CN106463673A - 具有低表观密度的电池隔板 - Google Patents

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Abstract

在一些实施方案中,本文所述的电池隔板可包括具有相对低的表观密度的层;例如,包括在所述层的最外边界内的任何未占据空间的密度可以是相对低的。低的表观密度可至少部分地归因于所述层的几何结构。例如,在一些实施方案中,所述层可包括起伏和/或具有至少一个非平坦表面(例如,波纹层;压花层)。在一些实施方案中,包括具有相对低的表观密度的层的电池可具有期望的特性,包括相对低的电阻和/或相对高的容量。本文所述的电池隔板可很好地适用于各种电池类型,包括铅酸电池。

Description

具有低表观密度的电池隔板
技术领域
本发明实施方案一般性地涉及非织造网,并且具体地,涉及可以用作用于电池如铅酸电池的电池隔板的非织造网。
背景技术
电池将储存的化学能转化为电能并且通常被用作能源。通常,电池包括一个或更多个电化学单电池,所述电化学单电池包括负电极、正电极、电解质和电池隔板。电池隔板是许多电池中的关键组件。电池隔板将负电极和正电极机械隔离且电隔离,同时还允许电解质中的离子在电极之间移动。
电池隔板在电池运行期间的强反应性环境下应是化学稳定的、机械稳定的且电化学稳定的,不应不利地与电解质和/或电极材料相互作用,并且对电池性能(例如,能量产生、循环寿命、安全性)没有有害影响。例如,电池隔板不应降解,不应浸出有害组分,不应以负面方式与电极材料反应,不应允许电极之间形成短路和/或不应在电池组装和/或运行期间出现裂缝或破裂。虽然存在许多电池隔板,但是仍需要改善电池隔板的稳定性和/或导致电池性能增强的电池隔板。
发明内容
在一组实施方案中,提供了电池隔板。在一个实施方案中,电池隔板包括非织造网,所述非织造网包含:平均直径大于或等于约0.1微米且小于或等于约15微米的多根玻璃纤维,其中玻璃纤维以大于或等于非织造网的约2重量%且小于或等于约95重量%的量存在;多根合成纤维,其中合成纤维在非织造网中以大于或等于非织造网的约1重量%且小于或等于约80重量%的量存在;以及多个无机颗粒,其中无机颗粒以大于或等于非织造网的约10重量%且小于或等于约80重量%的量存在,并且其中电池隔板的表观密度大于或等于约40g/m2/mm且小于或等于约300g/m2/mm。
在另一个实施方案中,电池隔板包括非织造网,所述非织造网包含:平均直径大于或等于约0.1微米的多根玻璃纤维;多根合成纤维,其中合成纤维以大于或等于非织造网的约1重量%且小于或等于约80重量%的量存在;以及多个无机颗粒,其中无机颗粒以大于或等于非织造网的约10重量%且小于或等于约80重量%的量存在,其中所述非织造网为波纹化的、压花的、打褶裥的、起皱的或micrex加工的。
在一个实施方案中,电池隔板包括非织造网和与所述非织造网相邻的附加层,其中所述附加层为波纹化的、压花的、打褶裥的、起皱的或micrex加工的,所述非织造网包含:平均直径大于或等于约0.1微米的多根玻璃纤维;多根合成纤维,其中合成纤维以大于或等于非织造网的约1重量%且小于或等于约80重量%的量存在;多个无机颗粒,其中无机颗粒以大于或等于非织造网的约10重量%且小于或等于约80重量%的量存在。
当结合附图考虑时,通过以下关于本发明的多个非限制性实施方案的详细说明,本发明的其他优点和新颖特征将变得明显。在本说明书和通过引用并入的文献包括矛盾和/或不一致的公开内容的情况下,应当以本说明书为准。如果通过引用并入的两篇或更多篇文献包括相对于彼此矛盾和/或不一致的公开内容,则应当以生效日期在后的文献为准。
附图说明
本发明的非限制性实施方案将通过举例的方式参照附图来描述,所述附图为示意性的且不旨在按比例绘制。在附图中,所示出的每个相同或几乎相同的组件通常由单一附图标记表示。为了清楚起见,在不需要图解来使本领域普通技术人员理解本发明的地方,不是每个组件都被标记,也不是本发明的每个实施方案的每个组件都被示出。在附图中:
图1为根据一组实施方案的包括非织造网的电池隔板的示意图;
图2A为根据一组实施方案的可以包括在电池隔板中的平坦层的厚度和总厚度的示意图;
图2B为根据一组实施方案的可以包括在电池隔板中的非平坦层的厚度和总厚度的示意图;
图3A至3D为示出根据一组实施方案的不同电池布置的示意图;以及
图4A至4D为根据一组实施方案的电池隔板和电极的示意图。
发明详述
提供了电池隔板。在一些实施方案中,本文所述的电池隔板可具有至少一个非平坦层(例如,成形层,如波纹化层、压花层、卷曲层)。非平坦层可具有起伏或其他表面特征,如下文更详细描述的。在一些实施方案中,本文所述的层和/或电池隔板具有相对低的表观密度;即,层/隔板基于该层/隔板的最外边界内的体积的定量(basis weight)可以是相对低的。低的表观密度可至少部分地归因于该层的几何形状。在一些实施方案中,包括非平坦层和/或具有相对低表观密度的层的电池可具有期望的特性,包括相对低的电阻和/或相对高的容量。本文所述的电池隔板可很好地适用于各种电池类型,包括铅酸电池。
在典型的电池中,电池隔板的功能主要是使负电极和正电极电隔离且机械隔离,同时允许离子传导。然而,电极之间存在电池隔板可影响电池性能(例如,电阻、寿命)。例如,与单独的电解质相比,电池隔板通常使电极之间离子移动的阻力增加,从而使电池的电阻增加。此外,对于电极之间的给定体积,与单独的电解质相比,电池隔板由于体积被该电池隔板占据而可以使电极之间电解质的量减少。电解质的这种减少可限制电池容量。
一般地,电池隔板的化学特性(例如,组成、稳定性、润湿性)、结构特性(例如,孔隙率、孔尺寸、厚度、渗透性)和/或机械特性(例如,强度、硬度)可以影响电池性能(例如,电阻、寿命)。在一些电池应用中,在提供足够隔离和/或离子移动的电池隔板特性与电池性能之间存在着折衷(trade-off)。例如,具有足够孔隙率以允许离子迁移的电池隔板可为脆性的,并且由于隔板损害而导致早期电池故障。在利用高反应性运行条件的电池应用(如铅酸电池)中,隔板与电池性能的平衡进一步恶化。在这样的应用中,电池隔板的化学稳定性、机械稳定性和电化学稳定性可为平衡隔板与电池性能的重要设计参数。通常,常规的电池隔板设计成具有期望的稳定性、隔离性能,或电池性能是以一个或更多个其他特性(如稳定性、隔离性能和/或电池性能)为代价的。
例如,一些常规的电池隔板试图通过减小电池隔板的质量来增加体积孔隙率以使电池隔板对容量和电阻的影响最小化。然而,质量与机械稳定性之间的折衷可能限制了这种方法。因此,需要改进的电池隔板。
