CN100341169C - 一种铅酸起动蓄电池隔板及制备方法 - Google Patents

一种铅酸起动蓄电池隔板及制备方法 Download PDF

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Abstract

一种铅酸起动蓄电池隔板及制备方法，属蓄电池技术领域，用于解决普通10G隔板孔径大、强度低的问题。所述隔板原料由下述重量单位的物质组成：超细玻璃纤维棉100、聚酯纤维10～15、湿强剂0.2～0.3、沉淀胶乳6～7、阳离子聚丙烯酰胺0.3～0.4，其中，所述超细玻璃纤维棉直径为1.0～1.4μm，所述聚酯纤维直径为6～9μm。本发明针对普通10G隔板的弊端，经过反复试验改变原隔板基纸配方，它保留了普通10G隔板孔率高、电阻小的优势，降低了隔板孔径、提高了隔板强度。改进后隔板的最大孔径降低30～50%，抗拉强度提高近一倍，干击穿强度提高约80%，腐蚀击穿强度提高约65%。

Description

一种铅酸起动蓄电池隔板及制备方法
技术领域
本发明涉及一种蓄电池材料及制备方法，特别是汽车起动用铝酸蓄电池中的隔板及其制备方法，属蓄电池技术领域。
背景技术
隔板是铝酸蓄电池中重要组成件，隔板置于电池正负极板之间，既可防止电极在电解液中发生短路，同时又保证电解液在正负极之间有良好的导电性，还具有减轻极板弯曲、防止活性物质脱落等功能。随着汽车工业的飞速发展，对起动型铅酸蓄电池的性能要求越来越高，作为铝酸蓄电池四大组件之一的隔板，其性能的好坏，直接影响着铅酸蓄电池质量的高低。目前，起动型铅酸蓄电池隔板主要有PE、PVC、PP、橡胶和10G隔板等五种，10G隔板的特点是：孔率高、电阻小、杂质含量低，以及良好的耐腐蚀性和耐高温性，能有效的提高蓄电池的性能和寿命，而且，隔板不会出现老化的现象，亦不受高温的影响，可在任何气候条件下使用。10G隔板基纸，是用玻璃纤维棉，配以少量合成纤维和胶乳，以湿法抄造成型，然后再将基纸进行浸胶、加筋、干燥、裁切成各种尺寸的隔板。上述湿法成型的加工方式，可赋予该种隔板高孔率、低电阻的特性，玻璃纤维棉为主要材质，又赋予该种隔板耐腐蚀、耐高温和杂质含量低的特性。但是这种隔板具有孔径大、强度低的缺点，易造成隔板“渗透”而导致极板短路，致使蓄电池报废；或被极板上的毛刺、疙瘩刺穿和硌破，致使蓄电池报废，因此使用该种隔板时，对极板的质量要求非常严格，极板不得有毛刺和疙瘩，且极板不能弯曲，否则都会对隔板造成损坏，而导致电池失效。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种孔径小、强度高、孔率高、电阻小的铅酸起动蓄电池隔板及制备方法。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的：
一种铝酸起动蓄电池隔板，其特别之处是：所述隔板原料由下述重量单位的物质组成：超细玻璃纤维棉100、聚酯纤维10～15、湿强剂0.2～0.3、沉淀胶乳6～7、阳离子聚丙烯酰胺0.3～0.4，其中，所述超细玻璃纤维棉直径为1.0～1.4μm，所述聚酯纤维直径为6～9μm。
上述铅酸起动蓄电池隔板的制备方法，它按如下工序进行：
a.碎浆：按上述隔板原料配比称取超细玻璃纤维棉、聚酯纤维和湿强剂，加入到碎浆机中，加入水将浆料浓度调整到0.45～0.55％，将之碎解成纤维均匀分散的浆料，泵入贮浆池中备用；
b.浆料处理和输送：将碎解好的浆料除渣，然后按上述隔板原料配比，先后加入沉淀胶乳和阳离子聚丙烯酰胺，并将浆料的浓度稀释到0.03～0.05％，输送到纸机生产线；
c.基纸抄造：浆料在纸机生产线依照造纸工艺经成型、干燥和卷取，抄造成隔板基纸；
d.隔板加工：基纸在隔板成型生产线，经浸渍、加筋、干燥、裁切、装箱，加工成起动型铅酸蓄电池用隔板。
本发明隔板是针对普通10G隔板孔径大、强度低、易造成隔板“渗透”而导致极板短路的弊端而设计，经过反复试验确定隔板基纸的配方，它保留了普通10G隔板孔率高、电阻小、适应环境强的优势，降低了隔板的孔径，提高了隔板的强度和适应能力。改进后隔板的最大孔径降低30～50％，抗拉强度提高近一倍，干击穿强度提高约80％，腐蚀击穿强度提高约65％。本发明隔板因大幅度提高孔径和强度指标，可有效降低隔板的“渗透”的几率，提高隔板的抗刺穿和抗摩擦性能，提高了电池的寿命及蓄电池的起动性能。
具体实施方式
