以隔板的酸填充部位为中心呈放射状或树枝状分布。
[0008]有益效果：压花肋有两个作用，一个是使隔板吸酸速度更快酸分布更均匀，另一个是使得多个纤维层紧密连接，防止出现分层现象。
[0009]进一步地，所述压花肋包括若干条纵向直肋或横向弧形肋；
[0010]或若干条纵向直肋和横向弧形肋，纵向直肋与横向弧形肋交叉形成网状结构；
[0011]或一条中心肋和若干条分支肋，所述分支肋以中心肋为起点向中心肋两侧延伸。
[0012]进一步地，所述细纤维层、粗细混合纤维层和粗纤维层的厚度比为2
‑
3：0.5
‑
1：2
‑
5；
[0013]所述压花肋的厚度为细纤维层厚度的0.1
‑
0.5倍。
[0014]本专利技术具体实施例中以细纤维层、粗细混合纤维层和粗纤维层的厚度比为2：1：4，压花肋的厚度为细纤维层厚度的0.5倍为例进行详述，本领域技术人员公知，上述厚度比范围内的隔板均在本专利技术的保护范围之内，并且可获得同样的技术效果。
[0015]进一步地，所述隔板包括五层纤维层，以隔板厚度方向依次包括第一细纤维层、第一粗细混合纤维层、粗纤维层、第二粗细混合纤维层、第二细纤维层。
[0016]进一步地，按质量百分比计，所述隔板包括85
‑
100％的玻璃纤维棉、0
‑
5％的玻璃纤维短切丝、0
‑
15％的化学纤维、0
‑
10％无机颗粒。
[0017]进一步地，所述无机颗粒包括二氧化硅、粘土、滑石、硅藻、沸石、二氧化钛、氧化铋中的一种或几种，所述化学纤维包括PET、PP、PE、PBT中的一种或几种。
[0018]本专利技术具体实施例中无机颗粒以二氧化硅为例，化学纤维以聚对苯二甲酸乙二醇酯为例进行详述，本领域技术人员公知，本专利技术中列举的其他无机颗粒和化学纤维可以达到同样的专利技术效果。其中，PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯、PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯、PE为聚乙烯、PP为聚丙烯。
[0019]进一步地，按质量百分比计，所述细纤维层包括3
‑
10％无机颗粒，所述无机颗粒的粒径为0.01
‑
15μm。
[0020]进一步地，所述粗纤维的平均直径为a，所述细纤维的平均直径为b；按重量百分比计，所述粗细混合纤维包括20
‑
80％的粗纤维和80
‑
20％的细纤维，其中，2μm≤a≤15μm，0.5μm≤b<2μm。
[0021]本专利技术另一方面，提供一种上述梯度压花AGM隔板的制备方法，包括以下步骤：
[0022]S1制浆：分别将细纤维、粗纤维、粗细混合纤维中的成分溶解于水中制成浆料；
[0023]S2上浆成型：将细纤维、粗纤维、粗细混合纤维形成的浆料进行上浆脱水成型，依次制成第一细纤维层、第一粗细混合纤维层、粗纤维层、第二粗细混合纤维层、第二细纤维层，得到湿隔板；
[0024]S3一次干燥：将湿隔板进行一次干燥，得到一次干燥的隔板；
[0025]S4压花：利用压辊将一次干燥的隔板的表面制成压花肋；
[0026]S5二次干燥：将压花后的隔板进行二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种梯度压花AGM隔板，以隔板厚度方向依次包括细纤维层、粗细混合纤维层和粗纤维层，其特征在于，所述细纤维层外表面设置有压花肋，所述压花肋以隔板的酸填充部位为中心呈放射状或树枝状分布。2.如权利要求1所述的一种梯度压花AGM隔板，其特征在于，所述压花肋包括若干条纵向直肋或横向弧形肋；或若干条纵向直肋和横向弧形肋，纵向直肋与横向弧形肋交叉形成网状结构；或一条中心肋和若干条分支肋，所述分支肋以中心肋为起点向中心肋两侧延伸。3.如权利要求1所述的一种梯度压花AGM隔板，其特征在于，所述细纤维层、粗细混合纤维层和粗纤维层的厚度比为2
‑
3：0.5
‑
1：2
‑
5；所述压花肋的厚度为细纤维层厚度的0.1
‑
0.5倍。4.如权利要求1所述的一种梯度压花AGM隔板，其特征在于，所述隔板包括五层纤维层，以隔板厚度方向依次包括第一细纤维层、第一粗细混合纤维层、粗纤维层、第二粗细混合纤维层、第二细纤维层。5.如权利要求1所述的一种梯度压花AGM隔板，其特征在于，按质量百分比计，所述隔板包括85
‑
100％的玻璃纤维棉、0
‑
5％的玻璃纤维短切丝、0
‑
15％的化学纤维、0
‑
10％无机颗粒。6.如权利要求5所述的一种梯度压花AGM隔板，其特征在于，所述无机颗粒包括二氧化硅、粘土、滑石、硅藻、沸石、二氧化钛、氧化铋中的一种或几种，所述化学纤维包括PET、PP、PE、PBT中的一种或几种。7.如权利要求5所述的一种梯度压花AGM隔板，其特征在于，按质量百分比计，所述细纤维层包括3
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：唐露，刘秀琴，曾影，
申请(专利权)人：重庆造纸工业研究设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：