在本公开内容中,提供了电池隔板。在一些实施方案中,电池隔板可包括具有至少一个非平坦表面的层(例如,非织造网)(例如,如本文所述的成形层或者包括起伏或其他表面形态的层)。在如本文所述的电池隔板中,这样的层可单独使用,或者与附加层组合使用。层的形状/形态可以用于赋予电池隔板和/或整个电池以期望的特性(例如,稳定性、隔离性能、电池性能)。例如,在涉及包括位于两个电极之间的包括起伏和/或具有至少一个非平坦表面的层(即,非平坦层)的电池的一些实施方案中,所述层的形状可增加电极之间的空隙体积,导致电阻减小和枝晶形成减少。在某些实施方案中,可以赋予这些期望的特性而对电池隔板和/或整个电池的另一特性具有很小影响或者没有不利影响。在一些这样的实施方案中,本文所述的包括层(例如,非织造网)的电池隔板不受某些现有电池隔板的一个或更多个限制。如以下进一步描述的,在一些实施方案中,这样的电池隔板可包括非织造网,所述非织造网包含如本文所述的玻璃纤维、合成纤维、无机颗粒和/或其他组分(例如,粘合剂树脂)。
在某些实施方案中,电池隔板可包括非织造网(例如,平坦的非织造网或包括至少一个非平坦表面的非织造网)和具有至少一个非平坦表面(例如,包括起伏)的附加层。如本文所使用的“非平坦层”是指包括重复起伏和/或具有至少一个非平坦表面的层。起伏层(即,包括起伏的层)是指包括使层的顶面和底面二者以相似方式变形的重复弯曲的层。例如,层的弯曲(bend)或弯(curve)的横截面将具有与底线57平行的顶线56,例如,如图2B所示。在一些实施方案中,弯曲或弯的大小或幅度可在该层厚度的量级上(例如,该层的厚度的0.1倍至2倍)或更大,如下文更详细描述的。起伏层中的弯曲或弯可为不规则的或规则的。在一些实施方案中,起伏层可具有波状形式。这样的层的实例尤其包括波纹化层、打褶裥层和卷曲层等。
图1示意性地示出了包括非织造网的电池隔板的非限制性实例。在一些实施方案中,电池隔板5可包括非织造网6。在一些实施方案中,非织造网6可为非平坦层。在一些实施方案中,电池隔板可为单一层(例如,隔板不包括图1中的层7或层8)。例如,电池隔板可由单个非织造网形成。
在另一些实施方案中,电池隔板可包括多个层。多层电池隔板可包括至少一个非织造网(例如,至少两个非织造网、至少三个非织造网)。在一些实施方案中,至少一个非织造网可具有一个或更多个非平坦表面,如本文所述。在一些实施方案中,除了非织造网6之外,电池隔板还可包括任选的层7和/或8(例如,附加层),其可与非织造网相邻。如本文所述,附加层可为平坦的或非平坦的。
例如,在一个特定实施方案中,电池隔板可包括非平坦的非织造层6、层7(例如,非织造网)(其可例如允许非织造层6在电池构造中的均匀压力分布)和非织造网8。在一些这样的情况下,层7可为具有相对高的Gurley硬度(例如,大于或等于约500mg且小于或等于约5000mg、大于或等于约800mg且小于或等于约1200mg)的非平坦的非织造层。在一些实施方案中,这样的层可具有与非织造层6基本相同或相似的属性(例如,化学稳定性、体积孔隙率)。然而,其他构造也是可能的。在非织造层6是非平坦的一些实施方案中,层7可为平坦层。例如,在一个实施方案中,层7可为非织造层6的平坦形式。在另一些实施方案中,任选的层7和/或8可为非平坦层。一般地,电池隔板的任何层均可为非平坦的,如本文所述。
一般地,电池隔板内的层(包括任何任选的层,例如附加层)应在电池环境中稳定,具有足以允许足够的离子传导的孔隙率,并且具有合适的厚度。例如,在铅酸电池中,根据标准BCI 03-A,所述层的酸失重可小于5%。如本文所使用的酸失重是指由于酸侵蚀所致的失重百分比,如下文更详细描述的。在某些实施方案中,所述层(包括任选的层)的孔隙率可大于或等于约10%且小于或等于约99%(例如,大于或等于约65%且小于或等于约95%)并且厚度可大于或等于约0.05mm且小于或等于约30mm(例如,大于或等于约0.1mm且小于或等于约3mm)。然而,应理解,其他范围的酸失重、孔隙率和/或厚度也是可能的。
在一些实施方案中,一个或更多个任选的层(例如,附加层)可为非织造网。例如,在一些实施方案中,第二非织造网可存在于电池隔板中。在某些实施方案中,任选的层可为具有相对低的表观密度的平坦层(例如,开放层),如本文所述。任选的层/附加层的非限制性实例包括:由在平行方向上用粘合剂结合的长的粗略拉伸的单根玻璃纤维(例如,纤维直径大于约13微米)形成的非织造网(例如,纤维条);粗纱(例如,用于绝缘的长纤维粘结剂结合的非织造网);编织物;间隔织物(例如,由垂直于外表面的刚性支撑构件的体系隔开的层);灯芯绒织物;罗纹针织物;多孔膜;功能化的针刺和水刺非织造网;以及网状物(例如,合成的扩张网)。也可以使用织造网。在另一些实施方案中,一个或更多个任选的层(例如,附加层)可为挤出层(例如,非纤维层)。其他类型的层也是可能的。
如本文所使用的,当层被称为与另一层“相邻”时,其可以与该层直接相邻,或者也可存在中间层。与另一层“直接相邻”的层意味着不存在中间层。
在一些实施方案中,电池隔板中的一个或更多个层可被设计成独立于另一层。即,来自一层的组分(例如,纤维)与来自另一层的组分(例如,纤维)基本上不相互搀和(例如,完全不相互搀和)。例如,对于图1,在一组实施方案中,来自非织造网6的纤维与任选的层8的纤维基本上不相互搀和。独立的层可通过任何合适的工艺(包括例如层压、热点结合、压延、超声处理)或者通过粘结剂接合,如下文更详细描述的。然而,应理解,某些实施方案可包括不独立于彼此的一个或更多个层。
应理解,附图中所示的层的构造仅为举例,并且在另一些实施方案中,包括其他构造的层的电池隔板可以是可能的。例如,虽然任选的层在图1中以特定的顺序示出,但是其他构造也是可能的。例如,任选的层7可位于非织造网与任选的层8之间。此外,在一些实施方案中,除附图中所示的那些层之外还可存在附加层。还应理解,在一些实施方案中,不是附图中示出的所有组件都需要存在。
对于具有高反应性运行条件的电池,产生期望的隔板性能、电池性能和/或化学稳定性的电池隔板的设计难以实现。例如,在一些实施方案中,具有所需化学稳定性的电池隔板仅可由有限数量的材料形成和/或可需要具有一定的结构。相反地,产生优异电池性能的隔板在高反应性电池环境下可能易于发生降解和/或不利的化学反应。现在将在示例性应用铅酸电池的背景下描述本文所述的电池隔板的某些特征。铅酸电池在本文中被用作具有高反应性运行条件的电池的一个实例。然而,应理解,本文所述的电池隔板可适用于各种各样的应用,而不限于用于铅酸电池。
铅酸电池包括包含二氧化铅(PbO2)的正电极、包含金属铅的负电极和包含高摩尔浓度的硫酸水溶液的电解质。在铅酸电池放电期间,在负电极和正电极处分别发生以下半反应。
Pb0+HSO4 -→PbSO4+H++2e-(负电极)
PbO2+3H++HSO4 -+2e-→PbSO4+2H2O(正电极)
在不受理论的束缚下,认为与未经历电化学反应的PbO2和金属铅相比,在充电期间由PbSO4形成的PbO2和金属铅分别更松散地结合于正电极和负电极。认为电池循环导致电极中的活性材料脱落,原因是活性材料的内聚力的这种丧失。电池循环寿命的终止可来自于活性物质的脱落。
如本文所述,电池隔板可包括具有相对低的表观密度的层。如本文所使用的表观密度具有其在本领域中的普通含义并且可由以下方程式表示。
表观密度(g/m2×mm)=定量(g/m2)÷总厚度(mm)
