CN103378333A - 由玻璃纤维或聚烯烃纤维制成的在铅酸电池中用作隔板的毡 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式提供了用于增强电池例如铅酸电池内的电子流动的方法和装置。在一种实施方式中，电池隔板可以包括电子可以在其上流动的导电表面或导电层。所述电池隔板可以包括含有多根电绝缘纤维的纤维毡。所述电池隔板可以被置于电池的电极之间，以使所述电极电绝缘。所述电池隔板还可以包括被配置在所述纤维毡的至少一个表面上的导电材料。所述导电材料可以与所述电池的电极接触，并且可以具有能够使电子在所述纤维毡的表面上流动的导电性。

Description

由玻璃纤维或聚烯烃纤维制成的在铅酸电池中用作隔板的毡

技术领域

本发明总的来说涉及电池隔板，更具体来说涉及具有导电层或导电表面的电池隔板。

背景技术

电池例如铅酸电池常用于各种目的和各种设备中。例如，铅酸电池的常见用途是在汽车工业中，其中使用电池来向启动器马达提供动力以使内燃机转动并引发汽车运行。铅酸电池在汽车中的其他常见应用包括向各种部件或设备例如CD播放器、灯、电源端子等提供动力。在汽车中，对电池的使用和依赖性越来越高，这是由于这样的交通工具对于以石油作为向交通工具提供动力的手段的依赖性变低，并且更依赖于可替代能源。目前，已生产了许多完全依赖于电力或通过混合动力例如电力与石油的组合来提供动力的汽车。与其他应用相比，这些汽车通常具有更高的电流和电池放电时间要求。电池也常用于各种其他工业或娱乐目的，例如向工业设备、器具、玩具等提供动力。

在未来，对电池的使用和依赖性可能继续增加。因此，对用于提供具有扩大的功率输出和/或增加的电池寿命的电池的改进手段，存在着持续的需求。

发明内容

本发明的实施方式提供了具有导电表面的电池隔板，以增强电子在所述电池隔板的一个或多个表面上的流动，并由此延长电池寿命。根据一种实施方式，提供了铅酸电池。所述铅酸电池可以包括正电极、负电极和纤维毡，所述纤维毡被放置在所述正电极与负电极之间并将所述电极隔开，以使所述电极电绝缘。所述纤维毡可以包括多根纤维以及被配置在所述纤维毡的至少一个表面上的导电材料。所述导电材料可以接触所述正电极或负电极，并可以具有低于约100,000欧姆/平方的电阻率，以便能够使电子在所述纤维毡的表面上流动。

在一种实施方式中，所述导电材料可以具有低于约50,000欧姆/平方的电阻率。根据数种实施方式，所述导电材料可以包含数种构造，包括：被施加于所述纤维毡的至少一个表面的导电材料涂层，被放置成与所述纤维毡的至少一个表面相邻的导电纤维毡，被交织在所述纤维毡内和/或置于所述毡的顶上的多个导电聚合物，等等。所述纤维毡还可以包括被配置在所述纤维毡的另一个表面上的附加的导电材料，使得正电极和负电极两者接触相应的导电材料之一。

根据另一种实施方式，提供了电池隔板。所述电池隔板可以包括含有多根电绝缘纤维的毡。所述毡可以被构造成将电池的电极隔开，以使所述电极电绝缘。导电材料可以被配置在所述毡的至少一个表面上，并可以接触所述电池的电极之一。所述导电材料能够使电子在所述毡的表面上流动。

所述电池隔板还可以包括被配置在与所述导电材料相反的表面上的微孔膜。在一种实施方式中，可以将第二毡配置在所述微孔膜的与所述第一毡相反的表面上，使得所述微孔膜被夹在所述毡之间。第二导电材料可以被配置在所述第二毡的外表面上，使得所述第二导电材料接触所述电池的第二电极。与所述第一毡类似，所述第二导电材料可以具有能够使电子在所述第二毡的表面上流动的导电性。

在某些实施方式中，所述第一和/或导电材料可以包括：导电聚合物，纳米碳，金属，铜，钛，钒，石墨，石墨烯等。在一种实施方式中，所述毡是玻璃毡，并且所述导电材料是被施加于所述玻璃毡的涂层。所述涂层可以包括粘合剂与导电材料的混合物。在另一种实施方式中，所述毡是玻璃毡，并且所述导电材料是包括多根导电纤维的第二毡，其中所述第二毡被放置成与所述毡相邻。

