CN104241570A - 用作铅酸电池中的隔膜的由粗玻璃纤维和超细玻璃纤维的组合制成的垫 - Google Patents

用作铅酸电池中的隔膜的由粗玻璃纤维和超细玻璃纤维的组合制成的垫 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用作铅酸电池中的隔膜的由粗玻璃纤维和超细玻璃纤维的组合制成的垫。具体地，本发明的实施方案提供包含增强纤维的电池隔膜和用于制备所述电池隔膜的方法。根据一个实施方案，电池隔膜可以包含共混有多个第二纤维的多个第一纤维。所述多个第一纤维可以包含具有约0.05至5微米纤维直径的纤维且所述多个第二纤维可以包含具有约8至20微米纤维直径的纤维。所述第一纤维可以使得所述电池隔膜吸收所述电池的电解质，同时所述第二纤维增强所述电池隔膜。耐酸粘结剂可以粘结所述第一纤维和第二纤维。在一些实施方案中，所述第二纤维可以以形成多个纤维束的方式相对于所述第一纤维布置，所述多个纤维束设置在由所述第一纤维构成的垫的一个或多个表面上。

Description

用作铅酸电池中的隔膜的由粗玻璃纤维和超细玻璃纤维的组合制成的垫
发明背景 
将隔膜垫用于电池中以将电池的正极和负极物理分开并电绝缘，从而防止不期望的电短路。由于隔膜必须能够承受电池内苛刻的化学环境，所以电池隔膜对用于电池中的电解质通常具有耐化学性，在铅酸电池中所述电解质通常为硫酸。目前，存在与电池具体类型相对应的几种不同的电池隔膜类型。例如，充液的铅酸电池(即其中液体硫酸分散在整个电池中的铅酸电池)通常使用包含具有相对大纤维直径尺寸的玻璃纤维的隔膜。这种电池中的电解质(例如硫酸)在电池使用期间通常保持为液体形式，且如果发生破裂或泄漏则可能流过整个电池和/或流出电池。 
另一种电池是阀门控制的铅酸电池(VRLA)，其通常包括固定的电解质(例如硫酸)。固定的电解质可以为凝胶形式，且即使在电池壳体或外壳中发生破裂时仍可保持在电池中。VRLA电池可以使用具有相对细纤维例如具有约3～5微米纤维直径的玻璃纤维的隔膜垫(例如吸收的玻璃垫(AGM))。细玻璃纤维垫可以具有高表面积以使得该垫吸收和/或保持电池的电解质(例如硫酸)。电解质的吸收和/或保持可以是由于毛细管效应造成的。电解质的吸收和/或保持可以随玻璃纤维直径的变小而增大，因为随玻璃纤维直径的变小，隔膜垫的表面积增大。然而，使用更小直径的玻璃纤维，可能会提高将玻璃纤维粘结在一起的难度和/或可能会造成纤维垫的粘结变弱。为了适当粘结小直径的玻璃纤维，需要更大量的粘结剂(通常小于垫的5重量％)。更大量的粘结剂会不利地影响AGM的孔隙率。例如，许多AGM垫以具有约90％的孔隙率的方式构造。更多的粘结剂会阻挡或堵塞垫中的孔隙并由此降低垫的孔隙率。一些常规AGM垫不使用粘结剂并具有95％ 或更多的细纤维(例如3～5微米)含量。制得的纤维垫由于树枝状晶体的生长而易于击穿、由于振动力而造成电极位移等。鉴于此，这些垫相对弱和/或制造昂贵。 
发明内容
此处所述的本发明实施方案提供电池隔膜和提供或制造电池隔膜的方法。根据一个实施方案，提供一种用于铅酸电池的电池隔膜。该电池隔膜包括无纺纤维垫，所述无纺纤维垫可位于电池的电极之间以使得电极电绝缘。所述无纺纤维垫包含多个缠绕的细纤维，所述细纤维具有约0.05至5微米的纤维直径。所述无纺纤维垫还可包含多个粗纤维，所述粗纤维与所述多个缠绕的细纤维共混。所述多个粗纤维包含具有约8至20微米纤维直径的纤维。所述无纺纤维垫还包含耐酸粘结剂，所述粘结剂将所述多个缠绕的细纤维与所述多个粗纤维接合以形成所述无纺纤维垫。所述无纺纤维垫可以包含60％或更多的细纤维、40％或更少的粗纤维和0.5至15％的耐酸粘结剂。 
在一些实施方案中，可以将多个聚合物纤维与多个缠绕的细纤维和多个粗纤维共混。在这种实施方案中，所述无纺纤维垫可以包含约0.1至15％的所述多个聚合物纤维。在一些实施方案中，所述细纤维可以具有1微米或更小的纤维直径。在一些实施方案中，所述粗纤维可以具有约10微米至约20微米的纤维直径。 
在一些实施方案中，所述无纺纤维垫可以另外包括设置在所述无纺纤维垫表面上的另外的纤维垫。所述另外的纤维垫可以包含增强所述无纺纤维垫的多个粗纤维。在一些实施方案中，所述多个粗纤维可以相对于所述多个缠绕的细纤维进行布置，从而在由所述多个缠绕的细纤维形成的垫的第一表面上形成多个束(例如纱条)，其中所述多个束从所述垫的第一侧附近向所述垫的相对侧延伸。在一些实施方案中，所述无纺纤维垫可以包含第二多个缠绕的细纤维，所述缠绕的细纤维形成另外的纤维垫。在这种实施方案中，所述另外的纤维垫可以 设置在具有多个粗纤维的无纺纤维垫的表面上，所述多个粗纤维设置在所述另外的纤维垫的至少一个表面上。 
在一些实施方案中，所述粘结剂可以耐硫酸且同时可被硫酸润湿。粘结剂的合适选项可以包括基于丙烯酸的乳液或溶液粘结剂。在一些实施方案中，使用pH大于约4的工艺水(白水)通过湿式成网机(wet-laid machine)可以制成所述无纺纤维垫。由于不使用酸化水，所以该方法比制备AGM隔膜的典型方法更简单、更安全且更廉价。在一些实施方案中，所述无纺纤维垫具有如ISO8787所定义的在小于10分钟内约0.2～10cm的芯吸强度或毛细升高。在其它实施方案中，如果是无纺纤维垫，则在短于10分钟内，所述芯吸强度或毛细升高为1～10cm，更通常地为3～10cm。 
根据另一个实施方案，提供一种电池隔膜。所述电池隔膜包含形成第一纤维垫的多个第一纤维。所述多个第一纤维包含具有约0.05至5微米纤维直径的纤维，从而使得第一纤维垫吸收电池的电解质。所述电池隔膜还包含设置在第一纤维垫的至少一个表面上的多个第二纤维。所述多个第二纤维包含具有约8至20微米纤维直径的纤维。所述多个第二纤维可以布置在第一纤维垫的一个或多个表面上，以形成在第一纤维垫的第一边与所述第一纤维垫的与所述第一边相对的第二边之间延伸的多个束。 
在一些实施方案中，所述多个束可以基本从第一纤维垫的第一边延伸到第一纤维垫的第二边。在一些实施方案中，所述电池隔膜还可以包括第二纤维垫，所述第二纤维垫包含具有约0.05至5微米纤维直径的纤维，其使得第二纤维垫吸收电解质。第二纤维垫可以设置在第一纤维垫的表面上，以使得多个束设置在第一纤维垫与第二纤维垫之间。 