如该方程式所示,表观密度是层的质量除以层(包括该层最外边界内的任何未占据空间,也称为空隙)的体积(即,面积乘以总厚度)的量度。
如下文更详细描述的,总厚度根据BCIS-03A在10kPa下进行测量。层的空隙被计算在总厚度之内。图2示出了具有平坦表面的层(例如,平坦层50)和具有至少一个非平坦表面和/或包括起伏的层(例如,非平坦层55)的总厚度与厚度之间的差异。平坦层的总厚度60和厚度61沿着表面51和52进行测量,如图2A所示。平坦层的总厚度和厚度相同。图2B示出了平坦层50在经历成形工艺(例如,波纹化、压花、打褶)之后形成的与平坦层50具有相同厚度61的非平坦层55。非平坦层55的厚度61也由表面51和52来测量。然而,总厚度60由作为该层的最外部表面的最外表面56和57来测量。如图2B所示,总厚度将层中的空隙58考虑在内。因此,层的厚度是指用于形成该层的材料的厚度,而总厚度是指该层的空间厚度。
在一些实施方案中,层的表观密度可通过如图2说明性示出的增加层的总厚度来降低(或者通过使层的总厚度增加比层的定量增加的倍数更大的倍数)。例如,平坦层50在任何成形工艺之前的总厚度可为2mm。在使该层经历成形工艺之后,该层可在层中具有非平坦表面和/或起伏。非平坦层的总厚度60(例如,10mm)可大于该层在成形之前的总厚度60。在该实例中,对于相同大小/面积的层(例如,10cm×10cm),图2B中层55的定量将大于图2A中层50的定量;然而,只要层55的厚度的成比例提高大于其定量的成比例提高,那么层55的表观密度就会小于其在成形之前(例如,图2A的层50)的表观密度。例如,与图2A的层50的表面密度相比,总厚度提高5倍(例如,2mm至10mm)并且定量提高约1.33倍(例如,300g/m2至400g/m2)的图2B的层55的表观密度将降低3.75倍(例如,150g/m2mm至40g/m2mm)。
在一些实施方案中,包括具有相对低的表观密度的层的电池隔板可产生电极之间的总空隙体积相对较高的电池布置。如本文所使用的层的总空隙体积具有其在本领域中的普通含义并且是指空的(即,空隙)体积,例如,能够填充物质(例如,电解质)的体积。总空隙体积包括内部空隙体积和外部空隙体积。内部空隙体积是指层本身的内部空隙(例如,孔隙)中的体积;即该层最外边界内的空(即,空隙)体积,例如,能够填充物质(例如,电解质)的体积。外部空隙体积是指由于该层的形状而形成的外部空隙的体积(例如,层中的弯曲下体积)。总空隙体积百分比(也称作总体积孔隙率)可使用以下公式来确定:
总体积孔隙率%=100-(定量/(物质密度×总厚度))
其中物质密度是指形成隔板/层的组分(例如,纤维)的密度,例如,如通过BCIS-03A,2009年9月,方法11所测量的。例如,仅包含玻璃纤维的电池隔板的物质密度为玻璃纤维的密度。包含纤维、无机颗粒和粘合剂树脂的混合物的电池隔板的物质密度为电池隔板中各材料的密度的加权平均值。
内部体积孔隙率百分比可根据标准BCIS-03B-方法6(其为体积置换法)来确定。
图3示出了电池隔板内的空隙体积的非限制性实例,所述电池隔板包括常规的平坦层、常规的罗纹层或本公开内容的非平坦层。图3A示出了包括常规的平坦电池隔板70的电池布置的截面,所述常规的平坦电池隔板70位于负电极75与正电极80之间并且与负电极75和正电极80直接接触。当电池隔板设置在负电极与正电极之间(例如,与负电极和正电极直接接触)时,外部空隙体积是指负电极与电池隔板最靠近负电极的表面之间的体积和正电极与电池隔板最靠近正电极的表面之间的体积,其在添加电解质之前是空的。在图3A中,负电极和正电极的整个表面区域与平坦电池隔板接触。因此,在该图中,总体积孔隙率等于电池隔板的内部空隙体积(即,内部体积孔隙率)。在电池隔板的总体积孔隙率等于电池隔板的内部体积孔隙率的实施方案中,大多数的离子移动发生在电池隔板内。
图3B示出了包括常规的电池隔板85的电池布置的截面,所述常规的电池隔板85包括在平坦层88的顶面和底面上的肋90。如图3B所示的肋是以不连续布置的方式添加到电池隔板的至少一个表面上的材料(例如,肋材料没有在沿着肋所在层的整个表面上形成连续的材料片)。肋充当电池隔板与正电极和/或负电极之间的间隔物,并在该层的表面与负电极和/或正电极的表面之间产生未占据空间(例如,空隙)。该未占据空间可以用于增加电极之间电解质的体积。在未占据空间中的离子(例如,“自由”移动离子)的移动不受电池隔板阻碍,因此有助于降低电阻。该未占据空间还可有助于使枝晶形成最小化,原因是与在其中具有活跃离子传导的液体(例如,电解质)中生长相比,枝晶更容易在其中具有更多潜在附着点的固体材料(如隔板的纤维)上生长。然而,由于肋是添加到电池隔板的至少一个表面上的附加材料,所以一些常规肋可堵塞隔板的至少一部分孔并增加电池隔板的电阻。常规的肋还可减小电极与电池隔板直接接触的表面积。电极与隔板之间的接触面积减小可导致整个电极中的压力分布不均匀,并且可增加活性材料从不与肋接触的电极区域中脱落。
回到图3B,电池隔板85可位于负电极75与正电极80之间,使得肋与电极接触而平坦层88的顶面和底面不与电极直接接触。肋的存在产生了可以使空隙体积内的离子“自由”移动而不受电池隔板部分干扰的空隙92。在这种构造中,空隙体积将取决于肋的大小(例如,高度、宽度)。在一些情况下,肋90可堵塞层88的部分94并阻碍离子移动穿过该层的这些部分。此外,由于肋与层88具有不同的表面积并且可与层88具有不同的组成,因而肋的化学稳定性和/或机械特性可与所述层的那些不同。即,肋可改变电池隔板的总化学稳定性和机械特性。肋的使用还可能是昂贵的,因为通常需要用于形成肋的附加材料和向隔板添加肋的附加工艺步骤。
在一些实施方案中,本文所述的具有至少一个非平坦表面和/或包括起伏的电池隔板可具有包括肋的隔板的优点(例如,空隙体积增加和自由移动离子增加),但是没有(或者具有降低程度的)肋的某些限制(例如,电阻和/或活性材料从不与肋接触的电极区域中脱落)。应注意,虽然如本文所述的非平坦层和/或包括起伏的表面不涵盖只包括肋的平坦层(如图3所示的层),但是非平坦层和/或包括起伏的表面并不排除包括肋。
图3C至3D示出了包括具有至少一个非平坦表面和/或包括起伏的层的电池隔板的实例。如这些图中说明性示出的,每个电池隔板可为具有两个非平坦(相对)面的层。在一些情况下,该层可具有图案化形状。例如,层100可包括如图3C的规则图案。在某些实施方案中,层105可具有如图3D所示的不规则图案。在图3C和3D二者中,起伏层包括使该层的顶面和底面二者以相似方式变形的重复弯曲和/或弯。无论非平坦层的图案或形状是规则的还是不规则的,该层的形状都可产生可以允许“自由”离子移动的空隙110。
在一些实施方案中,层的形状可通过不负面影响电池隔板的化学稳定性和/或机械特性(例如,离子传导性、化学稳定性、机械强度)的工艺来产生。