根据另一种实施方式，提供了具有导电表面的非织造纤维毡。所述非织造纤维毡包括形成所述非织造纤维毡的多根缠结纤维、促进所述多根缠结纤维联结的粘合剂、以及被配置在所述多根缠结纤维的至少一个表面上的导电材料层。所述导电材料具有足以提供非织造玻璃纤维毡的导电表面的导电性。

根据另一种实施方式，提供了提供具有导电表面的电池隔板的方法。所述方法可以包括提供包含多根电绝缘纤维的纤维毡，以及向所述纤维毡的至少一个表面施加导电材料。所述导电材料可以在所述纤维毡的表面上形成导电层，并且所述导电层可以具有能够使电子在所述纤维毡的表面上流动的导电性。在一种实施方式中，所述导电材料可以具有低于约100,000欧姆/平方的电阻率，而在另一种实施方式中，所述导电材料具有低于约50,000欧姆/平方的电阻率。

所述方法还可以包括将所述电池隔板置于电池的正电极与负电极之间，使得所述导电层接触所述电极之一，以增强相对于接触的电极的电子流动。在一种实施方式中，向所述纤维毡的至少一个表面施加导电材料的步骤包括向所述多根纤维施加导电材料涂层。所述导电材料涂层可以包括与所述导电材料混合的粘合剂。可以将所述纤维毡用所述粘合剂浸透，和/或可以将所述粘合剂喷洒在所述纤维毡的至少一个表面的顶上。在另一种实施方式中，向所述纤维毡的至少一个表面施加导电材料的步骤包括将第二纤维毡放置成与所述纤维毡的表面相邻。所述第二纤维毡可以包括多根导电纤维和/或涂覆有导电材料的多根纤维。

所述方法还可以包括将微孔膜置于所述纤维毡的相对表面上。所述方法还可以包括将正电极导体放置成与正电极表面相邻，以及将所述电池隔板放置成与所述正电极相邻，以使所述导电层接触所述正电极。所述正电极可以被配置在所述纤维毡与所述正电极导体之间，使得所述正电极的第一区域处的电子沿着所述纤维毡的导电层流向所述电池的正端子，此时所述导电层在所述第一区域处提供了电阻最小的电通路。所述正电极的第二区域处的电子可以沿着所述正电极导体流向所述电池的正端子，此时所述正电极导体在所述第二区域处提供了电阻最小的电通路。

附图说明

结合附图对本发明的实施方式进行描述：

图1示出了根据本发明的一种实施方式，具有被包括导电表面或导电层的电池隔板隔开的正电极和负电极的电池的横截面视图。

图2示出了根据本发明的另一种实施方式，具有被包括导电表面或导电层的电池隔板隔开的正电极和负电极的另一种电池的横截面视图。

图3示出了根据本发明的一种实施方式，具有导电层或导电表面的电池隔板的透视图。

图4示出了根据本发明的一种实施方式，具有包括导电表面或导电层的电池隔板的电池的放大的横截面视图。

图5示出了根据本发明的一种实施方式，提供具有导电表面或导电层的电池隔板的方法。

在附图中，相似的部件和/或特征可以具有相同的数字参考标记。此外，相同类型的各种部件可以通过在参考标记后附加用于区分相似部件和/或特征的字母来进行区分。如果在说明书中只使用了第一数字参考标记，则该描述适用于具有相同第一数字参考标记的相似部件和/或特征中的任一个，而不论其字母后缀如何。

具体实施方式

本发明的实施方式提供了具有导电表面的电池隔板，以增强电子在电池隔板的一个或多个表面上的流动，并因此延长电池寿命。本文中描述的电池隔板对于延长铅酸电池的寿命可能特别有用，在所述铅酸电池中，电池的连续放电引起电池的电极退化。例如，在铅酸电池放电期间，正电极板中的二氧化铅（良导体）被转变成硫酸铅，硫酸铅通常为绝缘体。硫酸铅能够形成包封二氧化铅粒子的一个或多个不可渗透的层，这可能限制二氧化铅的利用，并因此将电池容量限制到低于50%，在某些情况下约30%。绝缘的硫酸铅层还可以导致电池的电阻变高。其影响可能是降低由电池提供的电流和/或电池的放电寿命。

