CN114142158B - 一种卷绕电池用agm隔膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种卷绕电池用AGM隔膜及其制备方法，属于电池隔膜的技术领域。其厚度在0.6～1.5mm，包括重量份的以下组分：玻璃纤维85～95份，二氧化硅气凝胶3～5份，分子筛4～6份。本发明的卷绕电池用AGM隔膜，使用了针状玻璃纤维，在成型时，针状物体发生交错搭接，搭接后形成的湿纸幅中含有大量的孔隙。再通过将细小的二氧化硅气凝胶和研细的分子筛通过浸渍的方式，夹杂到孔隙中，有效地填补了原有隔膜的孔隙，降低了孔径大小，可防止铅枝晶短路，提高了电池的循环寿命。同时加入了气凝胶和分子筛，增加了隔膜的吸酸性，吸酸性能好，电池的内阻就小，能够吸收足够电解液保证电池大容量放电。
Description
技术领域
本发明涉及电池隔膜的技术领域，具体涉及一种卷绕电池用AGM隔膜及其制备方法。
背景技术
近些年来，在能源和环保的压力下，促进了新能源及应用的发展。在太阳能、风能等可再生能源，智能电网、电动汽车等新兴市场的推动下，其主要部件之一的电池技术需要有新的突破性进展。而铅酸电池因具有技术成熟、价格低、资源丰富、可回收利用等优势，必将有更大的发展。
近年来铅酸电池技术不断发展，卷绕电池是近年来发展较快的产品，区别于普通铅酸蓄电池平板叠片结构，它是将正、负极板做成软性带状，中间和两侧均夹有玻纤隔板，然后压紧卷起来装入圆形电池槽片，焊接好极柱，加盖密封，组成螺旋形结构的阀控式电池。
根据卷绕铅酸蓄电池的结构特点，电池的极板需做的很薄，这就决定了其所用的隔膜与普通超细玻璃纤维(AGM)电池相比会有比较大的不同：细玻璃纤维丝制得的隔膜具有小的孔径，在抗穿刺能力方面要明显好于粗纤维制得的隔膜；随着组成隔膜的玻璃纤维丝直径的加粗，隔膜的吸液量增加，酸液扩散速度越快，抗酸液分层的能力越好；玻璃纤维丝直径越大，隔膜吸液后的回弹力性能越好，其抗压能力越好，所以，卷绕式铅酸蓄电池所采用的隔膜应是复合型隔膜，现有的AGM隔膜尚不能满足要求。
发明内容
针对现有技术中AGM隔膜无法满足卷绕式铅酸蓄电池的要求，本发明提供一种卷绕电池用AGM隔膜及其制备方法，以解决上述技术问题。
本发明的技术方案为：
一种卷绕电池用AGM隔膜，其厚度在0.6～1.5mm，包括重量份的以下组分：玻璃纤维85～95份，二氧化硅气凝胶3～5份，分子筛4～6份。
优选的，包括重量份的以下组分：玻璃纤维92份，二氧化硅气凝胶4份，分子筛4份。
优选的，所述玻璃纤维为包括细高碱玻璃纤维和粗高碱玻璃纤维的混合物，其中细高碱玻璃纤维与粗高碱玻璃纤维的重量比为4:6～6:4。
优选的，所述细高碱玻璃纤维的单丝直径为0.5～0.8μm，长度为0.5～1.2mm。
优选的，所述粗高碱玻璃纤维的单丝直径为1.2～2.0μm，长度为0.5～1.2mm。
优选的，所述分子筛的粒度为200目～300目。
本发明的另一个目的，是提供一种制备AGM隔膜的方法，包括以下步骤：
(1)将混合的玻璃纤维和水投入疏解机一中，疏解10～12min；再加入分散剂一进行分散，使得纤维分散均匀；
(2)使分散均匀后的浆料在成形部进行重力脱水，得高含水量湿纸幅；
(3)将二氧化硅气凝胶和研细的分子筛加入疏解机二中，加入水和分散剂二分散均匀；
(4)将步骤(2)制得的湿纸幅浸入步骤(3)分散均匀的二氧化硅气凝胶和分子筛的悬浮液中，进行浸润处理；浸润后的湿纸幅进行重力脱水、吸湿真空脱水和强制真空脱水；
(5)脱水后的湿纸幅经干燥、分切、卷取，即得卷绕电池用AGM隔膜。
优选的，所述分散剂一和分散剂二均为75％～98％的硫酸；所述分散剂一的加入量与玻璃纤维质量比为1:20～40。
优选的，所述步骤(5)中干燥温度为140℃～170℃。
本发明的有益效果为：
本发明的卷绕电池用AGM隔膜，使用了针状玻璃纤维，在成型时，针状物体发生交错搭接，搭接后形成的湿纸幅中含有大量的孔隙。再通过将细小的二氧化硅气凝胶和研细的分子筛通过浸渍的方式，夹杂到孔隙中，有效地填补了原有隔膜的孔隙，降低了孔径大小，可防止铅枝晶短路，提高了电池的循环寿命。同时加入了气凝胶和分子筛，增加了隔膜的吸酸性，吸酸性能好，电池的内阻就小，能够吸收足够电解液保证电池大容量放电。隔膜中增加的气凝胶和分子筛还可以有效地提高隔膜的回弹性，在安装和更换的过程中不易发生损坏。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种卷绕电池用AGM隔膜，其厚度在0.8mm，包括重量份的以下组分：玻璃纤维85份，二氧化硅气凝胶3份，分子筛6份。