层/隔板的成形可导致不同量的表面接触面积,即,与正电极和/或负电极接触(或者和与电池隔板相邻的平坦表面直接接触)的层/电池隔板的面积。在一些实施方案中,层/电池隔板的表面接触面积百分比可大于或等于约5%、大于或等于约10%、大于或等于约20%、大于或等于约30%、大于或等于约40%、大于或等于约50%、大于或等于约60%、大于或等于约70%、大于或等于约75%、大于或等于约80%、或者大于或等于约90%。在一些情况下,表面接触面积百分比可小于100%、小于或等于约90%、小于或等于约80%、小于或等于约75%、小于或等于约70%、小于或等于约60%、小于或等于约50%、小于或等于约40%、小于或等于约30%、小于或等于约20%、或者小于或等于约15%。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约10%且小于或等于约30%)。其他值也是可能的。在一些实施方案中,电池隔板的两个侧面/表面可具有在以上所述范围的一个或更多个内的表面接触面积百分比。在某些实施方案中,表面接触面积百分比可在向层/电池隔板施加10kPa的压力时进行测量。在另一些实施方案中,表面接触面积百分比可在不向层/电池隔板施加任何压力的情况下进行测量。
多种成形技术可以用于形成本文所述的非平坦层或成形层。在一些实施方案中,可使用允许控制该层的几何形状而不负面影响该层的另一些有益特性(例如,体积孔隙率)的成形技术。该层的形状或几何形状在层的制造期间和/或之后可改变。合适的工艺的非限制性实例包括但不限于波纹化、打褶、压花起皱、micrex加工及其组合。
如本文所述,层的成形可导致非平坦层(包括重复起伏和/或具有至少一个非平坦表面的层)的形成。起伏层可包括使该层的顶面和底面二者以相似方式变形的重复弯曲和/或弯(例如,波、褶)。在一些实施方案中,弯曲或弯(例如,波、褶)的平均大小或幅度可在该层平均厚度的量级上(例如,该层厚度的至少0.1倍、至少0.2倍、至少0.5倍、至少1倍、至少2倍)或更大(例如,该层平均厚度的至少4倍、至少6倍、至少8倍、至少10倍)。在一些情况下,弯曲或弯(例如,波、褶)的平均大小或幅度可为该层平均厚度的小于或等于20倍、小于或等于15倍、小于或等于10倍、小于或等于8倍、小于或等于5倍、小于或等于3倍、小于或等于2倍、或者小于或等于1倍。以上所述范围的组合也是可能的(例如,平均大小或幅度为该层平均厚度的至少1倍且小于或等于10倍)。其他范围也是可能的。
层中的弯曲和/或弯(例如,波、褶)的频率也可变化。在一些实施方案中,本文所述的层(例如,非平坦层、起伏层)可具有至少1个弯曲/100mm、至少10个弯曲/100mm、至少50个弯曲/100mm、至少100个弯曲/100mm、至少200个弯曲/100mm、至少300个弯曲/100mm、至少400个弯曲/100mm、至少500个弯曲/100mm、至少600个弯曲/100mm、至少700个弯曲/100mm、至少800个弯曲/100mm、或至少900个弯曲/100mm。在某些实施方案中,本文所述的层(例如,非平坦层、起伏层)可具有小于或等于1000个弯曲/100mm、小于或等于900个弯曲/100mm、小于或等于800个弯曲/100mm、小于或等于700个弯曲/100mm、小于或等于600个弯曲/100mm、小于或等于500个弯曲/100mm、小于或等于400个弯曲/100mm、小于或等于300个弯曲/100mm、小于或等于200个弯曲/100mm、小于或等于100个弯曲/100mm、小于或等于50个弯曲/100mm、或者小于或等于10个弯曲/100mm。以上所述范围的组合也是可能的(例如,至少100个弯曲/100mm且小于或等于1000个弯曲/100mm)。其他范围也是可能的。应理解,关于弯曲的上述范围也可以适用于弯、波、褶或如本文所述的其他形状(例如,压花图案)的重复单元。
经成形的层的表面积百分比(即,相对于该层的平面为非平坦的或者成非零角度(例如,大于或等于约5度的角度、大于或等于约10度的角度、大于或等于约15度的角度)的表面积百分比)也可变化。在一些实施方案中,经成形的层的表面积百分比可大于或等于约5%、大于或等于约10%、大于或等于约20%、大于或等于约30%、大于或等于约40%、大于或等于约50%、大于或等于约60%、大于或等于约70%、大于或等于约75%、大于或等于约80%、或者大于或等于约90%。在一些情况下,经成形的层的表面积百分比可小于100%、小于或等于约90%、小于或等于约80%、小于或等于约75%、小于或等于约70%、小于或等于约60%、小于或等于约50%、小于或等于约40%、小于或等于约30%、小于或等于约20%、或者小于或等于约15%。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约10%且小于或等于约30%)。其他值也是可能的。在一些实施方案中,层的两个侧面/表面可具有在以上所述范围的一个或更多个内的百分比。经成形的层的表面积百分比可被弯曲、弯、波、褶或如本文所述的其他形状的重复单元所占据。
在一些实施方案中,可使用波纹化或打褶使层(例如,非织造网)成形。波纹化或打褶可在机器方向或横向方向上进行。在一些实施方案中,波纹化或打褶可在层内产生具有如本文所述范围的幅度、频率和/或表面积覆盖百分比的弯曲、弯、波或褶。
在一些实施方案中,可使用压花使层成形。可使用多种不同的技术对层进行压花。例如,可使用辊系统向层施加压力以形成具有特定图案的表面特征(例如,凹陷)。在一些情况下,也可以在具有网状图案的丝网(例如,斜面造纸机(inclined table)、平面造纸机(flat table)、回转造纸机、圆形造纸机(round former))上形成层。网状图案可产生具有或多或少纸浆的区域,因此可在整个层上产生不均匀的厚度分布(例如,凹陷)。在一些这样的实施方案中,凹陷可为网状图案的形式,并且在该层中可具有在如本文所述的一个或更多个范围内的深度和/或面积覆盖百分比。在层为湿法成网层的实施方案中,可使用具有限定图案的水印辊在潮湿阶段期间对该层进行压花。经压花的层可包括一种或更多种形状(例如,方形凹陷)的重复单元。重复单元可具有限定的形状,其截面和/或俯视图(即,从上方观察)可为例如基本上圆形的、方形的、矩形的、梯形的、多边形的或卵形的。形状可为规则的或不规则的。任何合适的形状都可压印到层上。
在某些实施方案中,压花层中的多个凹陷可被布置成形成图案。在一些实施方案中,凹陷的图案可为简单的(如棋盘图案)或更复杂的(如蜂窝图案)。在另一些情况下,例如,图案可为立方形的、六边形的和/或多边形的。凹陷的图案可为规则或不规则的。
在其中本文所述的层包括非平坦表面(例如,压花表面)的实施方案中,该层中的表面特征(例如,凹陷)的平均大小或深度可为该层平均厚度的至少0.05倍、至少0.1倍、至少0.2倍、至少0.5倍、至少1倍、至少2倍、至少4倍、至少6倍或至少8倍。该层中的表面特征(例如,凹陷)的平均大小或深度可为该层平均厚度的小于或等于10倍、小于或等于8倍、小于或等于5倍、小于或等于3倍、小于或等于2倍、或者小于或等于1倍。以上所述范围的组合也是可能的(例如,平均大小或深度为该层平均厚度的至少0.1倍且小于或等于4倍)。其他范围也是可能的。