通过提高电池内的电子流动或电流，导电电池隔板可以提高或延长铅酸电池的寿命。在某些实施方式中，电池隔板的导电表面为电子流动提供了附加路径（即附加的电流路径），所述附加路径与由电池的导体板或导体栅所提供的路径隔开。在其他实施方式中，电子可以在电池隔板的导电表面上流动或者在导体板或导体栅上流动，这取决于哪种导体提供了通往电池端子的电阻最小的路径或通路。通过这种方式，当电极由于硫酸铅的形成而持续退化时，电子通过电极和/或沿着电池隔板表面的路径或通路可以进行调整，以补偿所述退化。

电池隔板可以包括包含多根电绝缘纤维的纤维毡。纤维毡可以具有大于约一百万欧姆/平方的电阻率。纤维毡可以是非织造多孔毡，其中多根纤维缠结和/或通过粘合剂联结。在一种实施方式中，纤维毡包括玻璃纤维、聚烯烃纤维、聚酯纤维等。玻璃、聚烯烃或聚酯纤维毡可以为电池隔板提供强化层。电池隔板也可以包括被放置成与纤维毡的一个表面相邻的微孔膜或聚合膜。微孔膜可以包括尺寸小于纤维毡的孔。电池隔板可以防止电池的正电极与负电极之间的物理接触，同时允许跨过毡的自由离子运输。

在纤维毡的与微孔膜相反的表面上可以放置导电材料，所述导电材料为纤维毡提供导电表面。电池隔板可以被置于电池内，以使导电材料/导电层接触一个或多个电池电极。在某些实施方式中，导电材料包括导电纤维的层或毡，或其他导电材料的层例如金属片或金属膜。

在其他实施方式中，导电材料可以包括被施加于纤维毡或其顶上的导电材料涂层。在特定实施方式中，向粘合剂材料添加导电材料，所述粘合剂材料在纤维毡制造期间被施加于多根纤维，或被喷洒在以前制造的纤维毡的顶上。

纤维毡的导电层可以被配制成基本上跨过纤维毡的整个表面，以致导电层的尺寸和形状基本上等同于纤维毡。通过这种方式，导电层提供了大的导电表面，所述导电表面与电极接触，并且电子可以沿着所述导电表面流动。当通过电池的重复充放电而产生绝缘的硫酸铅时，大的导电表面还提供了电子可以沿着其流动的事实上无限的通路或路径。

在某些实施方式中，电池隔板在两个表面上包括导电材料或导电层，使得电池的正电极和负电极两者接触电池隔板的导电表面。在一般性描述了本发明的数种实施方式后，将参考附图来认识本发明的实施方式的其他方面。

图1示出了铅酸电池的电池100的横截面。在一种实施方式中，铅酸电池可以包括3个串联的这种电池100，以提供约6.3伏的电压。在另一种实施方式中，铅酸电池可以包括6个串联的这种电池100，以提供约12.6伏的电压。在其他实施方式中，取决于所需的电压，铅酸电池可以包括更多或更少的电池。

电池100包括正电极102和负电极112。正电极102包括正电极导体106例如金属栅或金属板，其具有正活性材料涂层例如二氧化铅104。导体106与正端子108电连接。同样地，负电极112包括负电极导体116例如金属栅或金属板，其具有负活性材料涂层例如铅114。导体116与负端子118电连接。正电极102和负电极112被浸泡在电解质（未示出）中，所述电解质可以包括硫酸和水。

正电极102和负电极112被电池隔板120隔开。电池隔板120防止正电极102与负电极112的物理接触，同时允许跨过电池隔板120的离子运输，从而完成电路并允许电子流在正端子108与负端子118之间流动。

电池隔板120包括多孔纤维毡122，多孔纤维毡122包含多根电绝缘纤维例如玻璃、聚烯烃、聚酯等。在一种实施方式中，纤维毡122是基本上不导电的，具有大于约1兆欧姆/平方的电阻率。纤维毡122的低导电性在电学上将正电极102与负电极112隔开，或者换句话说，防止或最大程度降低电子流在正电极102与负电极112之间通过以及由此导致的电路短路。在一种实施方式中，纤维毡122包括通过粘合剂联结在一起的玻璃纤维、聚烯烃纤维或聚酯纤维或其任何组合。玻璃、聚烯烃或聚酯纤维毡122可以通过从纤维在液体介质中的悬液中去除（例如通过真空）液体来制造。然后将粘合剂施加于湿法成网的非织造玻璃纤维或聚烯烃纤维，以形成纤维毡122。在一种实施方式中，纤维毡122可以具有在约50微米和约500微米之间的厚度、在约50%和约90%之间的孔隙度，并具有在约5微米和约5毫米之间的平均孔径。

