一种薄型袋式抗穿刺AGM隔板及其制备方法与流程

本发明涉及电池隔板，具体涉及一种薄型袋式抗穿刺agm隔板及其制备方法。

背景技术：

1、铅酸蓄电池中硫酸作为电解液直接参与充放电反应过程，在传统铅酸蓄电池中，除去极板、隔板等组装部件外，全部空间都被硫酸电解液充满，此时电池中的电解液处于富液状态，因此被称为efb富液式(enhanced flooded battery)电池。在富液式电池中，使用的是pe材质袋式隔板，极板也完全浸泡在装满电解液的袋式隔板中，并与其他极板分离。但是富液式电池需要定期补水维护，易产生气体和酸雾，电解液存在泄露隐患，在运输和使用过程中存在安全风险。随着国家相关环保政策的发布，铅酸蓄电池的发展逐渐从efb富液式往agm贫液式方向转变。

2、agm贫液式铅酸蓄电池中使用超细玻璃纤维毡作为隔板，分隔正负极、提供氧气复合通道并把电解液都吸附在隔板中，不存在流动状态的电解液，使用期间免维护且安全性更高。但与efb电池使用的袋式pe隔板相比，普通agm电池玻纤隔板一方面对极板的正反面起到包覆作用，而极板的两侧是完全暴露在隔板外的，当极板上的活性物质发生脱落时会降低电池的循环寿命；另一方面，agm电池主要的失效模式是电池发生短路，主要是隔板被铅枝晶穿刺导致。

3、目前阀控免维护贫液式电池是国内外铅酸电池发展的主流方向，但随着行业的发展，铅酸电池目前的主要技术发展方向是提高能量密度和寿命，能量密度通过设计更薄的极板厚度提升活性物质表面积和利用效率来实现，现有隔板也一定程度上限制了电池性能的提升，存在如下问题：(1)抗穿刺能力：为了提高电池中极板的装配数量，隔板的厚度需要设计的更薄，但随着隔板厚度越薄，被铅枝晶穿刺的风险就越高，因此隔板需要具备较高的抗穿刺强度来防止隔板被枝晶穿刺导致正负极接触短路；(2)电阻：隔板的电阻大小直接影响到铅酸电池的充放电特性，比如：充放电效率、输出功率、电池寿命等等；(3)极板未被包覆：在电池充放电时，正负极板会发生膨胀或收缩，自身具备一定的弹性的隔板可以较好的贴附在极板上防止活性物质脱落，但侧面则是处于开放状态。

4、综上，非常有必要研究和开发出一种薄型袋式抗穿刺agm隔板及其制备方法。

技术实现思路

1、为了解决目前贫液式铅酸蓄电池存在的隔板穿刺能力差、厚度不一致、极板未被包覆等一个或者多个技术问题，本发明提供了一种薄型袋式抗穿刺agm隔板及其制备方法。

2、本发明在第一方面提供了一种薄型袋式抗穿刺agm隔板，包括如下质量百分比的原料：高碱玻璃纤维50％～70％和增强纤维30％～50％；所述高碱玻璃纤维包括叩解度为29～44°sr的高碱玻璃纤维和叩解度为19～29°sr的高碱玻璃纤维；所述增强纤维为皮芯型双熔点纤维。

3、优选地，薄型袋式抗穿刺agm隔板包括如下质量百分比的原料：叩解度为29～44°sr的高碱玻璃纤维30％～40％、叩解度为19～29°sr的高碱玻璃纤维20％～40％和增强纤维30％～50％。

4、优选地，叩解度为29～44°sr的高碱玻璃纤维采用火焰制法得到。

5、优选地，叩解度为19～29°sr的高碱玻璃纤维采用离心制法得到。

6、优选地，所述皮芯型双熔点纤维采用的原料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯中的至少一种。

7、优选地，所述皮芯型双熔点纤维的皮层熔点为100～165℃，芯层熔点为不低于180℃。

8、一种薄型袋式抗穿刺agm隔板的制备方法，包括：

9、(1)将叩解度为29～44°sr的高碱玻璃纤维、叩解度为19～29°sr的高碱玻璃纤维和增强纤维加入至酸性疏解用水中进行疏解，得到浆料；

10、(2)将所述浆料进行稀释后流送到成型网上并经真空脱水后得到湿态纤维毡；将湿态纤维毡传送至烘箱中加热后并冷却，得到隔板；

11、(3)将所述隔板对折或叠放进行热压封边，得到所述薄型袋式抗穿刺agm隔板。

12、优选地，在步骤(1)中：疏解时间为10～20min，所述浆料中的纤维浓度为10～15g/l。

13、优选地，在步骤(1)中：所述酸性疏解用水的ph值为2～3。

14、优选地，在步骤(1)中：将叩解度为29～44°sr的高碱玻璃纤维、叩解度为19～29°sr的高碱玻璃纤维加入至酸性疏解用水中分散5～10min后，再加入所述增强纤维分散5～10min进行疏解。