在其中本文所述的层包括非平坦表面(例如,压花表面)的实施方案中,该层中的表面特征(例如,凹陷)的平均大小或深度可为该层总厚度的至少0.05倍、至少0.1倍、至少0.2倍、至少0.5倍、至少1倍。该层中的表面特征(例如,凹陷)的平均大小或深度可为该层总厚度的小于或等于1倍、小于或等于0.5倍、小于或等于0.2倍、或者小于或等于0.1倍。以上所述范围的组合也是可能的(例如,平均大小或深度为该层总厚度的至少0.1倍且小于或等于1倍)。其他范围也是可能的。
层中凹陷的频率也可变化。在一些实施方案中,本文所述的层(例如,压花层)可具有至少1个凹陷/100mm2、至少2个凹陷/100mm2、至少5个凹陷/100mm2、至少10个凹陷/100mm2、至少20个凹陷/10mm2、至少30个凹陷/100mm2、至少40个凹陷/100mm2、至少50个凹陷/100mm2、至少60个凹陷/100mm2、至少70个凹陷/100mm2、至少80个凹陷/100mm2或至少90个凹陷/100mm2。在某些实施方案中,本文所述的层(例如,压花层)可具有小于或等于100个凹陷/100mm2、小于或等于90个凹陷/100mm2、小于或等于80个凹陷/100mm2、小于或等于70个凹陷/100mm2、小于或等于60个凹陷/100mm2、小于或等于50个凹陷/100mm2、小于或等于40个凹陷/100mm2、小于或等于30个凹陷/100mm2、小于或等于20个凹陷/100mm2、小于或等于10个凹陷/100mm2、小于或等于5个凹陷/100mm2、或者小于或等于2个凹陷/100mm2。以上所述范围的组合也是可能的(例如,至少10个凹陷/100mm2且小于或等于100个凹陷/100mm2)。其他范围也是可能的。
经压花的层的表面积百分比(即,有凹陷的表面积百分比)也可变化。在一些实施方案中,经压花的层的表面积百分比可大于或等于约5%、大于或等于约10%、大于或等于约20%、大于或等于约30%、大于或等于约40%、大于或等于约50%、大于或等于约60%、大于或等于约70%、大于或等于约75%、大于或等于约80%、或者大于或等于约90%。在一些情况下,经压花的层的表面积百分比可小于100%、小于或等于约90%、小于或等于约80%、小于或等于约75%、小于或等于约70%、小于或等于约60%、小于或等于约50%、小于或等于约40%、小于或等于约30%、小于或等于约20%、或者小于或等于约15%。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约10%且小于或等于约30%)。其他值也是可能的。在一些实施方案中,层的两个侧面/表面可具有在以上所述范围的一个或更多个内的百分比。
在一些实施方案中,可使用起皱使层成形。在一些实施方案中,起皱是指从光辊开始利用片材路径的速度和角度的快速改变使平湿片产生3D结构。在一些实施方案中,起皱可用于在层中形成不规则形状,如不规则的波图案。在一些实施方案中,起皱可用于形成规则形状。在一些实施方案中,起皱可在层内产生具有如本文所述范围的幅度、频率和/或表面积覆盖百分比的弯曲、弯、波或图案。
在一些实施方案中,可使用micrex加工使层成形。micrex加工与起皱相似,但是在充分干燥的片上进行。在一些实施方案中,micrex加工可用于在层中形成不规则形状,如不规则的波图案。在一些实施方案中,micrex加工可用于形成规则形状。在一些实施方案中,micrex加工在层内产生具有如本文所述范围的幅度、频率和/或表面积覆盖百分比的弯曲、弯、波或图案。
应理解,尽管在一些实施方案中层可为经成形的,例如,波纹化的、打褶的、压花的、起皱的和/或micrex加工的,但是在一些实施方案中,本文所述的层(例如,成形层、非织造层)是未波纹化的、未打褶的、未压花的、未起皱的和/或未micrex加工的。此外,应理解,在某些实施方案中,可以使用多于一种的成形技术以形成本文所述的层和/或隔板(例如,波纹化和压花)。其他构造也是可能的。
在一些实施方案中,非织造网可包含玻璃纤维(例如,微玻璃纤维、短切原丝玻璃纤维或其组合)。微玻璃纤维和短切原丝玻璃纤维是本领域普通技术人员已知的。本领域普通技术人员能够通过观察(例如,光学显微镜、电子显微镜)确定玻璃纤维是微玻璃还是短切原丝。微玻璃纤维与短切玻璃纤维还可具有化学差异。在一些情况下,尽管不需要,但是短切原丝玻璃纤维相较于微玻璃纤维可包含更高含量的钙或钠。例如,短切原丝玻璃纤维可接近于无碱且具有高的氧化钙和氧化铝含量。微玻璃纤维可包含10%至15%的碱(例如,钠氧化物、镁氧化物)并且具有相对较低的熔融温度和加工温度。该术语是指用于制造玻璃纤维的技术。这样的技术赋予玻璃纤维以某些特性。一般地,短切原丝玻璃纤维是以类似于纺织品生产的工艺从套管端部中拉出并且切割成纤维。短切原丝玻璃纤维以比微玻璃纤维更可控的方式生产,并且因此,短切原丝玻璃纤维的纤维直径和长度与微玻璃纤维相比通常变化较小。微玻璃纤维是从套管端部拉出并进一步经历火焰吹制或旋转纺丝工艺。在一些情况下,可利用重熔工艺制造细的微玻璃纤维。在这方面,微玻璃纤维可为细的或粗的。如本文所使用的,细的微玻璃纤维的直径小于或等于1微米,而粗的微玻璃纤维的直径大于或等于1微米。
微玻璃纤维可具有小的直径。例如,在一些实施方案中,微玻璃纤维的平均直径可小于或等于约10微米、小于或等于约9微米、小于或等于约7微米、小于或等于约5微米、小于或等于约3微米、或者小于或等于约1微米。在一些情况下,微玻璃纤维的平均纤维直径可大于或等于约0.1微米、大于或等于约0.3微米、大于或等于约1微米、大于或等于约3微米、或者大于或等于约7微米。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约0.1微米且小于或等于约10微米、大于或等于约0.1微米且小于或等于约5微米、大于或等于约0.3微米且小于或等于约3微米)。平均纤维直径的其他值也是可能的。微玻璃纤维的平均直径分布通常是对数正态分布。然而,可以理解,微玻璃纤维可以以任何其他合适的平均直径分布(例如,高斯分布)提供。
在一些实施方案中,微玻璃纤维的平均长度可小于或等于约10mm,小于或等于约10mm,小于或等于约8mm,小于或等于约6mm、小于或等于约5mm、小于或等于约4mm、小于或等于约3mm、或者小于或等于约2mm。在某些实施方案中,微玻璃纤维的平均长度可大于或等于约1mm、大于或等于约2mm、大于或等于约4mm、大于或等于约5mm、大于或等于约6mm、或者大于或等于约8mm。以上所述范围的组合也是可能的(例如,平均长度大于或等于约4mm且小于约6mm的微玻璃纤维)。其他范围也是可能的。