本发明10G隔板适用于铅酸起动蓄电池，它针对普通10G隔板孔径大、强度低等问题进行了组方改进，具体体现在如下三个方面：1.减小玻璃纤维棉直径，由普通的1.6～2.0μm直径的玻璃纤维棉，改进为1.0～1.4μm直径的超细玻璃纤维棉；2.减小聚酯纤维的直径：由普通的9～12μm直径，改进为6～9μm；3.提高聚酯纤维的加入量由：原来的4～8％(对玻璃纤维)，改进为10～15％(对玻璃纤维)。经过上述改进后制成的隔板保留孔率高、电阻小的优点，克服孔径大、强度低的缺陷，形成一种具有优良性能的铅酸起动蓄电池隔板。下表为本发明隔板性能检测情况：
  检测结果   原标准   备注
  最大孔径μm   16   ≤30   大幅度小于标准
  抗张强度kN/m   2.2   ≥1.6   达到标难
  干击穿强度g   600   ≥250   大大超出标准
  腐蚀击穿强度g   500   ≥200   大大超出标准
  孔率％   87.8   ≥85   达到标准
由上表可看出，本发明隔板最大孔径大幅度减小，而最大孔径主要影响蓄电池中极板活性物质的渗透程度，出现渗透后，会使正负极板短路而导致蓄电池的报废，孔径减小后，可大大减低隔板的渗透。此外，击穿强度的大大提高，可有效提高隔板的抗刺穿能力，因为极板在充放电时会发生体积的变化，对隔板有挤压力，提高了击穿强度，就提高了隔板的抗挤压力，亦提高了电池的寿命。再有，普通隔板的孔率一般为60％以下，本发明隔板的孔率超过85％，因此可大大提高蓄电池的起动性能。
以下提供几个具体实例：
实施例1：称取原料：1.0～1.4μm直径超细玻璃纤维棉1000公斤、6～9μm直径聚酯纤维100公斤和2公斤湿强剂；将上述原料加入到碎浆机中，加入水调节浆料浓度为0.5％，碎解成纤维均匀分散的浆料，泵入贮浆池中；将碎解好的浆料通过除渣器、抄造浆池和冲浆泵输送到纸机生产线，其中，除渣器的作用是除去浆料中的玻璃渣和重杂质，在抄造浆池中以连续的方式加入沉淀胶乳60公斤，加入速度为0.125公斤/分钟，；在冲浆泵前以连续的方式加入阳离子聚丙烯酰胺3公斤，加入速度为0.375公斤/小时；将浆料稀释到0.03％的浓度，输送到纸机生产线；浆料在纸机生产线经成型、干燥和卷取，抄造成隔板基纸；基纸在隔板成型生产线，经浸渍、加筋、干燥、裁切、装箱，加工成起动型铅酸蓄电池用10G隔板。
实施例2：称取原料：1.0～1.4μm直径超细玻璃纤维棉1000公斤、6～9μm直径聚酯纤维125公斤和3公斤湿强剂；将上述原料加入到碎浆机中，加入水调节浆料浓度为0.55％，碎解成纤维均匀分散的浆料，泵入贮浆池中；将碎解好的浆料通过除渣器、抄造浆池和冲浆泵输送到纸机生产线，其中，除渣器的作用是除去浆料中的玻璃渣和重杂质，在抄造浆池中以连续的方式加入沉淀胶乳65公斤，加入速度为0.135公斤/分钟，；在冲浆泵前以连续的方式加入阳离子聚丙烯酰胺3.5公斤，加入速度为0.438公斤/小时，并将浆料稀释到0.05％的浓度，输送到纸机生产线；浆料在纸机生产线经成型、干燥和卷取，抄造成隔板基纸；基纸在隔板成型生产线，经浸渍、加筋、干燥、裁切、装箱，加工成起动型铅酸蓄电池用10G隔板。
实施例3：称取原料：1.0～1.4μm直径超细玻璃纤维棉1000公斤、6～9μm直径聚酯纤维150公斤和2.7公斤湿强剂；将上述原料加入到碎浆机中，加入水调节浆料浓度为0.45％，碎解成纤维均匀分散的浆料，泵入贮浆池中，将碎解好的浆料通过除渣器、抄造浆池和冲浆泵输送到纸机生产线，其中，除渣器的作用是除去浆料中的玻璃渣和重杂质，在抄造浆池中以连续的方式加入沉淀胶乳70公斤，加入速度为0.146公斤/分钟；在冲浆泵前以连续的方式加入阳离子聚丙烯酰胺4公斤，加入速度为0.5公斤/小时；并将浆料稀释到0.04％的浓度，输送到纸机生产线；浆料在纸机生产线经成型、干燥和卷取，抄造成隔板基纸；基纸在隔板成型生产线，经浸渍、加筋、干燥、裁切、装箱，加工成起动型铝酸蓄电池用10G隔板。
在上述加工过程中，添加湿强剂的作用是为了提高基纸的湿强度，保证在隔板成型生产线浸渍时，基纸不被压坏。所选用的湿强剂简称PPE，化学名称是多酰胺环氧氯丙烷。沉淀胶乳的作用是将玻璃纤维粘结到一起，使隔板基纸具有一定的强度，保证后加工的顺利进行，所选用的沉淀胶乳是一种由苯乙烯和丙烯酸酯等共聚而成的阴离子型乳液树脂。因为玻璃纤维表面为弱负电性，而沉淀胶乳亦为阴离子型树脂，因此两者不能直接结合，故加入阳离子聚丙烯酰胺，使二者结合到一起，增加基纸的强度。
经浸渍(加入聚丙烯酸胶乳，使之吸附在纤维上，提高隔板的强度)、加筋(施加PVC筋条，加工成不同总厚的隔板)、干燥、裁切、装箱，加工成起动型铝酸蓄电池用10G隔板。

