CN100409466C - 改进型蓄电池隔板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进型蓄电池隔板，各组成成分的质量百分比为：中碱棉：45～65%，高碱棉：35～55%，回料：0～5%，短纤维：0～1%，上述组分为原有成分，在原有成分的基础上，再加入质量为原有成分质量的2-6%的纳米二氧化硅和质量为原有成分质量的0.01～0.5%的羧甲基纤维素钠盐。本发明在原有成分的基础上加入一定含量的纳米二氧化硅和羧甲基纤维素钠盐(CMC)，提高了吸收电解液的能力，不必严格控制注入电池的电解液量，简化了贫液设计措施，同时也使活化过程中对电解液量控制手续放宽。大电流充电条件下不会造成明显的失水现象。
Description
【技术领域】
本发明涉及蓄电池，特别涉及蓄电池隔板。
【背景技术】
铅酸蓄电池正极活性物质是二氧化铅，负极活性物质是海绵铅，电解液是稀硫酸溶液，其放电化学反应为二氧化铅、海绵铅与电解液反应生成硫酸铅和水，Pb(负极)+PbO2(正极)+2H2SO4＝＝＝＝2PbSO4+2H2O(放电反应)其充电化学反应为硫酸铅和水转化为二氧化铅、海绵铅与稀硫酸。2PbSO4+2H2O＝＝＝＝Pb(负极)+PbO2(正极)+2H2SO4(充电反应)铅酸蓄电池单格额定电压为2.0V，一般串联为6V、12V用于汽车、摩托车启动照明使用，单替电池一般串联为48V、96V、110或220V用于不同场合。电池内正、负极板间采用电阻极低、杂质少成分稳定离子能通过的橡胶、PVC、PE或AGM隔板。
铅酸蓄电池主要由电池槽、电池盖、极板、稀硫酸电解液、隔板及附件构成。铅酸蓄电池的制造工艺流程包括铅粉制造、板栅铸造、极板制造、极板化成和电池装配。其中，铅粉制造是将1#电解铅用专用设备铅粉机通过氧化筛选制成符合要求的铅粉，铅粉制造有岛津法和巴顿法，其结果均是将1#电解铅加工成符合蓄电池生产工艺要求的铅粉。铅粉的主要成份是氧化铅和金属铅，铅粉的质量与所制造的质量有非常密切的关系。在我国多用岛津法生产铅粉，而在欧美多用巴顿法生产铅粉。板栅铸造是将将铅锑合金、铅钙合金或其他合金铅通常用重力铸造的方式铸造成符合要求的不同类型各种板板栅。板栅是活性物质的载体，也是导电的集流体。普通开口蓄电池板栅一般用铅锑合金铸造，免维护蓄电池板栅一般用低锑合金或铅钙合金铸造，而密封阀控铅酸蓄电池板栅一般用铅钙合金铸造。极板制造是用铅粉和稀硫酸及添加剂混合后涂抹于板栅表面再进行干燥固化即是生极板。极板是蓄电池的核心部分，其质量直接影响着蓄电池各种性能指标。极板化成是正、负极板在直流电的作用下与稀硫酸的通过氧化还原反应生产氧化铅，再通过清洗、干燥即是可用于电池装配所用极板。极板化成和蓄电池化成是蓄电池制造的两种不同方法，可根据具体情况选择。极板化成一般相对较容易控制成本较高且环境污染需专门治理。蓄电池化成质量控制难度较大，一般对所生产的生极板质量要求较高，但成本相对低一些。蓄电池装配对汽车蓄电池和密封阀控铅酸蓄电池有较大的区别，汽车蓄电池一般用PE、PVC或橡胶隔板，而密封阀控铅酸蓄电池要求紧装配一般用AGM隔板。
目前所使用的AGM隔板一般为中碱棉、高碱棉、回料和短纤维的混合材料制作而成。
玻璃纤维按含碱量高低可分成有碱纤维和无碱纤维两大类。其中有碱纤维又分为高碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维和低碱玻璃纤维。