在另一些实施方案中,微玻璃纤维的长度可由于工艺变化而显著变化。例如,在一些实施方案中,非织造网中的微玻璃纤维的平均纵横比(长度与直径之比)可大于或等于约100、大于或等于约200、大于或等于约300、大于或等于约1000、大于或等于约3,000、大于或等于约6,000、大于或等于约9,000。在一些情况下,微玻璃纤维的平均纵横比可小于或等于约10,000、小于或等于约5,000、小于或等于约2,500、小于或等于约600、或者小于或等于约300。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约200且小于或等于约2,500)。平均纵横比的其他值也是可能的。但是应理解,以上提及的尺寸是非限制性的,并且微玻璃纤维也可具有其他尺寸。
一般地,短切原丝玻璃纤维的平均纤维直径可大于微玻璃纤维的直径。例如,在一些实施方案中,短切原丝玻璃纤维的平均直径可大于或等于约5微米、大于或等于约7微米、大于或等于约9微米、大于或等于约11微米、或者大于或等于约20微米。在一些情况下,短切原丝玻璃纤维的平均纤维直径可小于或等于约30微米、小于或等于约25微米、小于或等于约15微米、小于或等于约12微米、或者小于或等于约10微米。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约5微米且小于或等于约12微米)。平均纤维直径的其他值也是可能的。短切原丝的直径往往遵循正态分布。然而,可以理解,短切原丝玻璃纤维可以以任何适当的平均直径分布(例如,高斯分布)提供。
在一些实施方案中,短切原丝玻璃纤维的长度可为约0.125英寸至约1英寸(例如,约0.25英寸或约0.5英寸)。在一些实施方案中,短切原丝玻璃纤维的平均长度可小于或等于约1英寸、小于或等于约0.8英寸、小于或等于约0.6英寸、小于或等于约0.5英寸、小于或等于约0.4英寸、小于或等于约0.3英寸、或者小于或等于约0.2英寸。在某些实施方案中,短切原丝玻璃纤维的平均长度可大于或等于约0.125英寸、大于或等于约0.2英寸、大于或等于约0.4英寸、大于或等于约0.5英寸、大于或等于约0.6英寸、或者大于或等于约0.8英寸。以上所述范围的组合也是可能的(例如,平均长度大于或等于约0.125英寸且小于约1英寸的短切原丝玻璃纤维)。其他范围也是可能的。
应理解,以上提及的尺寸是非限制性的,并且微玻璃纤维和/或短切原丝纤维以及本文所述的其他纤维还可具有其他尺寸。
在一些实施方案中,非织造网中的玻璃纤维的平均直径可大于或等于约0.1微米、大于或等于约0.3微米、大于或等于约0.5微米、大于或等于约1微米、大于或等于约2微米、大于或等于约3微米、大于或等于约5微米、大于或等于约7微米、大于或等于约9微米、大于或等于约10微米、或者大于或等于约12微米。在一些情况下,非织造网中的玻璃纤维的平均纤维直径可小于或等于约15微米、小于或等于约12微米、小于或等于约10微米、小于或等于约8微米、小于或等于约5微米、小于或等于约3微米、或者小于或等于约1微米。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约0.1微米且小于或等于约15微米、大于或等于约0.1微米且小于或等于约10微米、大于或等于约0.1微米且小于或等于约5微米、大于或等于约0.3微米且小于或等于约3微米)。
在一些实施方案中,非织造网中的玻璃纤维的平均长度可小于或等于约50mm、小于或等于约40mm、小于或等于约30mm、小于或等于约25mm、小于或等于约20mm、小于或等于约15mm、小于或等于约12mm、小于或等于约10mm、小于或等于约8mm、小于或等于约5mm、小于或等于约3mm、或者小于或等于约1mm。在某些实施方案中,非织造网中的玻璃纤维的平均长度直径可大于或等于约0.05mm、大于或等于约0.1mm、大于或等于约0.2mm、大于或等于约0.5mm、大于或等于约1mm、大于或等于约5mm、大于或等于约10mm、大于或等于约15mm、大于或等于约20mm、大于或等于约30mm、或者大于或等于约40mm。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约0.05mm且小于约50mm、大于或等于约1mm且小于约25mm、大于或等于约0.1mm且小于约12mm、大于或等于约0.2mm且小于约6mm、大于或等于约0.5mm且小于约3mm)。其他范围也是可能的。
非织造网可包含合适百分比的玻璃纤维。在一些实施方案中,非织造网中的玻璃纤维的重量百分比可大于或等于约2重量%、大于或等于约5重量%、大于或等于约10重量%、大于或等于约20重量%、大于或等于约30重量%、大于或等于约40重量%、大于或等于约50重量%、大于或等于约60重量%、大于或等于约70重量%、大于或等于约80重量%、或者大于或等于约90重量%。在一些实施方案中,非织造网中的玻璃纤维的重量百分比可小于或等于约95重量%、小于或等于约90重量%、小于或等于约80重量%、小于或等于约70重量%、小于或等于约60重量%、小于或等于约50重量%、小于或等于约40重量%、小于或等于约30重量%、小于或等于约20重量%、小于或等于约10重量%、或者小于或等于约5重量%。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于约2重量%且小于或等于约95重量%、大于约5重量%且小于或等于约50重量%、大于约10重量%且小于或等于约50重量%、大于约10重量%且小于或等于约30重量%)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,相对于非织造网和/或电池隔板中的纤维的总重量,非织造网包含以上提及的范围的玻璃纤维。
在一些实施方案中,本文所述的非织造网包含一种或更多种合成纤维。合成纤维可包括任何合适类型的合成聚合物。合适的合成纤维的实例包括聚酯、聚芳酰胺、聚酰亚胺、聚烯烃(例如,聚乙烯)、聚丙烯、凯夫拉尔(Kevlar)、诺梅克斯(nomex)、卤代聚合物(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯)、丙烯酸类树脂、聚苯醚、聚苯硫醚及其组合。在一些实施方案中,合成纤维为有机聚合物纤维。合成纤维还可包括多组分纤维(即,具有多种组成的纤维,如双组分纤维)。非织造网还可包含多于一种类型的组成的合成纤维的组合。应理解,也可使用其他组成的合成纤维类型。
在一些实施方案中,合成纤维可为短纤维,其可为被切割至合适的平均长度且适合于并入用于形成非织造网的湿法成网或干法成网工艺中的合成纤维。在一些情况下,可将短纤维的组切割成单个纤维之间的长度仅具有微小变化的特定长度。
在一些实施方案中,合成纤维可为粘合剂纤维,如下文更详细描述的。
包含不同类型合成纤维的组合的非织造网也是可能的。