在一些实施方案中，所述多个第二纤维可以布置在第一纤维垫的 第一表面和所述第一纤维垫的与所述第一表面相对的第二表面上，从而在第一表面和第二表面两者上都形成多个束。在第一表面和第二表面上的束可以在第一纤维垫的第一边与第一纤维垫的第二边之间延伸。在一些实施方案中，可以以在相邻束之间具有0μm至约10mm、更通常地约5μm至约10mm的间距的方式，布置所述多个束。在一些实施方案中，所述多个束可以为第一多个束，且所述多个第二纤维可以还布置在第一纤维垫的一个或多个表面上，以形成在第一纤维垫的第三边与所述第一纤维垫的与所述第三边相对的第四边之间延伸的第二多个束。在这种实施方案中，所述第二多个束可以与所述第一多个束大致垂直。 
根据另一个实施方案，提供一种提供电池隔膜的方法。所述方法包括提供具有约0.05至5微米纤维直径的多个第一纤维和将多个第二纤维与所述多个第一纤维共混。所述多个第二纤维包含具有约8至20微米纤维直径的纤维。所述方法还包括将耐酸粘结剂施加到共混纤维以将多个第一纤维与多个第二纤维接合，由此形成能够吸收电池电解质的增强无纺纤维垫。所述无纺纤维垫可以包含约60％或更多的第一纤维、40％或更少的第二纤维和0.5至15％的耐酸粘结剂。 
在一些实施方案中，所述方法还可以包括将多个聚合物纤维与多个第一纤维和多个第二纤维共混。在这种实施方案中，所述无纺纤维垫可以包含约0.1至15％的多个聚合物纤维。在一些实施方案中，所述方法还可包括：提供包含多个第一纤维的第二垫，和将所述第二垫与所述无纺纤维垫接合，从而将多个第二纤维设置在无纺纤维垫与第二垫之间。 
在一些实施方案中，所述方法还可以包括将多个第二纤维布置在由多个第一纤维形成的垫的表面上，以在所述垫的表面上形成在所述垫的第一边与所述垫的与所述第一边相对的第二边之间延伸的多个束。在这种实施方案中，所述多个束可以布置在所述垫的表面上，以 在相邻束之间具有约5μm至约10mm的间距。 
附图说明
结合附图对本发明进行描述。 
图1示例了根据本发明实施方案的电池的多个元件。 
图2A示例了根据本发明实施方案的包含细纤维和粗纤维共混物的增强电池隔膜。 
图2B示例了根据本发明实施方案的包括增强层的电池隔膜。 
图3示例了根据本发明实施方案的包括设置在两个增强层之间的细纤维垫的电池隔膜。 
图4示例了根据本发明实施方案的包括设置在两个细纤维垫之间的增强层的电池隔膜。 
图5A～5C示例了根据本发明实施方案的包括一个增强层或多个增强层的多种电池隔膜。 
图6示例了根据本发明实施方案的提供具有增强层的电池隔膜的方法。 
图7示例了根据本发明实施方案的提供具有增强层的电池隔膜的另一种方法。 
图8是示例根据本发明实施方案的加工横向方向(cross-machine direction)拉伸强度的改进与烧失量百分比的关系的图。 
图9是示例根据本发明实施方案的击穿强度的改进与粘结剂的烧失量百分比的关系的图。 
在附图中，类似的组件和/或特征具有相同的附图标记编号。此外，相同类型的各种组件可以通过在类似组件和/或特征之间进行区分的字母利用如下标记编号进行区分。如果在说明书中仅使用第一附图标记编号，则描述可适用于具有相同第一附图标记编号的类似组件和/或特征中的任何一者而与字母后缀无关。 
发明详述 
之后的描述仅提供示例性实施方案，且不旨在限制本发明的范围、适用性或构造。而是，示例性实施方案的如下描述将为本领域普通技术人员提供说明以能够实施一个或多个示例性实施方案。应理解，在不背离所附权利要求书所限定的本发明主旨和范围的条件下可以在元件的功能和布置方面作出多种变更。 
在如下描述中给出了具体细节以完全理解所述实施方案。然而，本领域普通技术人员应理解，可以不利用这些具体细节来实施所述实施方案。此外应注意，可以将个别实施方案描述为一种方法，将所述方法绘制为流程表(flowchart)、流程图(flow diagram)、数据流程图、结构图或框图。尽管流程表可以将操作描述为连续过程，但能够平行或同时实施许多操作。另外，可以重新排列操作的顺序。当其操作完成时，过程可以终止，但所述过程可具有图中未讨论或未包括的其它步骤。而且，并不是任何特殊描述的方法中的所有操作都出现在所有实施方案中。过程可对应方法、功能、步骤、子路线、子程序等。 
此处说明使用术语“细纤维”和“粗纤维”以一般性地描述相对于彼此具有不同纤维直径的纤维。提及细纤维通常是指，这种纤维具有小于所述粗纤维的纤维直径，在一些实施方案中可以为约5微米或更小。同样地，提及粗纤维通常是指，这种纤维具有大于所述细纤维的纤维直径，在一些实施方案中可以为约5微米或更大。使用术语“细”或“粗”不暗示纤维相对尺寸之外的其它纤维特征，除非描述了那些其它特征。 
本发明的实施方案提供电池隔膜和用于提供或制造电池隔膜的方法。在一个实施方案中，所述电池隔膜可以包括包含细纤维的纤维垫，所述细纤维可以为具有小于约5微米、通常约0.05～5微米或约2～3微米或更小直径的纤维。在一些实施方案中，大部分细纤维可以小于约1微米。所述垫的细纤维可以使得该垫吸收和/或容纳电池的电解质，从而即使电池壳体或外壳破裂或断裂，而电解质仍保持在电池内。所 述细纤维垫可以与用于阀门控制的铅酸电池(VRLA电池)中的那些垫例如吸收的玻璃垫(AGM)类似。在一个实施方案中，用于垫的细纤维包括玻璃纤维，但可以使用其它纤维例如有机纤维，基于各种原因例如为了提高总体强度，可以将所述其它纤维添加到所述垫。 
这种细纤维垫的一个优势是其所提供的更高的孔隙率，在一些情况中所述孔隙率可以高达90％或更多。细纤维垫还可以具有多种其它性质，所述性质使其成为用作电池隔膜的优异选项。然而，细纤维垫的劣势可能是在垫的强度方面。例如，在一些实施方案中，细纤维垫可能很少提供抗击穿性。根据这种情况，该垫可能易于因振动或其它力、树枝状晶体的生长等而被电极击穿，这会造成电池短路。 
在一些实施方案中，本发明提供在细纤维垫表面上的粗纤维层。该粗纤维可以增强细纤维垫和/或提高纤维垫的抗击穿性。在一些实施方案中，所述粗纤维可以包含具有约5微米或更大、更通常地大于约10微米的纤维直径的纤维。在示例性实施方案中，大部分粗纤维可以具有约8至约30微米、更通常地约8至约20微米的纤维直径。可以使用的粗纤维的实例包括：玻璃纤维、聚合物纤维、玄武岩纤维、聚烯烃、聚酯等，或这样的纤维的混合物。 