15、优选地，在步骤(2)中：稀释后的浆料中的纤维浓度为1.4～3.6g/l。

16、优选地，在步骤(2)中：所述加热的温度高于所述皮芯型双熔点纤维的皮层熔点且低于芯层熔点。

17、优选地，在步骤(3)中：所述热压封边的温度为高于所述皮芯型双熔点纤维的皮层熔点且低于芯层熔点。

18、优选地，在步骤(3)中：所述热压封边的温度为100～200℃，压力为0.1～0.5mpa。

19、本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：

20、(1)在本发明中，低叩解度的玻璃纤维在薄型袋式抗穿刺agm隔板中起到了骨架作用，保证该隔板的吸酸能力并增加了隔膜中离子和反应物质传递通道；通过加入增强纤维提高了制备的agm隔板的抗穿刺能力，从而避免因为隔板变薄和低叩解度玻璃纤维增加导致的穿刺强度下降，防止铅枝晶穿刺短路。

21、(2)本发明所制备的薄型袋式抗穿刺agm隔板应用在贫液式铅酸蓄电池中，因此薄型袋式抗穿刺agm隔板需要具备一定的电解液吸附能力，而玻璃纤维对酸性电解液的吸附能力优于化学纤维，所以在配比中仍然以玻璃纤维作为主要组分。经实验证实，通过限定上述原料组分，避免玻璃纤维用量过少时，所制备的隔板电解液吸附能力差，同时避免玻璃纤维过量过多时，隔板的抗穿刺能力差甚至导致铅枝晶穿刺短路的问题。

22、(3)在本发明中，通过添加双熔点增强纤维提升薄型袋式抗穿刺agm隔板抗穿刺能力，在制备过程中，低熔点的皮层会先融化，融化部分与高碱玻璃纤维粘接，形成网状结构，此时芯层部分熔点较高，在薄型袋式抗穿刺agm隔板中和高碱玻璃纤维共同起到了骨架纤维的作用，同时还进一步改善了该隔板的回弹性、耐磨性能和抗穿刺能力。

23、(4)在本发明中，由于增强纤维采用柔性好的化学纤维，因此对折或叠放后仍能保证agm隔板的完整性，然后通过热压封边机将隔板边缘在一定压力和一定温度下进行压紧贴合，便能借助热压封边时的温度使得增强纤维的皮层熔化，从而在一定压力下借助熔化的皮层实现封边，得到薄型袋式抗穿刺agm隔板，应用于贫液式铅酸蓄电池中。

技术特征：

1.一种薄型袋式抗穿刺agm隔板，其特征在于，包括如下质量百分比的原料：高碱玻璃纤维50％～70％和增强纤维30％～50％；所述高碱玻璃纤维包括叩解度为29～44°sr的高碱玻璃纤维和叩解度为19～29°sr的高碱玻璃纤维；所述增强纤维为皮芯型双熔点纤维。

2.根据权利要求1所述的薄型袋式抗穿刺agm隔板，其特征在于，包括如下质量百分比的原料：叩解度为29～44°sr的高碱玻璃纤维30％～40％、叩解度为19～29°sr的高碱玻璃纤维20％～40％和增强纤维30％～50％。

3.根据权利要求1所述的薄型袋式抗穿刺agm隔板，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的薄型袋式抗穿刺agm隔板，其特征在于，所述皮芯型双熔点纤维采用的原料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯中的至少一种。

5.根据权利要求1至4中任一所述的薄型袋式抗穿刺agm隔板，其特征在于，所述皮芯型双熔点纤维的皮层熔点为100～165℃，芯层熔点为不低于180℃。

6.一种基于权利要求1至5中任一所述的薄型袋式抗穿刺agm隔板的制备方法，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中：

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中：

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中：

10.根据权利要求6至9中任一所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中：

技术总结本发明涉及一种薄型袋式抗穿刺AGM隔板及其制备方法，属于电池隔板技术领域。所述薄型袋式抗穿刺AGM隔板包括如下质量百分比的原料：高碱玻璃纤维50％～70％和增强纤维30％～50％；所述高碱玻璃纤维包括叩解度为29～44°SR的高碱玻璃纤维和叩解度为19～29°SR的高碱玻璃纤维；所述增强纤维为皮芯型双熔点纤维。本发明制备了适用于贫液式铅酸蓄电池的薄型袋式抗穿刺AGM隔板，其具有袋式结构，能完全包覆极板，抗穿刺能力强、厚度薄且厚度一致、透气性高、电阻低。技术研发人员：王伟,李宝桢,何宏,周诚,吴泽仕,汪涛,郭晓蓓,夏凯,张泽峰,渠继鹏,赵文彬受保护的技术使用者：南京玻璃纤维研究设计院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2