非织造网可包含合适百分比的合成纤维。在一些实施方案中,非织造网中的合成纤维的重量百分比可为0%、大于或等于约1重量%、大于或等于约5重量%、大于或等于约10重量%、大于或等于约15重量%、大于或等于约20重量%、大于或等于约30重量%、大于或等于约40重量%、大于或等于约50重量%、大于或等于约60重量%、或者大于或等于约70重量%。在一些实施方案中,非织造网中的合成纤维的重量百分比可小于或等于约80重量%、小于或等于约70重量%、小于或等于约60重量%、小于或等于约50重量%、小于或等于约40重量%、小于或等于约30重量%、小于或等于约20重量%、小于或等于约10重量%、或者小于或等于约5重量%。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于约1重量%且小于或等于约80重量%、大于约1重量%且小于或等于约50重量%、大于约重量5%且小于或等于约50重量%、大于约5重量%且小于或等于约30重量%、大于约10重量%且小于或等于约40重量%、大于约15重量%且小于或等于约25重量%)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,相对于非织造网和/或电池隔板中的纤维的总重量,非织造网包含以上提及的范围的合成纤维。
一般地,合成纤维可具有任何合适的尺寸。例如,在一些实施方案中,合成纤维的平均直径可大于或等于约0.5微米、大于或等于约1微米、大于或等于约2微米、大于或等于约4微米、大于或等于约6微米、大于或等于约8微米、大于或等于约10微米、大于或等于约12微米、大于或等于约15微米、大于或等于约20微米、大于或等于约30微米、或者大于或等于约40微米。在一些情况下,合成纤维的平均直径可小于或等于约50微米、小于或等于约40微米、小于或等于约30微米、小于或等于约20微米、小于于或等于约15微米、小于或等于约12微米、小于或等于约10微米、大于或等于约8微米、小于或等于约6微米、小于或等于约4微米、或者小于或等于约2微米。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约0.5微米且小于约50微米、大于或等于约5微米或且小于约20微米)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中,合成纤维的平均长度可大于或等于约0.25mm、大于或等于约0.5mm、大于或等于约1mm、大于或等于约3mm、大于或等于约5mm、大于或等于约10mm、大于或等于约25mm、大于或等于约50mm、大于或等于约75mm、大于或等于约100mm、大于或等于约150mm、大于或等于约200mm、或者大于或等于约250mm。在一些情况下,合成纤维的平均长度可小于或等于约300mm、小于或等于约250mm、小于或等于约200mm、小于或等于约150mm、小于或等于约100mm、小于或等于约76mm、小于或等于约50mm、小于或等于约25mm、小于或等于约20mm、小于或等于约15mm、小于或等于约12mm、小于或等于约10mm、小于或等于约9mm、小于或等于约6mm、小于或等于约4mm、小于或等于约2mm、或者小于或等于约1mm。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约0.5mm且小于或等于约300mm、大于或等于约0.25mm且小于或等于约76mm、大于或等于约1mm且小于或等于约12mm、大于或等于约3mm且小于或等于约9mm)。平均纤维长度的其他值也是可能的。
如本文所述,在一些实施方案中,至少一部分的合成纤维可为粘合剂纤维。粘合剂纤维可为单组分(即,具有单一组成)或多组分(即,具有多种组成,如双组分纤维)。非织造网可包含合适百分比的单组分纤维和/或多组分纤维。在一些实施方案中,所有的合成纤维均为单组分纤维。在一些实施方案中,至少一部分的合成纤维为多组分纤维。在一些实施方案中,非织造网可包含来自粘合剂纤维的残余物。
多组分纤维的一个实例是双组分纤维,其包含第一材料和不同于第一材料的第二材料。多组分纤维的不同组分可表现出多种空间布置。例如,多组分纤维可布置成芯皮型构造(例如,第一材料可为包围第二材料(芯材料)的皮材料)、并列型构造(例如,第一材料可布置成与第二材料相邻)、橘瓣型(segmented-pie)布置(例如,不同材料可以以楔形构造彼此相邻布置)、三叶型布置(例如,叶的端部可具有不同于该叶的材料)、以及一种组分的局部区域在不同组分中的布置(例如,海岛型(islands-in-the-sea))。
在一些实施方案中,对于芯皮型构造,多组分纤维(如双组分纤维)可包括第一材料的皮,所述皮包围含有第二材料的芯。在这样的布置中,对于一些实施方案,第一材料的熔点可低于第二材料的熔点。因此,在制造非织造网期间的合适步骤(例如,干燥)中,包含皮的第一材料可熔化(例如,可表现出相变),而包含芯的第二材料保持不变(例如,可不表现出相变)。例如,多组分纤维的外皮部分的熔化温度可为约50℃至约200℃(例如,180℃),而多组分纤维的内芯的熔化温度可高于200℃。因此,当在干燥期间使纤维经受例如180℃的温度时,纤维的外皮可熔化而纤维的芯不熔化。
合适的多组分纤维的实例包括聚烯烃(例如,聚乙烯/PET、coPET(例如,熔融无定形,熔融结晶)/PET和聚乙烯/聚丙烯)。在多组分纤维的该列表中,惯例是用“/”将具有较低熔化温度的材料(例如,第一材料)与具有较高熔化温度的材料(例如,第二材料)分开。其他合适的组成是本领域技术人员已知的。在一些实施方案中,粘合剂纤维可包括乙烯基化合物(例如,聚乙烯醇)。
在一些实施方案中,非织造网中的多组分纤维(例如,双组分纤维)的重量百分比可为0%、大于或等于约1重量%、大于或等于约5重量%、大于或等于约10重量%、大于或等于约15重量%、大于或等于约20重量%、大于或等于约30重量%、大于或等于约40重量%、大于或等于约50重量%、大于或等于约60重量%、或者大于或等于约70重量%。在一些实施方案中,非织造网中的多组分纤维(例如,双组分纤维)的重量百分比可小于或等于约80重量%、小于或等于约70重量%、小于或等于约60重量%、小于或等于约50重量%、小于或等于约40重量%、小于或等于约30重量%、小于或等于约20重量%、小于或等于约10重量%、或者小于或等于约5重量%。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于约5重量%且小于或等于约30重量%)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中,相对于非织造网和/或电池隔板中的纤维的总重量,非织造网包含以上提及的范围的多组分纤维(例如,双组分纤维)。
一般地,非织造网和/或隔板可包含任何合适的粘合剂树脂。粘合剂树脂的特征可包括耐电池环境(例如,酸电解质、氧化),能够以水溶性乳液或分散体的形式应用,在干燥时在非织造网上均匀流动的特征,热稳定性和/或在超过100℃下能够在1分钟内热固化。粘合剂树脂可包括热塑性粘合剂树脂、热固性粘合剂树脂或其组合。在一些实施方案中,树脂可作为基于水性溶剂的体系提供。在一些这样的实施方案中,粘合剂树脂可为乳液或分散体。在某些实施方案中,粘合剂树脂可作为基于非水性溶剂的体系提供。在一些实施方案中,树脂中的一种或更多种聚合物可包含芳基侧基。这些芳基可赋予主链以刚性和空间位阻,提供了优异的耐化学性和耐电化学性。