Claims (2)

1.一种铅酸起动蓄电池隔板，其特征在于：所述隔板原料由下述重量单位的物质组成：超细玻璃纤维棉100、聚酯纤维10～15、湿强剂0.2～0.3、沉淀胶乳6～7、阳离子聚丙烯酰胺0.3～0.4，其中，所述超细玻璃纤维棉直径为1.0～1.4μm，所述聚酯纤维直径为6～9μm，所述沉淀胶乳为苯乙烯和丙烯酸酯共聚的阴离子型乳液树脂。
2.一种如权利要求1所述铅酸起动蓄电池隔板的制备方法，其特征在于，它按如下工序进行：
a.碎浆：按上述隔板原料配比称取超细玻璃纤维棉、聚酯纤维和湿强剂，加入到碎浆机中，加入水将浆料浓度调整到0.45～0.55％，将之碎解成纤维均匀分散的浆料，泵入贮浆池中备用；
b.浆料处理和输送：将碎解好的浆料除渣，然后按上述隔板原料配比，先后加入沉淀胶乳和阳离子聚丙烯酰胺，并将浆料的浓度稀释到0.03～0.05％，输送到纸机生产线，所用沉淀胶乳为苯乙烯和丙烯酸酯共聚的阴离子型乳液树脂；
c.基纸抄造：浆料在纸机生产线经成型、干燥和卷取，抄造成隔板基纸；
d.隔板加工：基纸在隔板成型生产线，经浸渍、加筋、干燥、裁切、装箱，加工成起动型铅酸蓄电池用10G隔板。
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