高碱玻璃纤维(A玻璃纤维，俗称“高碱棉”)：高碱玻璃纤维(含碱量是指玻璃纤维中含钾、钠氧化物的重量，故高碱玻璃纤维的含碱量为12％)。这种玻璃纤维的主要优点是成本低，拉丝时消耗铂少，耐酸性好，但耐水性较差，易吸潮，电绝缘性能差，机械强度比无碱纤维约低10-20％，因此这种纤维的主要用途是作保温绝缘材料和耐腐蚀玻璃钢。
中碱玻璃纤维(俗称“中碱棉”)：含碱量在6-12％的为中碱玻璃纤维。中碱纤维主要用作耐酸介质的玻璃钢以及没有电性能要求的各种玻璃钢。其价格低廉，原料来源方便，不需要用含硼的原料。
低碱玻璃纤维：含碱量在2-6％之间的为低碱玻璃纤维。
无碱玻璃纤维(E玻璃纤维)：无碱玻璃纤维的含碱量要求在1％以下。这种玻璃纤维强度较高，耐热性和电性能良好，能抗大气侵蚀，化学稳定性也好(但不耐酸)，其中最重要的特点是电性能好，因此把它称作电气玻璃。目前国内作为玻璃钢原料的玻璃纤维大部份都使用这种纤维。
“回料”是指不合格的成品再返回使用，回料的含量为0～5％，即可以不使用回料，也可以加入不超过5％的回料。
这种隔板的保持电解液能力低，如果充电速率过大会使电解液量过早损耗，引起电解液干涸而热失控，导致循环寿命缩短。
所以，如何采用最有效的材料来有效保持电解液能力，延长电解液的循环寿命成为蓄电池行业研究的重要课题。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种改进型蓄电池隔板，保持电解液能力高，延长电解液的循环寿命。
为实现上述目的，本发明提出了一种改进型蓄电池隔板，各组成成分的质量百分比为：中碱棉：45～65％，高碱棉：35～55％，回料：0～5％，短纤维：0～1％，上述组分为原有成分，在原有成分的基础上，再加入质量为原有成分质量的2-6％的纳米二氧化硅和质量为原有成分质量的0.01～0.5％的羧甲基纤维素钠盐。
进一步地，纳米二氧化硅的含量为原有成分质量的2％，羧甲基纤维素钠盐含量为原有成分质量的0.01％。
进一步地，纳米二氧化硅的含量为原有成分质量的4％，羧甲基纤维素钠盐含量为原有成分质量的0.25％。
进一步地，纳米二氧化硅的含量为原有成分质量的6％，羧甲基纤维素钠盐含量为原有成分质量的0.5％。
进一步地，纳米二氧化硅的含量为原有成分质量的2％，羧甲基纤维素钠盐含量为原有成分质量的0.5％。
进一步地，纳米二氧化硅的含量为原有成分质量的6％，羧甲基纤维素钠盐含量为原有成分质量的0.01％。
本发明的有益效果：本发明在原有成分的基础上加入一定含量的纳米二氧化硅和羧甲基纤维素钠盐(CMC)，提高了吸收电解液的能力，不必严格控制注入电池的电解液量，简化了贫液设计措施，同时也使活化过程中对电解液量控制手续放宽。大电流充电条件下不会造成明显的失水现象。
本发明的特征及优点将通过实施例进行详细说明。
【具体实施方式】
现有技术的隔板各组分质量配比如表一所示。
表一
| 配料名称 | 质量百分比 |
| 中碱棉 | 45～65％ |
| 高碱棉 | 35～55％ |
| 回料 | 0～5％ |
| 短纤维 | 0～1％ |
本发明改进型蓄电池隔板各组分质量配比如表二所示。
表二
| 配料名称 | 重量百分比 |
| 中碱棉 | 45～65％ |
| 高碱棉 | 35～55％ |
| 回料 | 0～5％ |
| 短纤维 | 0～1％ |