在其他实施方式中，纤维毡122的纤维可以包括无机陶瓷或多种聚合物，例如聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚酯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯等。

在纤维毡122的一侧上可以放置导电层124，导电层124是通过向纤维毡122的表面施加导电材料而形成的。在图1中所示的实施方式中，导电层124被放置成面朝正电极102，但是在其他实施方式中，导电层124可以面朝负电极112。纤维毡122的导电材料以及由此形成的导电层124或导电表面接触正电极102，或更具体来说是接触正电极102的正活性材料（例如二氧化铅104）。导电材料和/或导电层124具有低于约100,000欧姆/平方、更常见低于约50,000欧姆/平方的电阻率，以便能够使电子在纤维毡122的表面上流动或增强所述流动。在某些实施方式中，导电层124可以与正端子108（或者当被放置成面朝负电极112时，与负端子118）电连接，以便为电子流在正电极102（或负电极112）与正端子108（或负端子118）和/或与它们电连接的导电元件之间流动提供路径或通路。在其他实施方式中，电子可以沿着纤维毡122或正电极导体106流动，这取决于哪种导电表面了提供电阻最小的电通路。例如，正端子108近端的电子可以沿着正电极导体106的电通路流动，而正端子108远端的电子可以沿着纤维毡122的电通路流动，这是由与该位置相邻的正电极导体106上积累的硫酸铅增加而造成的。

在一种实施方式中，通过将导电材料涂覆到纤维毡122上或将导电材料喷洒在纤维毡122的表面上，在纤维毡122的表面上形成导电层124。例如，可以向第一粘合剂材料添加导电材料，该第一粘合剂材料被施加于湿法成网的非织造纤维以将纤维联结在一起。然后可以将第一粘合剂/导电材料混合物和湿法成网的非织造纤维固化，以使导电材料完全涂覆纤维毡122或浸透整个纤维毡122，以形成导电层124。在另一种实施方式中，可以用标准方法制造纤维毡122，其中将不含导电材料的第一粘合剂施加于湿法成网的非织造纤维以将纤维联结在一起。然后可以将导电材料分散在第二粘合剂或稀释粘合剂中，然后将该粘合剂涂覆或喷洒到纤维毡122的表面上。然后可以将纤维毡122固化，以使导电材料形成跨过纤维毡122的确定部分或整个表面的导电层124。在这种实施方式中，大部分导电材料可以铺在或被置于纤维毡122表面的顶上。

在另一种实施方式中，可以按照已知方法来制造纤维毡122。然后可以向纤维毡122的表面添加催化剂，并且可以通过施加的催化剂在纤维毡的表面上生长金属离子例如铜。在另一种实施方式中，可以通过化学气相沉积方法向纤维毡122添加导电层124的导电材料。

在铅酸电池环境中，由于电池的攻击性电化学环境，所使用的导电材料应该相对耐腐蚀。在某些实施方式中，导电材料可以包括金属、纳米碳、石墨烯、石墨、导电聚合物（例如聚苯胺类）、纳米碳或碳纳米管、铜、钛的氧化物、钒的氧化物、锡的氧化物等。在特定实施方式中，导电材料包括碳纳米片例如石墨烯。石墨烯可以被添加到如上所述的第一粘合剂或第二/稀释粘合剂，并以在约0.5重量%和50重量%之间、或者在某些实施方式中在约1重量%和10重量%之间的量被施加于纤维毡122（例如玻璃或聚烯烃纤维毡）。在固化时，石墨烯涂层形成跨过纤维毡122的确定部分或整个表面的导电层124。