在一些实施方案中，所述粗纤维层可以包含多个纤维束，所述纤维束单向或双向布置在细纤维垫的一个表面或相对表面上。在另一个实施方案中，该粗纤维层可以包括粗纤维垫，所述粗纤维垫被定位为与细纤维垫的表面相邻并与其接合。第二粗纤维垫可以被定位为与细纤维垫的相对表面相邻并与其接合，使得细纤维垫夹在或设置在两个粗纤维垫之间。在还另一实施方案中，两个细纤维垫可以被定位为与粗纤维垫的相对表面相邻并与其接合，使得粗纤维垫夹在或设置在两个细纤维垫之间。如上所述，粗纤维层可以增强细纤维垫和/或为细纤维垫提供更高的抗击穿性。粗纤维垫、层、纤维束等与细纤维垫的组合，可以使得在不使用过量粘结剂的条件下制造所述垫(细和/或粗) 和/或可以使得较细直径的纤维因粗纤维的增强而用于细纤维垫。由此，由于不需要过量粘结剂而可以降低制造成本和/或由于可以使用较细直径的纤维而可以提高吸收/保持性质。 
一些常规纤维垫以5～30％的含量包含超细纤维。在此处所述的一些实施方案中，超细纤维含量可以大于约60％。所述实施方案可以包含耐酸纤维和粘结剂，因为该垫通常用于铅酸电池中。一些常规垫可以还包括多个层(例如1～3个层)，所述多个层各自具有相对高的孔隙率和/或小于约1微米的孔径。在此处所述的一些实施方案中，利用粗纤维和细纤维的组合制成的垫和/或该垫的一个或多个层不具有相对高的孔隙率和/或小于约1微米的孔径。在一些实施方案中，由粗纤维制成的此处所述的垫的层可不具有与由细纤维制成的垫的层一样好的电解质吸收速率。相反，一些常规垫包括具有相对均匀吸收速率的多个层。此处所述的实施方案可以使用粘结剂，优选有机粘结剂，以提高共混的超细纤维和粗纤维的垫的拉伸强度。 
无纺玻璃垫通常由如美国专利4,112,174、4,681,802和4,810,576中所述的常规湿式成网法制得，通过参考将其公开内容并入本文中。在这些方法中，通过将玻璃纤维添加到碎浆机中的典型白水(或称作“工艺水”)以将纤维分散在白水中而形成具有约0.2～1.0重量％纤维浓度的浆料，由此制得玻璃纤维的浆料，将所述浆料计量加入白水流中，并将该混合物沉积到机器上形成线的移动筛以脱水并形成湿无纺纤维垫，所述机器例如为由Wis.阿普顿福伊特-苏尔寿(Voith—Sulzer of Appleton,Wis.)制造的HydroformerTM或由N.Y.格伦福尔北区工程(North County Engineers of Glenns Falls,N.Y.)制造的DeltaformerTM。然后将玻璃纤维的这种湿无纺垫转移到第二移动筛并穿过粘结剂涂布饱和站，其中将粘结剂的水性混合物例如丙烯酸类粘结剂施加到垫。然后抽掉过量的粘结剂，对未粘结的湿垫进行干燥并使树脂粘结剂固化，所述树脂粘结剂使垫中的纤维粘结在一起。优选地，使用淋涂机或浸式和挤压涂布器施加粘结剂，但也可以使用其它施加方法例如喷 雾。在干燥和固化烘箱中，使垫经历250～450或550℉的温度并持续通常不超过1～2分钟和少至几秒的时间。 
在特种纸机器上制造基本上由超细纤维玻璃制成的AGM隔膜。根据一个实施方案，在美国专利5,091,275以及如下文献中提供了制造的细节：“Manufacturing of Microglass Separators”(制造微玻璃隔膜)，作者是霍林斯沃斯&沃斯公司(Hollingsworth&Vose Company)的George C.Zguris，公开于第11届电池应用和进展会议(11th Annual Battery Conference on Applications and Advances)，1996年，通过参考将这些文献的公开内容并入本文中。这种方法与典型湿式成网法的主要区别是使用酸化水以辅助分散超细纤维。通常，使用硫酸，但还可使用其它酸例如磷酸。用于分散纤维的典型pH为2.0～3.0的范围。由于这种酸性特征，所以不锈钢是对于所有管道和其它主要设备而选择的材料。这提高了设备的资本成本。用于典型无纺玻璃的湿式成网操作更简单、更安全且更廉价。使用的白水(或工艺水)通常具有pH>4，优选pH>5。不涉及使用酸化水的这种湿式成网法可以用于制备此处所述的实施方案。尽管已经概括地描述了一些实施方案，但将参照附图实现本发明电池隔膜的另外的方面。 
此时参照图1，所示例的是电池100的元件的透视图。具体地，图1显示了第一电极102，其可以为正极或负极，并显示了第二电极106，其可以为具有与电极102相对的极性(即正或负)的电极。设置在第一电极102与第二电极106之间的是电池隔膜104。如本领域所已知的，隔膜104使得第一电极102与第二电极106电绝缘。隔膜104可以为具有多个细纤维(例如，具有约5微米或更小、更通常地约3微米或更小的直径的纤维)的细纤维垫。细纤维可以使得垫吸收电池的电解质(未示出)，或另外保持与第一电极102和第二电极106接触的电解质，从而随着电池的放电、充电等发生电化学反应。 
可以利用如此处所述的粗纤维的层或共混物对隔膜104进行增 强，从而提供多种益处，例如更高的抗击穿性等。增强的隔膜104更高的抗击穿性可以保持电极102和106物理分开并防止由于击穿隔膜而通过隔膜104从而造成的短路。增强的隔膜104可以抵抗由于树枝状晶体的生长、振动力等造成的击穿。 
此时参照图2A，示例的是用于铅酸电池的隔膜220。隔膜220包括如下的无纺纤维垫222，其可位于电池的电极之间以使得电极电绝缘。在一些实施方案中，无纺纤维垫222包含玻璃纤维和可能的其它电绝缘纤维，而在另一个实施方案中，无纺纤维垫222完全由玻璃纤维组成。无纺纤维垫222包含多个缠绕的细纤维和与所述多个缠绕的细纤维共混的多个粗纤维，从而形成单个无纺纤维垫222。所述多个缠绕的细纤维包含如下的纤维，其纤维直径是约0.05至5微米，在一些实施方案中小于1微米。多个粗纤维包含如下的纤维，其纤维直径是约8至30微米，更通常地约8至20微米。无纺纤维垫222还包含耐酸粘结剂，所述耐酸粘结剂将多个缠绕的细纤维与多个粗纤维接合以形成无纺纤维垫222。在一些实施方案中，无纺纤维垫222包含约60％或更多的细纤维、40％或更少的粗纤维和0.5至15％的耐酸粘结剂。 