| 纳米二氧化硅 | 原有成分质量的2～6％ |
| 羧甲基纤维素钠盐 | 原有成分质量的0.01～0.5％ |
本发明的实施工艺流程包括：
制水：包括机械过滤、活性碳过滤、精密过滤、反渗透、阴离子交换器、阳离子交换器和贮水池。
称配料：按配方表称量不同原材料比例的重量。中碱棉、高碱棉、回料、短纤维四种组分为主料，先按比例称取，然后再加入配料纳米二氧化硅和羧甲基纤维素钠盐(CMC)。纳米二氧化硅的含量为原有成分的2～6％，羧甲基纤维素钠盐(CMC)的含量为原有成分的0.01～0.5％。作为优选可以选择二氧化硅的含量为原有成分的2％，羧甲基纤维素钠盐(CMC)的含量为原有成分的0.01％；二氧化硅的含量为原有成分的4％，羧甲基纤维素钠盐(CMC)的含量为原有成分的0.25％；二氧化硅的含量为原有成分的6％，羧甲基纤维素钠盐(CMC)的含量为原有成分的0.5％；二氧化硅的含量为原有成分的2％，羧甲基纤维素钠盐(CMC)的含量为原有成分的0.5％；二氧化硅的含量为原有成分的6％，羧甲基纤维素钠盐(CMC)的含量为原有成分的0.01％。
打浆：打开阀门放入离子水至规定量，加入浓硫酸，开启打浆机，把按配方称好的配料慢慢倒入打浆池中，根据浆料的情况来调节打浆的时间。
调浆：把打浆完成的配料抽到大池中，打开阀门放入离子水稀释到一定浓度，一边抽一边用电动搅拌器搅拌，搅拌到一定时间后，测定并调节PH值至规定值，再抽到另一个在大池中，边搅拌边提供到生产流水线上。
成型：打开进浆阀门，从底部进浆到溢流到流水线上，通过聚脂网带动浆料，再经过二次真空泵抽掉浆水，通过橡胶辊压轴辊压，通过调节辊压轴两边的压力调整隔板的厚度，平整度。两边用小水柱切边，产生回料，调整流水线转速。
烘干：进入烘干箱，自动控温调节烘箱内温度。
成圈：用分头机分切隔板，用圈绕机圈成一筒，切去边料产生回料。
裁切：用切断机分切隔板。
包装：裁切完毕后，整理，用透明塑料纸包装封口入箱，并作相应标识。
上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1. 一种改进型蓄电池隔板，各组成成分的质量百分比为：中碱棉：45～65％，高碱棉：35～55％，回料：0～5％，短纤维：0～1％，上述组分为原有成分，其特征在于：在原有成分的基础上，再加入质量为原有成分质量的2-6％的纳米二氧化硅和质量为原有成分质量的0.01～0.5％的羧甲基纤维素钠盐。
2. 如权利要求1所述的改进型蓄电池隔板，其特征在于：纳米二氧化硅的含量为原有成分质量的2％，羧甲基纤维素钠盐含量为原有成分质量的0.01％。
3. 如权利要求1所述的改进型蓄电池隔板，其特征在于：纳米二氧化硅的含量为原有成分质量的4％，羧甲基纤维素钠盐含量为原有成分质量的0.25％。
4. 如权利要求1所述的改进型蓄电池隔板，其特征在于：纳米二氧化硅的含量为原有成分质量的6％，羧甲基纤维素钠盐含量为原有成分质量的0.5％。
5. 如权利要求1所述的改进型蓄电池隔板，其特征在于：纳米二氧化硅的含量为原有成分质量的2％，羧甲基纤维素钠盐含量为原有成分质量的0.5％。
6. 如权利要求1所述的改进型蓄电池隔板，其特征在于：纳米二氧化硅的含量为原有成分质量的6％，羧甲基纤维素钠盐含量为原有成分质量的0.01％。
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