在另一种实施方式中，导电层124包含被放置成与纤维毡122的表面相邻的导电纤维毡、箔片或筛网。在一种实施方式中，导电纤维毡可以通过将导电材料涂覆到纤维毡122上或将导电材料喷洒在纤维毡122的表面上来制造。所述箔片或筛网可以包含金属、一种或多种导电聚合物等。导电纤维毡可以包括以非织造或织造图案排列并通过粘合剂联结在一起的多根导电纤维。导电纤维毡可以通过粘合剂等与纤维毡122联结。电子可以沿着如上所述的导电纤维毡、箔片或筛网流动，直至例如正和/或负端子或通过二氧化铅104和/或铅114。如上所述，导电纤维毡、箔片或筛网的导电材料可以包括金属、纳米碳、石墨烯、石墨、导电聚合物（例如聚苯胺类）、纳米碳或碳纳米管、铜、钛的氧化物、钒的氧化物、锡的氧化物等。

在纤维毡122的相反一侧上放置有微孔膜，例如聚合膜126或AGM（吸附性玻璃毡）。聚合膜可以被放置成与负电极112相邻，并且可以包含允许跨过电池隔板120离子运输（即离子载荷子的运输）的微米尺寸的空隙。在一种实施方式中，微孔膜或聚合膜126可以具有50微米或更小、优选25微米或更小的厚度，可以具有约50%或40%或更小的孔隙度，并且可以具有5微米或更小、优选1微米或更小的平均孔径。聚合膜126可以包含各种不同类型的聚合物，包括聚烯烃、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚酯、聚氯乙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯等。

现在参考图2，图2示出了具有被电池隔板220隔开的正电极202和负电极212的电池200的另一种实施方式的横截面。与电池100类似，正电极202包括正电极导体206、正活性材料例如二氧化铅204、以及正端子208。同样地，负电极212包括负电极导体216、负活性材料例如铅214、以及负端子218。电池隔板220包含微孔膜222，例如上述的微孔膜（例如聚合膜）。在某些实施方式中，元件222表示不具有导电层或导电表面的纤维毡（例如AGM或聚烯烃毡）。玻璃/聚烯烃毡或微孔膜222具有可忽略不计的导电性（例如电阻率为1兆欧姆/平方或更高），使得电子不跨过玻璃/聚烯烃毡或微孔膜222流动或转移。在微孔膜222的每一侧上分别放置纤维毡230和240，使得微孔膜（或者玻璃/聚烯烃毡）222被夹在两个纤维毡之间。纤维毡230和240可以包括相似的纤维材料例如玻璃或聚烯烃，或者包括不同的纤维材料。每个纤维毡230和240可以是导电的，或分别包括导电层232和242，使得负电极212和正电极202两者接触相应纤维毡的导电层或导电表面。如上所述，电子可以分别沿着或相对于纤维毡230和240的导电层或导电表面232和242流动。在另一种实施方式中，纤维毡230和240中只有一个可以导电或包括导电层。例如纤维毡230和240两者都可以是玻璃或聚烯烃纤维毡，但是只有接触正电极202的纤维毡240可以包含导电层242。

导电层232和242可以包含相似的导电材料和导电层，例如被涂覆或施加于纤维毡的石墨烯或另一种材料、由导电纤维制成的纤维毡、等等，或者可以包含不同的导电材料和导电层，例如一个毡具有导电涂层，而另一个毡具有导电纤维；或者两个毡包含不相似的涂层或导电纤维。

在另一种实施方式中，单个纤维毡可以在纤维毡的两个侧面或表面上包含导电层，使得正电极和负电极两者接触单个纤维毡的相应导电层之一的导电材料。

现在参考图3，图3示出了具有导电表面304的非织造纤维毡300的透视图，电子可以沿着导电表面304流动或者在导电表面304上流动。一部分导电表面304被切掉以揭示出多根缠结纤维302（例如玻璃纤维），所述纤维可以被粘合剂联结在一起以形成非织造纤维毡300。导电表面304可以是导电材料涂层或被放置成与多根缠结纤维302的表面相邻的独立的毡、膜或筛网。尽管导电表面304在图3中被示出为固体表面或片，但应该认识到，导电表面304可以是在纤维毡300的各个纤维（例如玻璃纤维）上的涂层。

在一种实施方式中，将导电材料（例如石墨烯）与第一粘合剂或第二粘合剂混合，并在制造纤维毡302期间或之后施加于多根缠结纤维302。在另一种实施方式中，导电纤维毡包含通过粘合剂联结在一起的多根缠结的导电纤维。导电表面304可以具有低于约100,000欧姆/平方、更常见低于约50,000欧姆/平方的电阻率，以便能够使电子在纤维毡300的导电表面304上流动。