用于制备此处所述的垫的合适粘结剂的选择是重要的。例如，该粘结剂必须耐受硫酸，即耐酸。以如下方式评价粘结剂的耐酸性：将用测试粘结剂和耐酸玻璃纤维(例如C玻璃和T玻璃纤维)制备的手抄纸在70℃下在40％的硫酸中浸泡72小时。对垫的重量损失进行测量。重量损失越小，表明粘结剂的耐酸性越好。 
此外，所述粘结剂优选为嗜酸的，否则粘结剂将明显降低垫的芯吸和润湿性质。通过如ISO8787中所定义的对芯吸强度或毛细升高的测量，能够评价粘结剂的嗜酸性。将测试粘结剂浸涂在超细纤维纸上(Whatman GF/A)并固化。然后，根据ISO8787进行测试。下面列出了关于几种测试粘结剂的测试结果，其中“+”表示“合格”，“++”表示“优异”，而“-”表示“不合格”。根据下表1中的测试结果， RHOPLEXTM HA-16是测试粘结剂中的合适选项。 
表1 
在一些实施方案中，无纺纤维垫222包含多个聚合物纤维，所述聚合物纤维与多个缠绕的细纤维和多个粗纤维共混。无纺纤维垫222可以包含约0.1至15％的聚合物纤维。尽管图2A中未示出，但在一些实施方案中，可以将另外的纤维垫设置在无纺纤维垫222的一个或多个表面上。所述另外的纤维垫(未示出)可以包含多个粗纤维、细纤维和/或其共混物，从而增强无纺纤维垫222和/或提供另外的用于吸收电解质的垫。在一些实施方案中，无纺纤维垫222可以具有约15密耳(mil)至约80密耳(即0.015～0.080英寸)的厚度T1。 
此时参照图2B，所示例的是隔膜200的实施方案，所述隔膜200可以用于将电池100的电极102和106分开。隔膜200可以包括垫204，所述垫204包含多个细纤维，在一个实施方案中，所述多个细纤维可以包含如下的纤维，其纤维直径是约5微米或更小(例如0.05至5微米的纤维直径)，在另一个实施方案中可以包含如下的纤维(或大部分纤维)，其直径是约1微米或更小。在一个实施方案中，所述多个细纤维可以是限定垫204的无纺缠绕纤维的层。所述细纤维可以为电绝缘纤维，或换言之是具有高电阻(即低电导率)的纤维，从而垫204可以位于电极之间以使得电极电绝缘。 
在一个实施方案中，细纤维垫204包含玻璃纤维和可能的其它电绝缘纤维，而在另一个实施方案中，垫204完全由玻璃纤维组成。垫204可以吸收电池(未示出)的电解质(未示出)，或另外保持与电池的电极接触的电解质。在一些实施方案中，垫204可以具有约15密耳至约80密耳(即0.015～0.080英寸)的厚度T1。垫204的厚度T1可使得垫吸收足够量的电解质，从而随着电池的充电、放电等而与相邻的电极发生电化学反应。垫204可以在放置在电池的电极之间的之前或之后在电解质(例如硫酸)中浸泡，并即使当电池的壳体或外壳断裂或破裂时仍将电解质保持在电池内。电解质的吸收和/或保持可能是因为细纤维垫204的高表面积和/或毛细效应。可以使用一种或多种粘结剂将垫204的细纤维粘结在一起。 
在一个实施方案中，包含多个粗纤维的垫202与细纤维垫204的表面相邻。多个粗纤维可以是限定垫202的无纺缠绕纤维的层。垫202可以大致具有与垫204相同的尺寸(例如相同的形状、纵向长度、横向长度等)。为了区分附图中的两个垫，可以将细纤维垫204显示为实心垫，而将粗纤维垫202显示为纤维状，但应意识到，两种垫通常都是纤维状垫。在一个实施方案中，粗纤维垫202包含如下的纤维，其具有约5微米或更大的纤维直径(例如8至20微米的纤维直径)，在另一个实施方案中可以包含如下的纤维(或大部分纤维)，其具有约10微米或更大的直径。在示例性实施方案中，大部分纤维的直径为约8至约30微米，更通常地，直径为约8至约20微米。和细纤维一样，粗纤维可以为电绝缘纤维，或换言之是具有高电阻(即低电导率)的纤维，从而垫202使得电池的电极电绝缘。粗纤维垫202可以包括：玻璃纤维、聚合物纤维、玄武岩纤维、聚烯烃、聚酯等，或其混合物。在一个实施方案中，粗纤维垫202完全由玻璃纤维、聚合物纤维或玄武岩纤维组成，但其它实施方案可以包含此类纤维的混合物。尽管图2B中未示出，但在一个实施方案中，将多个粗纤维与细纤维共混以形成单纤维垫，而不是具有彼此相邻定位的分开的纤维垫。 
在一个实施方案中，使用一种或多种粘结剂例如耐酸丙烯酸类粘结剂等将垫202与垫204粘结。在另一个实施方案中，可以将垫202与垫204层压。在一个实施方案中，可以通过使用将垫层粘结或粘合在一起的粘合剂来实现垫的层压。在另一个实施方案中，可以将可热粘结的聚合物纤维用于垫的至少一个(或两个)层中。在这种实施方案中，通过热例如通过使垫穿过烘箱或受热的压延机将垫层压在一起。在另一个实施方案中，垫层的一个或两个可以为“B阶段”的垫，即在低于典型固化温度的温度下穿过烘箱的施加粘结剂的垫(“B阶段”的垫通常具有约在未固化与固化的玻璃垫之间的强度)。然后可以使垫(即一个或多个B阶段的垫和一个或多个任何非B阶段的垫)穿过设置在固化温度或更高的温度下的烘箱，其中一个或多个B阶段的垫将层粘结在一起。在其中将多个粗纤维与细纤维共混以形成单纤维垫的实施方案中，可以使用耐酸粘结剂将多个细纤维与多个粗纤维接合以形成单无纺纤维垫。在特定实施方案中，图2B的无纺纤维垫(具有共混的粗纤维和细纤维或具有分开的纤维层)可以包含约60％或更多的细纤维、40％或更少的粗纤维和0.5至15％的耐酸粘结剂。在一些实施方案中，制得的无纺垫还可以包含多个聚合物纤维，所述聚合物纤维与细纤维和粗纤维共混。在这种实施方案中，无纺垫可以包含约0.1至15％的多个聚合物纤维。 
共混的粗纤维或粗纤维垫202可以增强无纺纤维垫或细纤维垫204，从而由共混的纤维或组合的垫制得的电池隔膜能够更好地承受或耐受电池的重复寿命周期和/或耐受变化的操作条件。例如，粗纤维垫202可以提供改进的抗击穿性，从而树枝状晶体的生长、振动力和/或其它力不会在重复使用和/或在多种条件下使用之后造成一个或两个电极击穿电池隔膜。 
垫202可以具有约5密耳至约40密耳(即0.005至0.040英寸)的厚度T2。在一些实施方案中，粗纤维垫202的粗纤维可以妨碍或另外干扰垫204吸收和/或保持电池的电解质的能力。垫202的厚度T2可 以最小化垫202干扰垫204吸收或保持电解质，同时对垫204提供足够的增强作用。如此处所述的粗纤维垫202和细纤维垫204的组合提供改进的电池隔膜强度(例如抗击穿性)，同时还使得电解质吸收和/或保持在隔膜内并与电池的电极接触。 
