CN103545470B - 一种铅酸蓄电池胶体隔板及其制作方法 - Google Patents

一种铅酸蓄电池胶体隔板及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铅酸蓄电池胶体隔板，以及该种铅酸蓄电池胶体隔板的制作方法，在AGM隔板表面涂覆有高分子胶体层，将阴离子聚丙烯酰胺水溶性聚合物与水按重量比为5～10:1的比例混合，并进行成胶处理制成高分子胶体，将高分子胶体涂覆在AGM隔板表面，形成高分子胶体层，该高分子胶体层厚度为0.01～1mm，然后进行烘干制得铅酸蓄电池胶体隔板。利用功能化改性高吸水聚合物与超细玻璃纤维材料制成胶体隔板，胶体隔板在加入硫酸电解液后与功能化改性高吸水树脂形成凝胶状物质起到胶体电解质的作用，从而解决胶体电解质在铅酸蓄电池生产过程灌注不均匀的问题。

Description

一种铅酸蓄电池胶体隔板及其制作方法
技术领域
本发明属于铅酸蓄电池技术领域，涉及一种铅酸蓄电池胶体隔板，以及该种铅酸蓄电池胶体隔板的制作方法。
背景技术
伴随着电动自行车行业的迅猛发展，电动自行车用铅酸蓄电池使用数量也在不断增多。电动助力车用铅酸蓄电池由正极板、负极板、隔板和电解质几部分组成，隔板是由超细玻璃纤维组成，主要起到阻止正负极板短路，储存硫酸电解质的作用。当前电动助力车用铅酸蓄电池普遍采用的是胶体硫酸电解质。胶体硫酸电解质主要成分是气相二氧化硅，与硫酸和水组成的电解液形成凝胶状物质。凝胶电解质可以阻止硫酸电解液在极群中移动，防止电池使用过程中漏酸。
由于胶体电解质与普通硫酸电解质相比具有明显的优势，胶体电解质在电动自行车用铅酸蓄电池中得到了广泛应用。如申请号为201010213270.2的中国专利公开了一种胶体电解质及其制备方法，由以下重量份的组分制成：二氧化硅0.3-1.0%重量，硫酸钴0.05-0.25%重量，硫酸钠0.5-1.0%重量，硫酸亚锡0.05-0.5%重量，密度为1.330-1.400g/cm3的稀硫酸92-95%重量，pH值在7-9的弱碱性水余量。在电池生产过程中一般采用真空加酸机将电解质抽入电池，由于胶体电解质与普通硫酸电解液相比粘度增大，导致胶体电解质在灌注过程中很难加入到电池极群底部和隔板内部。造成电池注酸过程的不均匀，从而导致电池一致性变差，缩短电池使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种铅酸蓄电池胶体隔板，以及该种铅酸蓄电池胶体隔板的制作方法，利用功能化改性高吸水聚合物与超细玻璃纤维材料制成胶体隔板，胶体隔板在加入硫酸电解液后与功能化改性高吸水树脂形成凝胶状物质起到胶体电解质的作用，从而解决胶体电解质在铅酸蓄电池生产过程灌注不均匀的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种铅酸蓄电池胶体隔板，在AGM隔板表面涂覆有高分子胶体层。
优选的，所述高分子胶体层采用线型高分子量产物聚丙烯酰胺制得。
优选的，所述聚丙烯酰胺采用氧化-还原引发体系低温聚合制得。
优选的，所述高分子胶体层厚度为0.01～1mm。
一种铅酸蓄电池胶体隔板的制作方法，步骤如下：将阴离子型聚丙烯酰胺与水按重量比为5～10:1的比例混合，并进行成胶处理制成高分子胶体，将高分子胶体涂覆在AGM隔板表面，形成高分子胶体层，该高分子胶体层厚度为0.01～1mm，然后进行烘干制得铅酸蓄电池胶体隔板。
优选的，所述阴离子聚丙烯酰胺，是采用聚丙烯酰胺作为原料，制得具有硫酸阴离子亲水基团的水溶性聚合物；其中，所述聚丙烯酰胺是采用氧化-还原引发体系低温聚合制得的线型高分子量产物。
优选的，所述成胶处理是阴离子聚丙烯酰胺在电解质中交联成胶体。
优选的，所述烘干温度为80～100℃。
与现有技术相比，本发明的优点是：利用功能化改性高吸水聚合物与超细玻璃纤维材料制成胶体隔板，胶体隔板在加入硫酸电解液后与功能化改性高吸水树脂形成凝胶状物质起到胶体电解质的作用，从而解决胶体电解质在铅酸蓄电池生产过程灌注不均匀的问题。同时能够更加充分体现胶体电解质的电动自行车用铅酸蓄电池的优势，防止电池漏酸，有效防止电池使用过程中硫酸电解液分层，提高电池循环使用寿命，有利于充电时正极产生的氧气扩散至负极，降低负极充电电位，恒压充电条件下提高电池充电饱和度，有利于提高电池使用寿命，有利于提高低温条件下氢离子和硫酸根离子的扩散，有利于提高电池低温使用性能。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述：