现在参考图4，图4示出了电池例如铅酸电池的电池400的放大的横截面。电池400包括与正端子406电连接的正电极导体404。导体404可以具有正活性材料涂层例如二氧化铅402。纤维毡410被放置成与二氧化铅402材料相邻，纤维毡410具有如上所述的导电表面412（例如涂层、导电纤维毡等）。电池400被浸泡在电解质（未示出）中，并且当电流从正端子406流向负端子（未示出）时经历电化学反应。当电化学反应发生时，二氧化铅402被转变成硫酸铅420，并在层402中产生电子。硫酸铅420通常为绝缘体，并可以形成包封二氧化铅402粒子的不可渗透的层，这可能限制二氧化铅402的利用。此外，硫酸铅420还可以在电池内产生较高的电阻，引起通过正电极（例如通过二氧化铅材料402和导体404）的电子流动减少，从而降低从正电极406到负电极的电流。例如，硫酸铅420能够增加导体404的电阻，使得从导体404的底部区域流动的电子经历增加的电阻。导电表面412可以提供电子能够沿着其流动的电阻较低的可选路径或通路。

当二氧化铅402与正端子406之间通过导体404的电阻由于硫酸铅420的形成而增加时，在通路430B周围的二氧化铅402中产生的电子可以流向纤维毡410的导电表面412。或者，在不同位置处，二氧化铅402与正端子406之间通过导体404的电阻可能低于导电表面412的电阻。因此，当在导电表面412附近的点处出现硫酸铅420时，通路430A可以表示电子流向导体404。通过这种方式，电子可以流过导电表面412和导体404中的任一个或两者，这取决于哪种导电材料提供了电阻最低的通路。此外，电子事实上可以沿着导电表面412的任何地点流动，使得当硫酸铅在一个区域或面积中形成时，电子能够绕过该区域流动。

为简便起见，电池400仅示出了正电极，但是应该认识到，上面的描述可以同等地适用于负电极。

现在参考图5，图5示出了用于增强或提供电子在电池隔板表面上的流动的方法。在框510处，提供纤维毡或包含纤维毡的电池隔板。如上所述，纤维毡可以包含多根纤维（例如玻璃纤维等），并可以具有大于约一百万欧姆/平方的电阻率。在框520处，向纤维毡的至少一个表面施加导电材料。导电材料可以具有低于约100,000欧姆/平方、更常见低于约50,000欧姆/平方的电阻率，并且可以被施加在纤维毡的表面上以使导电材料形成导电层。导电层可以增强电子在纤维毡表面上的流动。在框530处，可以将例如上面所描述的聚合膜或微孔膜置于纤维毡的相对表面上（即，与施加了导电材料的表面相反的表面上）。在框540处，可以将纤维毡（即电池隔板）置于电池的正电极与负电极之间，使得导电层接触一个电极，以增强相对于接触的电极和/或在电池内的电子流动。

在一种实施方式中，向纤维毡表面施加导电材料可以包括向纤维毡的多根纤维施加导电材料涂层。导电材料涂层可以包含与导电材料混合的粘合剂。可以例如在制造纤维毡期间将纤维毡用粘合剂浸透，和/或可以将粘合剂喷洒或施加在纤维毡表面的顶上。在另一种实施方式中，向纤维毡表面施加导电材料可以包括将第二纤维毡放置成与纤维毡表面相邻，所述第二纤维毡包含多根导电纤维或涂覆有导电材料的多根纤维，以使第二纤维毡是导电的。

所述方法还可以包括将正电极导体放置成与电池的正电极表面相邻，以及将纤维毡（即电池隔板）放置成与正电极相邻，以使导电层接触正电极，并使正电极被配置在纤维毡与正电极导体之间。正电极的第一区域处的电子可以沿着纤维毡的导电层流向电池的正端子，这是由于与所述第一区域处的正电极导体的电通路相比，所述导电层在所述第一区域处提供了电阻最小的电通路。同样地，正电极的第二区域处的电子可以沿着正电极导体流向电池的正端子，这是由于与所述第二区域处的导电层的电通路相比，所述正电极导体在所述第二区域处提供了电阻最小的电通路。