此时参照图3，所示例的是另一个实施方案的电池隔膜300，所述电池隔膜300具有夹在或设置在两个粗纤维垫302与306之间的细纤维垫304。细纤维垫304可以是无纺垫，其包含多个缠绕的细纤维，其全部或大部分在一些实施方案中具有等于或小于约5微米的直径和/或在其它实施方案中具有小于或等于1微米的直径。如前所述，细纤维垫304可以具有约15密耳至约80密耳(即0.015至0.080英寸)的厚度T1。细纤维垫304可以包含玻璃纤维或此处所述的任何其它电绝缘纤维。在另一个实施方案中，纤维垫304可以包含细纤维和粗纤维的共混物，例如包含约60％或更多的细纤维、40％或更少的粗纤维、0.5至15％的耐酸粘结剂和/或0.1至15％的聚合物纤维的垫。 
设置在纤维垫304的第一表面上的可以是第一粗纤维垫302，其还可为包含多个缠绕粗纤维的无纺垫，其全部或大部分在一些实施方案中可以具有等于或大于约5微米的直径和/或在其它实施方案中可以具有大于或等于10微米的直径。在示例性实施方案中，全部或大部分粗纤维可以为约8至约30微米，更通常地为约8至约20微米。粗纤维垫302可以具有约5密耳至约40密耳的厚度T2。粗纤维垫302可以增强纤维垫304的第一表面，例如通过在第一表面上提供抗击穿层来实现。粗纤维垫302可以完全由玻璃纤维、聚合物纤维、玄武岩纤维和/或此处所述的任何其它纤维组成，或可以包含任何此类纤维的组合。 
设置在纤维垫304的与第一表面相对的第二表面上的可以是第二粗纤维垫306。粗纤维垫306可以是包含多个缠绕粗纤维的无纺垫，其全部或大部分在一些实施方案中可以具有等于或大于约5微米的直径和/或在其它实施方案中可以具有等于或大于约10微米的直径。与垫 302类似，在一个实施方案中，粗纤维的全部或大部分为约8至约30微米，更通常地为约8至约20微米。粗纤维垫306可以包含具有与垫302类似的纤维直径的粗纤维，或可以包含具有不同纤维直径尺寸的粗纤维，从而纤维垫304设置在具有不同尺寸的纤维或具有大部分不同尺寸的纤维的两个粗纤维垫之间。粗纤维垫306可以具有约5密耳至约40密耳的厚度T3。厚度T3可以与厚度T2类似，从而两个粗纤维垫302和306具有大致相同的厚度，或厚度T3可以与厚度T2不同，从而将纤维垫304设置在具有不同厚度的两个粗纤维垫之间。 
粗纤维垫306可以增强纤维垫304的第二表面，例如通过将抗击穿层设置在第二表面上来实现。与垫302类似，粗纤维垫306可以完全由玻璃纤维、聚合物纤维、玄武岩纤维和/或此处所述的任何其它纤维组成，或可以包含任何此类纤维的组合。 
粗纤维或粗纤维垫与细纤维或细纤维垫之比(例如T1:T2:T3之比)可以提供如下的电池隔膜300，其具有更高强度(例如抗击穿性)并同时提供足够的电解质吸收性质。换言之，粗纤维垫302和306的厚度T2和T3可以足够厚，从而增强纤维垫304，同时足够薄，从而电池的电解质可以吸收和/或保持在电池隔膜300内。 
此时参照图4，所示例的是另一个实施方案的电池隔膜400，所述电池隔膜400具有夹在或设置在两个细纤维垫402与406之间的粗纤维垫404。如此处所述的，粗纤维垫404可以是无纺垫，其包含多个缠绕的粗纤维，其全部或大部分在一些实施方案中可以具有等于或大于约5微米的纤维直径和/或在其它实施方案中可以具有大于或等于约10微米的纤维直径。在一个实施方案中，全部或大部分粗纤维可以为约8至约30微米，更通常地约8至约20微米。粗纤维垫404可以具有约5密耳至约40密耳的厚度T1。粗纤维垫404可以为电池隔膜400提供增强的内层，例如通过在电池隔膜400内部提供抗击穿层来实现。粗纤维垫404可以完全由玻璃纤维、聚合物纤维、玄武岩纤维和/或此处所 述的任何其它纤维组成，或可以包含任何此类纤维的组合。在另一个实施方案中，纤维垫404可以包含细纤维和粗纤维的共混物，例如包含约60％或更多的细纤维、40％或更少的粗纤维、0.5至15％的耐酸粘结剂和/或0.1至15％的聚合物纤维的垫。 
设置在纤维垫404的第一表面上的是第一细纤维垫402，其还可为包含多个缠绕细纤维的无纺垫，其全部或大部分在一些实施方案中可以具有等于或小于约5微米的直径和/或在其它实施方案中可以具有小于或等于约1微米的直径。细纤维垫402可以具有约15密耳至约80密耳的厚度T2。细纤维垫404可以包含玻璃纤维或此处所述的任何其它电绝缘纤维。细纤维垫404可以吸收电池的电解质(例如硫酸)和/或另外保持与电池的一个电极接触的电解质。 
设置在纤维垫404的与第一表面相对的第二表面上的可以是第二细纤维垫406。细纤维垫406可以是包含多个缠绕细纤维的无纺垫，其全部或大部分在一些实施方案中可以具有等于或小于约5微米的直径和/或在其它实施方案中可以具有小于或等于约1微米的直径。细纤维垫406可以包含具有与垫402类似的直径尺寸的细纤维，或可以包含具有不同直径尺寸的细纤维，从而纤维垫404设置在具有不同尺寸的细纤维或具有大部分不同尺寸的细纤维的两个细纤维垫之间。在另一个实施方案中，纤维垫402和406中的一个或两个可以包含细纤维和粗纤维的共混物，例如包含约60％或更多的细纤维、40％或更少的粗纤维、0.5至15％的耐酸粘结剂和/或0.1至15％的聚合物纤维的任何组合的垫。在这种实施方案中，纤维垫404可以比垫402和406具有更高百分比的粗纤维，从而为垫402和406提供增强层。垫402和406可以具有更高百分比的细纤维，从而能够比垫404吸收更多的电解质。 
纤维垫406可以具有约15密耳至约80密耳的厚度T3。厚度T3可以与厚度T2类似，从而两个纤维垫402和406具有大致相同的厚度，或厚度T3可以与厚度T2不同，从而将纤维垫404设置在具有不同厚度 的两个纤维垫402与406之间。不同尺寸的纤维垫(例如纤维垫402，其包含不同纤维直径的和/或具有与纤维垫406不同的垫厚度)可使得电池隔膜400根据电池的条件、用途、操作或任何其它条件来调节或补偿各种电池或电池需求。例如，可以将纤维垫402构造为吸收和/或保持与第一电极接触的第一量的电解质，而将纤维垫406构造为吸收和/或保持与第二电极接触的第二且可能是不同量的电解质。同样地，可以根据其中使用电池隔膜400的电池或使用电池隔膜400的条件或操作来改变或调节电池隔膜400。 
