[發明專利]一種氣凝膠復合纖維AGM隔板

在審

• 申請號: 201711167285.8
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107946524A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 陳照峰;吳操
• 申請（專利權）人: 太倉派歐技術咨詢服務有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種AGM隔板及其制備方法，特別涉及一種氣凝膠復合纖維AGM隔板及其制備方法。

背景技術

隨著閥控密封鉛酸蓄電池(VRLA)在汽車電動行業、通信行業以及儲能系統等領域的不斷應用，對閥控密封鉛酸蓄電池性能的要求越來越高，VRLA中的隔板是是鉛酸電池中一個重要部件，隔板的基本功能是將電池正、負極板隔離開來，避免蓄電池短路；同時多孔的隔板可以吸附固定硫酸，允許離子通過隔板的孔道在正負極板間遷移實現電流導通及電化學反應。隔板的優劣直接影響蓄電池的性能，而隔板的電阻是隔板的重要性能，其對蓄電池高倍率放電的容量和端電壓水平具有重要影響。

在國內的鉛酸蓄電池制造過程中，吸附式超細玻璃纖維隔板（AGM隔板）一直占據絕對的市場份額，AGM隔板具有優良的機械、物理及化學性能，是電池行業不可或缺的“世紀材料”，并已成為主流隔板。AGM隔板廣泛應用于鉛酸蓄電池中，被稱為閥控式密封鉛酸蓄電池的第三極。目前，鉛酸蓄電池的平均使用壽命為1～1.5年，造成蓄電池使用壽命短的原因有很多，其中隔板吸收、保持電解液能力差是一重要因素。隔板是電解液的“載體”，其吸附的電解液量越多，則隔板中的電解液越接近于流動式的電解液。

為了更大程度提高AGM隔板的性能，中國專利CN201710045577.8公開了一種可溶出膠體的AGM隔板的制備方法，包括以下步驟：以水、納米二氧化硅、以及玻璃纖維制備混合漿料，納米二氧化硅的粒徑為1.5～10nm，比表面積為680～1100㎡/g；然后加水稀釋，調節pH值；接著，進行負壓抽濾脫水得到濕隔板，再將濕隔板烘干，即得到可溶出膠體的AGM隔板。本發明通過添加的小粒徑、高比表面積的納米氧化硅制備可溶出膠體的AGM隔板，制得的隔板應用于蓄電池時，在充放電循環≥10次，納米氧化硅溶出量≥50％，溶出的納米氧化硅逐步形成凝膠，從而形成全固態膠體蓄電池，該發明專利解決了鉛酸蓄電池加膠困難及蓄電池內化成不均勻等問題，其缺點為該種AGM隔板在其吸收、保持電解液的能力不能達到最佳狀態。

中國實用新型CN201620919677.X公開了一種低電阻AGM隔板，包括AGM隔板本體，所述AGM隔板本體為不同直徑的玻纖棉錯開平鋪而成的玻纖網，所述玻纖網上均勻布有彎曲的水平微孔和垂直孔；與現有的技術方案相比較，該實用新型的低電阻AGM隔板，彎曲的水平微孔內可以更好的儲存電解液，垂直孔的設置可以讓氧氣通過，避免了氧氣占用水平微孔，兩者互不影響，增大了水平微孔中電解液的容量；該實用新型降低了隔板的電阻，保證了氧氣的通過量，有利于電極反應的進行，大大提高了蓄電池的性能，其缺點為存在隔板強度低、剛性小等問題。

綜上所述，目前閥控密封鉛酸蓄電池性能低、使用壽命為1~1.5年，AGM隔板作為其中重要部分，存在電解液交換性能不足，強度低等缺陷，急需一種新型AGM隔板及其制備方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種氣凝膠復合纖維AGM隔板及其制備方法，該種AGM隔板孔隙率高，吸收電解液能力強，隔板強度高，從而提高電池的使用壽命和充放電性能。

為了實現本發明的目的，采用如下技術方案：一種氣凝膠復合纖維AGM隔板，其特征在于所述氣凝膠復合纖維AGM隔板包含中堿玻璃纖維、聚酯纖維、SiO₂氣凝膠、直徑20~50μm空心玻璃微珠，其中各組分按重量百分比：中堿玻璃纖維40%~60%、聚酯纖維5%~15%、SiO₂氣凝膠20%~50%、空心玻璃微珠5%~10%。

進一步，所述中堿玻璃纖維直徑為1.5~3 μm。

進一步，所述聚酯纖維為耐酸型聚酯纖維。

進一步，所述空心玻璃微珠上開有一個直徑為200—1000nm的微孔，孔徑朝向保持一致。

一種氣凝膠復合纖維AGM隔板及其制備方法，具體制備方法如下：

（1）將中堿玻璃纖維和聚酯纖維按比例混合制備成漿料；

（2）將漿料通過成型、烘干、裁剪工藝制備出復合纖維氈；

（3）將復合纖維氈浸漬到SiO₂溶膠中，加壓浸漬；

（4）浸漬完成后進過超臨界干燥獲得氣凝膠復合纖維AGM隔板。

與現有技術相比，本發明具有有益效果：（1）該隔板中添加少量的聚酯纖維可以有效提高隔板的通量；（2）空心玻璃微珠的添加可以提高隔板強度，同時作為反應容器延緩電化學反應提高電池壽命；（3）氣凝膠的復合提高隔板的孔隙率，并提高隔板強度。

具體實施方式