使用标准的电池隔板（即不具有导电层的电池隔板）和本文中描述的具有导电层或导电表面的电池隔板进行试验。试验显示，使用具有导电层或导电表面的电池隔板的电池具有延长的电池寿命。所述试验如下进行：构造了具有两个电极、聚合膜和玻璃纤维毡的电池——1个电池包括不具有导电表面的玻璃纤维毡，2个电池包括具有导电表面的玻璃纤维毡。将Proam通用AC-DC适配器设置为2.4V，并使其对电池充电约1小时。记录电流。使用Multiplex多功能充电器LN-5014将电池完全放电。将充电和放电步骤重复多个附加循环。将电流-时间曲线积分，以确定容量（单位为毫安-小时）。

如上所述，使用了两种电池隔板类型：不具有导电表面的第一玻璃纤维毡电池隔板，具有涂覆有石墨烯的纤维毡的第二玻璃纤维毡电池隔板。将玻璃纤维毡放置成接触正电极，以使第二玻璃纤维毡的导电表面接触正电极。测试了三种电池：1个电池具有不带导电表面的隔板，2个电池具有带有导电表面的隔板。将每个电池测试5个充放电循环。试验的结果被显示在下表中。

如表中所示，在使用包含导电表面或导电层的隔板的电池中，观察到约7%的提高。该7%的提高是在仅仅5个充放电循环后观察到的。该初步结果表明，通过使用例如本文中所描述的包含或具有导电表面或导电层的电池隔板，可以增加电池的循环寿命。

本文中所描述的纤维毡和/或电池隔板通常可以被称为非导电毡或具有可忽略不计的导电性、不可察觉的导电性、极小导电性的毡等。应该认识到，非导电性、可忽略不计的导电性、不可察觉的导电性等不一定意味着本身绝对缺乏导电性，而是描述起到电绝缘体作用或功能的能力。例如，这样的毡（即非导电、可忽略不计的导电、不可察觉的导电的毡等）可以具有如此小的导电性（即，如此高的电阻），以致它们可以被用作物体例如电池电极之间的电绝缘层，和/或不能提供任何可测量或可感知的导电值。换句话说，这样的毡可以起到开路的作用和/或量测为开路（即可以具有近似无穷大的电阻）。

在描述了数种实施方式后，本领域技术人员将会认识到，可以在不背离本发明精神的情况下使用各种修改、可选的构造和等同物。此外，为了避免不必要地使本发明晦涩不明，对许多公知的方法和元件没有进行描述。因此，上面的描述不应被当作对本发明范围的限制。

在提供值的范围时，应该理解，还具体公开了在所述范围的上限与下限之间的每个中间值直至所述下限单位的十分之一，除非上下文明确指明不是如此。还涵盖了在所陈述范围内的任何陈述值或居间值与所陈述范围内的任何其他陈述值或居间值之间的每个较小的范围。这些较小的范围的上限和下限可以被独立地包含或不包含在所述范围内，并且其中任一个、没有或两个极限值被包含在所述较小的范围内的每个范围也被涵盖在本发明中，并受所陈述范围中任何被具体排除的极限值的约束。在所陈述的范围包括一个或两个极限值时，不包含任一个或两个所包含的极限值的范围也被涵盖在内。

当在本文中以及权利要求书中使用时，除非上下文另有指明，否则不带具体数量的指称包括其复数指称项。因此，例如，对“方法”的指称包括多个这样的方法，对“装置”的指称包括对一个或多个装置或其被本领域技术人员已知的等同物的指称，等等。

此外，当在该说明书和权利要求书中使用时，词语“包含”、“包括”意在指明存在所陈述的特征、整数、部件或步骤，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、组分、步骤、行动或组群。

Claims (24)

1.铅酸电池，其包含：

正电极；

负电极；以及

纤维毡，其将所述正电极和所述负电极隔开以使所述正电极和负电极电绝缘，所述纤维毡包含：

多根纤维；以及

导电材料，其被配置在所述纤维毡的至少一个表面上以便接触所述正电极或负电极，所述导电材料具有低于约100,000欧姆/平方的电阻率，以便能够使电子在所述纤维毡的表面上流动。