设置在电池隔膜400外表面上的纤维垫402和406可以直接接触电池的电极，由此可以提供如下的优势：纤维垫404不会干扰电解质的吸收和/或保持和/或吸收的电解质与电极的相互作用。同时，内纤维垫层404为电池隔膜400提供更高的强度(例如抗击穿性)，从而提高电池隔膜400和/或电池的寿命，例如通过防止或减少电极穿过隔膜来实现。由此，电池隔膜400提供更高的强度(例如抗击穿性)并同时提供优异的电解质吸收性质。 
此时参照图5A～5C，所示例的是其它电池隔膜500、500’和500”的实施方案。图5A示例了细纤维垫502，如上所述，其可以为包含多个缠绕的细纤维的无纺垫，其全部或大部分在一些实施方案中可以具有等于或小于约5微米(例如0.05至5微米)的直径和/或在其它实施方案中可以具有等于或小于约1微米的直径。细纤维垫502可以包含玻璃纤维或此处所述的任何其它电绝缘纤维或完全由玻璃纤维或此处所述的任何其它电绝缘纤维组成。细纤维垫502可以吸收和/或保持电池的电解质(例如硫酸)和/或另外容纳与电池的一个电极接触的电解质。 
设置并接合到细纤维垫502的表面上的可以是多个单向布置的纤维束504。纤维束504也称作纱条或粗纱。纤维束504的各束可以包含缠绕、粘结、机织或另外接合在一起以形成束的多个纤维。纤维束可 以包含粗纤维或完全由粗纤维组成，其全部或大部分在一些实施方案中可以具有等于或大于约5微米的直径和/或在其它实施方案中可以具有等于或大于约10微米的直径。在示例性实施方案中，大部分粗纤维的直径可以为约8至约30微米，更通常地，直径为约8至约20微米。各束可由如下的纤维组成，其直径是约5μm至约35μm(即0.000005至0.000035米)。 
可以将纤维束504布置在细纤维垫502的表面上，从而从垫502的第一侧或边缘附近向垫502的相对侧或边缘纵向延伸，如图5A中所示的。纤维束504在相邻的束之间可以具有间距S，其在一些实施方案中可以为0μm至约10mm，更通常地约5μm至约10mm(即0.000005至0.010米)。纤维束504可以完全由玻璃纤维、聚合物纤维、玄武岩纤维和/或此处所述的任何其它纤维组成，或可以包含任何此类纤维的组合。使用一种或多种粘结剂和/或通过将束层压在垫之上，例如通过使用此处所述的粘结方法中的一种，可以将纤维束504与细纤维垫502的表面粘结。 
例如通过为细纤维垫502提供更高的抗击穿性，纤维束504可以发挥与上述粗纤维垫类似的功能以增强细纤维垫502的表面。提供的增强可以通过改变相邻束之间的间距S而改变。通常，相邻束之间的间距S越小，提供的纤维束504的增强和/或抗击穿性越大。在利用增大的间距S改进吸收性质的情况下，通过调节相邻束之间的间距S，可以同样改变细纤维垫502的吸收性质。约5μm至约10mm的间距S提供异常水平的增强的强度(例如抗击穿性)和电解质吸收性质。 
纤维束504的一个优势是，电池的电解质可以直接接触细纤维垫502或其部分，因为纤维束504不需要覆盖细纤维垫502的整个表面。与上述电池隔膜类似，细纤维垫502与纤维束504的组合提供改进的电池隔膜强度(例如抗击穿性)，同时还使得电解质被吸收和/或保持在隔膜内并与电池的电极接触。 
图5B示例了与电池隔膜500类似的电池隔膜500’，不同之处在于，细纤维垫502在细纤维垫502的两个表面506A和506B上包含纤维束504A和504B。特别地，布置并接合到细纤维垫502的第一表面506A上的是多个纤维束504A。纤维束504A可以是任何类型和/或上述纤维直径尺寸的粗纤维。纤维束504A在相邻束之间可以具有间距S1，其在一些实施方案中可以为约5μm至约10mm。布置并接合到细纤维垫502的与表面506A相对的第二表面506B上的是多个纤维束504B。与纤维束504A类似，纤维束504B可以是任何类型和/或上述纤维直径尺寸的粗纤维。纤维束504B在相邻束之间可以具有间距S2，其在一些实施方案中可以为约5μm至约10mm。在一些实施方案中，间距S1可以大致等于间距S2，从而细纤维垫502的两个表面都具有间距大致相等的纤维束，或间距S1可以与间距S2不同，从而细纤维垫502的表面具有间距不同的纤维束。类似地，纤维束504A和504B的纤维直径可以大致相等或不同，从而可以根据使用电池隔膜500’的电池、需求、环境、操作用途等改变或调节电池隔膜500’。 
图5C示例了电池隔膜500”，所述电池隔膜500”具有设置并接合到细纤维垫502的一个表面上的多个双向布置的纤维束504和514。特别地，细纤维垫502包含多个第一纤维束504，所述第一纤维束504从垫502的第一侧或边缘附近向垫502的相对侧或边缘纵向延伸，且还包含多个第二纤维束514，所述第二纤维束514从垫502的第二侧或边缘附近向垫502的相对侧或边缘横向延伸(例如大致垂直于纤维束504)。第一纤维束504在相邻束之间可以具有间距S3，其在一些实施方案中可以为约5μm至约10mm。同样地，第二纤维束514在相邻束之间可以具有间距S4，其在一些实施方案中可以为约5μm至约10mm。在一些实施方案中，间距S3可以大致等于间距S4，从而第一和第二纤维束504和514以大致相等的间距布置在细纤维垫502的表面上，或间距S3可以与间距S4不同，从而第一和第二纤维束504和514以不同的间距布置在细纤维垫502的表面上。类似地，纤维束504和514的 纤维直径可以大致相等或不同，从而可以根据使用电池隔膜500”的电池、需求、环境、操作用途等改变或调节电池隔膜500”。电池隔膜500”可以因增大数量的纤维束而提供增大的强度(例如抗击穿性)，和/或可以因在第二方向上延伸过细纤维垫502的表面的多个纤维束而提供增大的强度。尽管未示出，但与图5B中所示的类似，在细纤维垫502的两个表面上可以包括图5C的双向束构造。 
图5A～5C的电池隔膜(500、500’和500”)提供增大的强度(例如抗击穿性)并同时提供优异的电解质吸收性质。尽管未示出，但在一些实施方案中，另外的纤维垫(即包含粗纤维、细纤维或其一些组合)可以定位为与电池隔膜500、500’和/或500”的一侧或多侧相邻，从而将纤维束设置在纤维垫之间。另外的纤维垫可以向电池隔膜500、500’和/或500”提供所期望的更高的增强和/或电解质吸收能力。 