具体实施方式
本发明一种铅酸蓄电池胶体隔板实施例1，在AGM隔板表面涂覆有高分子胶体层。
所述高分子胶体层采用线型高分子量产物聚丙烯酰胺制得。聚丙烯酰胺（简称PAM）是由丙烯酰胺（简称AM）单体经自由基引发聚合而成的水溶性线性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。PAM用于絮凝时，与被絮凝物种类表面性质，特别是动电位，粘度、浊度及悬浮液的PH值有关，颗粒表面的动电位，是颗粒阻聚的原因加入表面电荷相反的PAM，能使动电位降低而凝聚。由于PAM具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，因此可以很好的分散胶体电解质，使其在铅酸蓄电池生产过程灌注不均匀的问题得以解决。
所述聚丙烯酰胺采用氧化-还原引发体系低温聚合制得。具体地，采用氧化-还原引发体系，以丙烯酰胺、丙烯酸为单体，通过水溶液聚合合成了高分子量的阴离子型聚丙烯酰胺。氧化-还原引发体系一般是需要氧化剂和还原剂组合，在低温时就能产生自由基从而引发聚合。比如：采用过硫酸钾和亚硫酸钠氧化-还原体系为引发剂。
所述高分子胶体层厚度为0.01～1mm。此厚度的高分子胶体层不会对AGM隔板本身的作用效果有大的影响，同时又能很好的发挥其絮凝作用，解决胶体电解质在铅酸蓄电池生产过程灌注不均匀的问题。
该胶体隔板的制作方法具体如下：将阴离子型聚丙烯酰胺与水按重量比为5～10:1的比例混合，并进行成胶处理制成高分子胶体，将高分子胶体涂覆在AGM隔板表面，该AGM隔板采用造纸技术制得，形成高分子胶体层，该高分子胶体层厚度为0.01～1mm，然后进行烘干制得铅酸蓄电池胶体隔板。
所述阴离子聚丙烯酰胺，是采用聚丙烯酰胺作为原料，制得具有硫酸阴离子亲水基团的水溶性聚合物；其中，所述聚丙烯酰胺是采用氧化-还原引发体系低温聚合制得的线型高分子量产物。所述阴离子聚丙烯酰胺（简称APAM），是采用氧化-还原引发体系低温聚合制得的线型高分子量产物聚丙烯酰胺，经功能化处理而得到具有硫酸阴离子亲水基团的水溶性聚合物，能以任意比例溶解于水且不溶于有机溶剂。有效的pH值范围为4到14，在中性碱性介质中呈高聚合物电解质的特性，与盐类电解质敏感，与高价金属离子能交联成不溶性凝胶体。
所述成胶处理就是阴离子聚丙烯酰胺在电解质中交联成胶体。
所述烘干温度为80～100℃。
采用该胶体隔板与正负极板组装成电动助力车用铅酸蓄电池，采用真空方式加入普通硫酸电解液后，对电池进行充放电化成，制成所需的电动自行车用胶体铅酸蓄电池。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (4)

1.一种铅酸蓄电池胶体隔板的制作方法，其特征在于：将阴离子型聚丙烯酰胺与水按重量比为5～10:1的比例混合，并进行成胶处理制成高分子胶体，将高分子胶体涂覆在吸附性玻璃垫隔板表面，形成高分子胶体层，该高分子胶体层厚度为0.01～1mm，然后进行烘干制得铅酸蓄电池胶体隔板。
2.如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池胶体隔板的制作方法，其特征在于：所述阴离子型聚丙烯酰胺，是采用聚丙烯酰胺作为原料，制得具有硫酸阴离子亲水基团的水溶性聚合物；其中，所述聚丙烯酰胺是采用氧化-还原引发体系低温聚合制得的线型高分子量产物。
3.如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池胶体隔板的制作方法，其特征在于：所述成胶处理是阴离子聚丙烯酰胺在电解质中交联成胶体。
4.如权利要求1所述的一种铅酸蓄电池胶体隔板的制作方法，其特征在于：所述烘干温度为80～100℃。
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