2.权利要求1的铅酸电池，其中所述导电材料具有低于约50,000欧姆/平方的电阻率。

3.权利要求1的铅酸电池，其中所述导电材料包含被施加于所述纤维毡的至少一个表面的导电材料涂层。

4.权利要求1的铅酸电池，其中所述导电材料包含与所述纤维毡的至少一个表面相邻放置的导电纤维毡。

5.权利要求4的铅酸电池，其中所述导电纤维毡包含多个导电聚合物。

6.权利要求1的铅酸电池，其还包含被配置在所述纤维毡的另一个表面上的附加的导电材料，使得所述正电极和负电极两者接触相应的导电材料之一。

7.电池隔板，其包含：

毡，其包含多根电绝缘纤维，所述毡被构造成将电池的电极隔开，以使所述电极电绝缘；以及

导电材料，其被配置在所述毡的至少一个表面上，其中所述导电材料接触所述电池的至少一个电极，并且其中所述导电材料能够使电子在所述毡的表面上流动。

8.权利要求7的电池隔板，其还包含被配置在纤维毡的相对表面上的微孔膜。

9.权利要求8的电池隔板，其还包含：

第二毡，其被配置在所述微孔膜的相对表面上，使得所述微孔膜被夹在所述毡与所述第二毡之间；以及

第二导电材料，其被配置在所述第二毡的外表面上，使得所述第二导电材料接触所述电池的第二电极，所述第二导电材料具有能够使电子在所述第二毡的表面上流动的导电性。

10.权利要求7的电池隔板，其中所述导电材料包含选自下列的一种或多种材料：

导电聚合物；

纳米碳；

金属；

铜；

钛；

钒；

石墨；和

石墨烯。

11.权利要求7的电池隔板，其中所述毡包含玻璃毡，并且其中所述导电材料包含被施加于所述玻璃毡的涂层。

12.权利要求11的电池隔板，其中所述涂层包含粘合剂与导电材料的混合物。

13.权利要求7的电池隔板，其中所述毡包含玻璃毡，并且其中所述导电材料包括含有多根导电纤维的第二毡，所述第二毡与所述毡相邻放置。

14.具有导电表面的非织造纤维毡，所述非织造纤维毡包含：

形成所述非织造纤维毡的多根缠结纤维；

促进所述多根缠结纤维联结的粘合剂；以及

被置于所述多根缠结纤维的至少一个表面上的导电材料层，所述导电材料具有足以提供非织造玻璃纤维毡的导电表面的导电性。

15.提供具有导电表面的电池隔板的方法，所述方法包括：

提供包含多根电绝缘纤维的纤维毡；以及

向所述纤维毡的至少一个表面施加导电材料，所述导电材料在所述纤维毡的表面上形成导电层，并且所述导电层具有能够使电子在纤维毡的表面上流动的导电性。

16.权利要求15的方法，其中所述导电材料具有低于约100,000欧姆/平方的电阻率。

17.权利要求15的方法，其中所述导电材料具有低于约50,000欧姆/平方的电阻率。

18.权利要求15的方法，其还包括将所述电池隔板置于电池的正电极与负电极之间，使得所述导电层接触所述电极之一，以增强相对于接触的电极的电子流动。

19.权利要求15的方法，其中向所述纤维毡的至少一个表面施加导电材料包括向所述多根纤维施加导电材料涂层。

20.权利要求19的方法，其中所述导电材料涂层包含与所述导电材料混合的粘合剂，并且其中所述纤维毡用粘合剂浸透，或将粘合剂喷洒在纤维毡的至少一个表面的顶上。

21.权利要求15的方法，其中向所述纤维毡的至少一个表面施加导电材料包括将第二纤维毡与所述纤维毡的至少一个表面相邻放置，所述第二纤维毡包含多根导电纤维或涂覆有导电材料的多根纤维。

22.权利要求15的方法，其还包括将微孔膜置于所述纤维毡的相对表面上。

23.权利要求15的方法，其还包括：

将正电极导体与正电极表面相邻放置；以及

将所述电池隔板与所述正电极相邻放置，以使所述导电层接触所述正电极，所述正电极被配置在所述纤维毡与所述正电极导体之间，使得所述正电极的第一区域处的电子沿着所述纤维毡的导电层流向电池的正端子，所述导电层在所述第一区域处提供了最小电阻的电通路。

24.权利要求15的方法，其中所述正电极的第二区域处的电子沿着正电极导体流向电池的正端子，所述正电极导体在所述第二区域处提供了电阻最小的电通路。

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