(1)将混合的玻璃纤维和水投入疏解机一中，疏解10min；再加入85％硫酸4份进行分散，使得纤维分散均匀；
(2)使分散均匀后的浆料在成形部进行重力脱水，得高含水量湿纸幅；
(3)将二氧化硅气凝胶和研细的分子筛加入疏解机二中，加入水和85％硫酸0.5份分散均匀；
(4)将步骤(2)制得的湿纸幅浸入步骤(3)分散均匀的二氧化硅气凝胶和分子筛的悬浮液中，进行浸润处理；浸润后的湿纸幅进行重力脱水、吸湿真空脱水和强制真空脱水；
(5)脱水后的湿纸幅经140℃干燥、分切、卷取，得卷绕电池用AGM隔膜。
实施例2
一种卷绕电池用AGM隔膜，其厚度在1.2mm，包括重量份的以下组分：玻璃纤维92份，二氧化硅气凝胶4份，分子筛4份。
(1)将混合的玻璃纤维和水投入疏解机一中，疏解10min；再加入85％硫酸4份进行分散，使得纤维分散均匀；
(2)使分散均匀后的浆料在成形部进行重力脱水，得高含水量湿纸幅；
(3)将二氧化硅气凝胶和研细的分子筛加入疏解机二中，加入水和85％硫酸0.5份分散均匀；
(4)将步骤(2)制得的湿纸幅浸入步骤(3)分散均匀的二氧化硅气凝胶和分子筛的悬浮液中，进行浸润处理；浸润后的湿纸幅进行重力脱水、吸湿真空脱水和强制真空脱水；
(5)脱水后的湿纸幅经160℃干燥、分切、卷取，即得卷绕电池用AGM隔膜。
实施例3
一种卷绕电池用AGM隔膜，其厚度在1.5mm，包括重量份的以下组分：玻璃纤维95份，二氧化硅气凝胶5份，分子筛5份。
(1)将混合的玻璃纤维和水投入疏解机一中，疏解12min；再加入85％硫酸4份进行分散，使得纤维分散均匀；
(2)使分散均匀后的浆料在成形部进行重力脱水，得高含水量湿纸幅；
(3)将二氧化硅气凝胶和研细的分子筛加入疏解机二中，加入水和85％硫酸0.5份分散均匀；
(4)将步骤(2)制得的湿纸幅浸入步骤(3)分散均匀的二氧化硅气凝胶和分子筛的悬浮液中，进行浸润处理；浸润后的湿纸幅进行重力脱水、吸湿真空脱水和强制真空脱水；
(5)脱水后的湿纸幅经170℃干燥、分切、卷取，即得卷绕电池用AGM隔膜。
测试例
对实施例1～3制备的卷绕电池用AGM隔膜进行相关项目的检测，检测方法参照国家标准《GB/T 28535-2012铅酸蓄电池隔板》进行。具体检测结果如下表1：
表1-检测结果
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种卷绕电池用AGM隔膜，其特征在于，厚度在0.6~1.5mm，包括重量份的以下组分：玻璃纤维85~95份，二氧化硅气凝胶3~5份，分子筛4~6份；其制备方法包括以下步骤：
（1）将玻璃纤维和水投入疏解机一中，疏解10~12min；再加入分散剂一进行分散，使得纤维分散均匀；
（2）使分散均匀后的浆料在成形部进行重力脱水，得高含水量湿纸幅；
（3）将二氧化硅气凝胶和研细的分子筛加入疏解机二中，加入水和分散剂二分散均匀；
（4）将步骤（2）制得的湿纸幅浸入步骤（3）分散均匀的二氧化硅气凝胶和分子筛的悬浮液中，进行浸润处理；浸润后的湿纸幅进行重力脱水、吸湿真空脱水和强制真空脱水；
（5）脱水后的湿纸幅经干燥、分切、卷取，即得卷绕电池用AGM隔膜；
所述玻璃纤维为包括细高碱玻璃纤维和粗高碱玻璃纤维的混合物，其中细高碱玻璃纤维与粗高碱玻璃纤维的重量比为4:6~6:4；所述细高碱玻璃纤维的单丝直径为0.5~0.8μm，长度为0.5~1.2mm；所述粗高碱玻璃纤维的单丝直径为1.2~2.0μm，长度为0.5~1.2mm。
2.如权利要求1所述的一种卷绕电池用AGM隔膜，其特征在于，包括重量份的以下组分：玻璃纤维92份，二氧化硅气凝胶4份，分子筛4份。
3.如权利要求1所述的一种卷绕电池用AGM隔膜，其特征在于，所述分子筛的粒度为200目~300目。
4.如权利要求1所述的一种卷绕电池用AGM隔膜，其特征在于，所述分散剂一和分散剂二均为75%~98%的硫酸；所述分散剂一的加入量与玻璃纤维质量比为1:20~40。
5.如权利要求1所述的一种卷绕电池用AGM隔膜，其特征在于，所述步骤（5）中干燥温度为140℃~170℃。
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