此时参照图6，所示例的是提供具有改进的强度(例如抗击穿性)和电解质吸收性质的电池隔膜的方法。在框610处，提供具有约0.05至5微米纤维直径的多个第一纤维。该细纤维可以允许纤维垫吸收和/或保持电池的电解质(例如硫酸)。如上所述，在一个实施方案中，所述纤维可以具有等于或小于约1微米的直径。在框620处，可以将多个第二纤维与多个第一纤维共混。所述多个第二纤维可以包含具有约8至20微米纤维直径的纤维。所述多个第二纤维可以强化所述垫(例如提供更高的抗击穿性)。如上所述，在一些实施方案中，第二纤维可以具有等于或大于约8微米的直径。在一个实施方案中，全部或大部分粗纤维可以为约8至约30微米，更通常地约8至约20微米。 
在框630处，可以将耐酸粘结剂施加到共混纤维以将多个第一纤维与多个第二纤维相接合，由此形成能够吸收电池电解质的增强的无纺纤维垫。所述无纺纤维垫可以包含60％或更多的第一纤维、40％或更少的第二纤维和0.5至15％的耐酸粘结剂。在一些实施方案中，所述方法还可以包括将多个聚合物纤维与多个第一纤维和多个第二纤维共 混。在这种实施方案中，所述无纺纤维垫可以包含约0.1至15％的多个聚合物纤维。在一些实施方案中，所述方法还包括：提供包含多个第一纤维的第二垫，和将所述第二垫与所述无纺纤维垫接合，从而将多个第二纤维设置在无纺纤维垫与第二垫之间。 
作为框620的可选方案，在框630处，可以布置多个纤维束并与纤维垫的一个表面接合。接合纤维束可以涉及使用一种或多种粘结剂粘结束或如此处所述的对束进行层压。例如通过提供改进的抗击穿性，纤维束可以增强第一垫的表面。纤维束可以包含此处所述的粗纤维并可以单向或双向布置在第一垫的表面上，从而在第一垫的相对侧或边缘之间延伸。纤维束可以同样单向或双向布置在第一垫的第二相对表面上，从而第一垫的两个表面包含增强的纤维束。纤维束可以以如下方式布置在第一垫的表面上，该方式使得在相邻束之间具有约5μm至约10mm的间距。 
此时参照图7，所示例的是提供电池隔膜的另一种方法。在框710处，提供具有约0.05至5微米纤维直径的多个细纤维。该细纤维可允许纤维垫吸收和/或保持电池的电解质(例如硫酸)。如上所述，在一个实施方案中，所述纤维可以具有等于或小于约1微米的直径。在框720处，提供具有约8至20微米纤维直径的多个粗纤维。如上所述，在一些实施方案中，所述粗纤维可以具有等于或大于约8微米的直径，在一个实施方案中，全部或大部分粗纤维可以为约8至约30微米，更通常地约8至约20微米。 
在框730处，可以将多个粗纤维布置在由多个细纤维形成的垫的表面上，从而在细纤维垫的表面上形成多个束。多个束可以在细纤维垫的第一边与所述细纤维垫的与所述第一边相对的第二边之间延伸。将多个束布置在细纤维垫的表面上可涉及使用一种或多种粘结剂对束进行粘结或如此处所述的对束进行层压。例如通过提供改进的抗击穿性，纤维束可以增强细纤维垫的表面。纤维束可以单向或双向布置在 细纤维垫的表面上，从而在第一垫的相对侧或边缘之间延伸。纤维束可以同样单向或双向布置在细纤维垫的第二表面上，从而细纤维垫的两个表面(通常彼此相对)都包含增强的纤维束。纤维束可以以如下方式布置在第一垫的表面上，该方式使得在相邻束之间具有约5μm至约10mm的间距。 
具体实施方式
实施例
对根据上述实施方案构造的几种电池进行了测试并在下文中对此处的结果进行描述。通过湿式成网导向缠结机(wet-laid pilot mat machine)将具有平均直径约3μm(即0.000003米)的超细纤维用于制备超细纤维片材。在一个实施方案中，将10重量百分比(即10重量％)的13μm(即0.000013米)3/4英寸的玻璃纤维与超细纤维共混或共混入所述超细纤维中以制备第一混合玻璃垫。在另一个实施方案中，将20重量百分比(即20重量％)的13μm(即0.000013米)3/4英寸的玻璃纤维与超细纤维共混或共混入所述超细纤维中以制备第二混合玻璃垫。具有约100百分比(即100％)超细纤维的垫也通过相同的方法制得并用作对照样品。将丙烯酸类乳液粘结剂用于粘结玻璃纤维。垫的重量的目标为89g/m2(即1.8lbs/100ft2)。选择并准备样品以用于通过机实施的拉伸和击穿强度测试。 
图8显示了加工横向方向(CD)拉伸强度的改进与粘结剂LOI％(烧失量百分比)的关系并证实了共混纤维对拉伸强度的影响。基于在相同LOI下100％的超细纤维片材计算改进百分比。关于这些垫的加工方向(MD)和CD拉伸强度几乎相同；因此，仅将CD拉伸强度的关系示于图8中。图8表明，在共混10％的13μm纤维的条件下获得了中等改进(即约30％～50％)且LOI％看起来未受明显影响。在共混20％的13μm纤维的条件下，实现了超过400％的改进且LOI小于5％。这种明显改进可能是由添加13μm的纤维造成的，因为13μm的纤维比超细纤维具有更高的纵横比。再次，粘结剂的LOI％看起来未受明显 影响。 
图9显示了击穿强度的改进(相对于100％超细纤维垫)与粘结剂的LOI％的关系。如同所示的，对于10％的13μm的纤维的共混物，4％和7％的LOI两者都获得约60％的改进。在20％的13μm纤维共混物的条件下，所述改进随LOI急剧增大，即，从在约3％的LOI下的约20％增大到在约5％的LOI下的约240％。在防止树枝状晶体生长的AGM垫中击穿强度是重要的，所述树枝状晶体的生长是铅酸电池故障的常见原因。图9显示，共混20％的13μm的纤维能够明显改进击穿强度，同时LOI约为5％。 
尽管已经描述了几个实施方案，但本领域普通技术人员应意识到，在不背离本发明的主旨的条件下可以使用各种改进、可选构造和等价物。另外，为了不必要地避免造成本发明模糊，未对大量公知的方法和元件进行描述。因此，上述说明书不应被视为限制本发明的范围。 
在提供了值的范围的情况下，应理解还明确公开所述范围的上限与下限之间的各个中介值到下限的单位的十分之一，除非上下文明确表示否定。包括所述范围内的任何所述值或中介值与所述范围内的任何其它所述或中介值之间的各个更小的范围。这些更小范围的上限和下限可以独立地包括或排除在所述范围内，且各个范围也包括在本发明内，遵循所述范围内的任何特定排除界限，在所述各个范围中任何一个、没有或两个界限包括在所述更小范围内。在所述范围包括一个或两个界限的情况中，还包括排除那些所包括界限中的任一个或两个之外的范围。 
如此处和所附权利要求书中所使用的，单数形式的“一个”、“一种”、“该”和“所述”包括多个指示物，除非上下文明确表示否定。因此，例如，提及“一种方法”时包括多种这样的方法，而提及“所述装置”使包括提及一种或多种装置以及本领域普通技术人员已知的 其等价物等。 
此外，关于术语“包含”和“包括”，当用于该说明书中和用于所附权利要求书中时，它们旨在说明存在所述特征、整体、组分或步骤，但不排除存在或添加一种或多种其它特征、整体、组分、步骤、行为或群组。 

Claims (21)

1.一种用于铅酸电池的隔膜，所述隔膜包括：
无纺纤维垫，所述无纺纤维垫可位于电池的电极之间以使得所述电极电绝缘，所述无纺纤维垫包含：
多个缠绕的细纤维，所述多个缠绕的细纤维包含具有约0.05至5微米的纤维直径的纤维；
多个粗纤维，所述多个粗纤维与所述多个缠绕的细纤维共混，所述多个粗纤维包含具有约8至20微米纤维直径的纤维；和
耐酸粘结剂，所述粘结剂将所述多个缠绕的细纤维与所述多个粗纤维接合以形成所述无纺纤维垫；
其中所述无纺纤维垫包含60％或更多的所述细纤维、40％或更少的所述粗纤维和0.5至15％的所述耐酸粘结剂。
2.根据权利要求1所述的电池隔膜，还包含共混有所述多个缠绕的细纤维和所述多个粗纤维的多个聚合物纤维，其中所述无纺纤维垫包含约0.1至15％的所述多个聚合物纤维。
3.根据权利要求1所述的电池隔膜，其中所述细纤维包含具有小于1微米的直径的纤维。
4.根据权利要求1所述的电池隔膜，其中所述粗纤维包含具有约10微米至约20微米的直径的纤维。
5.根据权利要求1所述的电池隔膜，还包括设置在所述无纺纤维垫表面上的另外的纤维垫，所述另外的纤维垫包含多个粗纤维以增强所述无纺纤维垫。
6.根据权利要求1所述的电池隔膜，其中所述多个粗纤维相对于所述多个缠绕的细纤维进行布置，从而在由所述多个缠绕的细纤维形成的垫的第一表面上形成多个束，其中所述多个束从所述垫的第一侧附近向所述垫的相对侧延伸。
7.根据权利要求1所述的电池隔膜，还包含：
第二多个缠绕的细纤维，其形成另外的纤维垫，其中所述另外的纤维垫设置在所述无纺纤维垫的表面上，且其中所述多个粗纤维设置在所述另外的纤维垫的至少一个表面上。
8.根据权利要求1所述的电池隔膜，其中所述粘结剂耐硫酸且同时可被硫酸润湿。
9.根据权利要求1所述的电池隔膜，其中使用pH大于约4的工艺水(白水)通过湿式成网机制成所述无纺纤维垫。
10.根据权利要求1所述的电池隔膜，其中所述无纺纤维垫具有如ISO8787所定义的在小于10分钟内约0.2～10cm的芯吸强度或毛细升高。
11.一种电池隔膜，包含：
形成第一纤维垫的多个第一纤维，所述多个第一纤维包含具有约0.05至5微米纤维直径的纤维，从而使得所述第一纤维垫吸收所述电池的电解质；和
设置在所述第一纤维垫的至少一个表面上的多个第二纤维，所述多个第二纤维包含具有约8至20微米纤维直径的纤维；
其中所述多个第二纤维布置在所述第一纤维垫的至少一个表面上，以形成在所述第一纤维垫的第一边与所述第一纤维垫的与所述第一边相对的第二边之间延伸的多个束。
12.根据权利要求11所述的电池隔膜，其中所述多个束从所述第一纤维垫的所述第一边延伸到所述第一纤维垫的所述第二边。
13.根据权利要求12所述的电池隔膜，还包括第二纤维垫，所述第二纤维垫包含具有约0.05至5微米纤维直径的纤维，使得所述第二纤维垫吸收所述电解质，其中所述第二纤维垫设置在所述第一纤维垫的表面上，以使得所述多个束设置在所述第一纤维垫与所述第二纤维垫之间。
14.根据权利要求12所述的电池隔膜，其中所述多个第二纤维布置在所述第一纤维垫的第一表面和所述第一纤维垫的与所述第一表面相对的第二表面上，从而在所述第一表面和所述第二表面两者上都形成多个束，且其中在所述第一表面和所述第二表面上的所述束在所述第一纤维垫的所述第一边与所述第一纤维垫的所述第二边之间延伸。
15.根据权利要求11所述的电池隔膜，其中以在相邻的束之间具有约5μm至约10mm的间距的方式布置所述多个束。
16.根据权利要求11所述的电池隔膜，其中所述多个束为第一多个束，且其中所述多个第二纤维还布置在所述第一纤维垫的至少一个表面上，以形成在所述第一纤维垫的第三边与所述第一纤维垫的与所述第三边相对的第四边之间延伸的第二多个束，以使得所述第二多个束与所述第一多个束大致垂直。
17.一种提供电池隔膜的方法，包括：
提供具有约0.05至5微米纤维直径的多个第一纤维；
将多个第二纤维与所述多个第一纤维共混，所述多个第二纤维包含具有约8至20微米纤维直径的纤维；和
将耐酸粘结剂施加到所述共混纤维以将所述多个第一纤维与所述多个第二纤维接合，以形成能够吸收电池电解质的增强无纺纤维垫；
其中所述无纺纤维垫包含60％或更多的所述第一纤维、40％或更少的所述第二纤维和0.5至15％的所述耐酸粘结剂。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
将多个聚合物纤维与所述多个第一纤维和所述多个第二纤维共混，其中所述无纺纤维垫包含约0.1至15％的所述多个聚合物纤维。
19.根据权利要求17所述的方法，还包括：
提供包含多个第一纤维的第二垫；和
将所述第二垫与所述无纺纤维垫接合。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括：
将所述多个第二纤维布置在由所述多个第一纤维形成的垫的表面上，以在所述垫的表面上形成在所述垫的第一边与所述垫的与所述第一边相对的第二边之间延伸的多个束。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述多个束布置在所述垫的至少一个表面上，以在相邻的束之间具有约0μm至约10mm的间距。
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