非织造网中的树脂的量可变化。例如,非织造网和/或电池隔板中的粘合剂树脂的重量百分比可为0重量%至40重量%。在一些实施方案中,非织造网中的树脂的重量百分比可大于或等于约2重量%、大于或等于约5重量%、大于或等于约10重量%、大于或等于约15重量%、大于或等于约20重量%、大于或等于约25重量%、大于或等于约30重量%、大于或等于约35重量%、大于或等于约40重量%、或者大于或等于约45重量%。在一些情况下,非织造网中的树脂的重量百分比可小于或等于约50重量%、小于或等于约45重量%、小于或等于约40重量%、小于或等于约35重量%、小于或等于约30重量%、小于或等于约25重量%、小于或等于约20重量%、小于或等于约15重量%、小于或等于约10重量%、或者小于或等于约5重量%。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约2重量%且小于约40重量%、大于或等于约5重量%且小于约40重量%、大于或等于约5重量%且小于约20重量%、大于或等于约10重量%且小于约20重量%)。其他范围也是可能的。整个非织造网和/或电池隔板中的粘合剂树脂的重量百分比是基于干固体的并且可以在涂覆非织造网之前测定。
为了形成包含非织造网的一种或更多种组分(例如,无机颗粒)的粘合剂树脂,可首先将待包含在粘合剂树脂中的组分以特定量添加到溶液或悬浮液(例如,水或其他溶剂)中。在一些实施方案中,形成乳液。然后可将粘合剂树脂(和任何任选的添加剂)与包含所述组分的溶液/悬浮液/乳液合并并混合。应理解,粘合剂树脂配制的这种方法是非限制性的并且树脂配制的其他方法也是可能的。在非织造网形成之后和/或在非织造网形成期间,将其中包含所述组分的粘合剂树脂以任何合适的方式(例如,在湿态下或在干态下)添加到非织造网中。
在一些实施方案中,非织造网可包含无机颗粒。在一些实施方案中,非织造网中的无机颗粒可产生以下优点中的一个或更多个:减小非织造网的孔尺寸而不显著改变非织造网的体积孔隙率;增加非织造网的芯吸性和润湿性;与没有无机颗粒的类似非织造网(所有的其他因素相同)相比吸收更多的电解质,例如由于无机颗粒的润湿性;和/或清除有害污染物如重金属离子。例如,在一些实施方案中,具有非常细的孔的无机颗粒可产生增强的毛细管力以吸收电解质,并且污染物的捕集可至少部分地是由于这种毛细作用。在一些实施方案中,无机颗粒可涂覆非织造网的纤维并且用于减小非织造网的孔尺寸和/或孔尺寸变化。
无机颗粒的非限制性实例包括二氧化硅(例如,发烟二氧化硅、地面/矿物二氧化硅、熔融二氧化硅、沉淀二氧化硅、团聚二氧化硅)、粘土、滑石、硅藻(例如,硅藻土)、沸石、TiO2、稻壳灰、其他灰分及其组合。在一些实施方案中,无机颗粒是基本上无孔的。对于某些电池类型,合适的无机颗粒可以是耐硫酸的和/或可具有合适的表面积。
在一些实施方案中,非织造网和/或电池隔板中的无机颗粒的重量百分比可大于或等于约10重量%、大于或等于约20重量%、大于或等于约30重量%、大于或等于约40重量%、大于或等于约50重量%、大于或等于约60重量%、或者大于或等于约70重量%。在一些情况下,非织造网和/或电池隔板中的无机颗粒的重量百分比可小于或等于约80重量%、小于或等于约70重量%、小于或等于约60重量%、小于或等于约50重量%、小于或等于约40重量%、小于或等于约30重量%、小于或等于约20重量%、或者小于或等于约15重量%。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约10重量%且小于约80重量%、大于或等于约30重量%且小于约60重量%)。其他范围也是可能的。整个非织造网和/或电池隔板中的无机颗粒的重量百分比是基于干固体的并且可以在形成非织造网之前测定。
在一些实施方案中,无机颗粒(例如,二氧化硅)可具有相对高的表面积和/或可以是多孔的。在某些实施方案中,具有高表面积的无机颗粒可抵抗酸在再充电期间由重力引起的成层或分层。在一些实施方案中,无机颗粒在酸中可以是化学惰性且稳定的。无机颗粒也可以是热稳定的。
在一些实施方案中,可对包含在本文所述的非织造网和/或隔板中的无机颗粒进行选择以具有特定范围的平均表面积。无机颗粒的平均表面积可例如大于或等于约10m2/g、大于或等于约50m2/g、大于或等于约100m2/g、大于或等于约200m2/g、大于或等于约400m2/g、大于或等于约600m2/g、大于或等于约800m2/g、大于或等于约1,000m2/g、大于或等于约1,250m2/g、大于或等于约1,500m2/g、或者大于或等于约1,750m2/g。在一些实施方案中,无机颗粒的平均表面积可小于或等于约2,000m2/g、小于或等于约1,750m2/g、小于或等于约1,500m2/g、小于或等于约1,250m2/g、小于或等于约1,000m2/g、小于或等于约900m2/g、小于或等于约800m2/g、小于或等于约600m2/g、小于或等于约400m2/g、小于或等于约200m2/g、小于或等于约100m2/g、或者小于或等于约50m2/g。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约10m2/g且小于或等于约2,000m2/g、大于或等于约50m2/g且小于或等于约1,000m2/g、大于或等于约100m2/g且小于或等于约600m2/g、大于或等于约400m2/g且小于或等于约600m2/g)。其他范围也是可能的。如本文所测定的,表面积根据BCIS-03A,2009年9月9日修订,方法8(例如,使用0.5克样品)进行测量。
在一些实施方案中,包含在本文所述的非织造网和/或隔板中的无机颗粒的平均颗粒大小(例如,平均直径或平均截面尺寸)可例如大于约1微米、大于或等于约3微米、大于或等于约5微米、大于或等于约10微米、大于或等于约20微米、大于或等于约30微米、大于或等于约40微米、大于或等于约50微米、大于或等于约60微米、大于或等于约70微米、大于或等于约80微米、或者大于或等于约90微米。所述颗粒的平均颗粒大小可例如小于或等于约100微米、小于或等于约90微米、小于或等于约80微米、小于或等于约70微米、小于或等于约60微米、小于或等于约50微米、小于或等于约40微米、小于或等于约30微米、小于或等于约20微米、小于或等于约10微米、或者小于或等于约5微米。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约1微米且小于或等于约100微米、大于或等于约3微米且小于或等于约10微米)。其他范围也是可能的。本文中所述的颗粒大小(例如,平均颗粒大小)是指通过动态光散射测量的颗粒大小。
在一些实施方案中,包含在非织造网和/或电池隔板中的无机颗粒可以是耐硫酸的。如本文所使用的,耐硫酸的颗粒指这样的无机颗粒:使用BCIS-03A,2010年3月,方法13,在1.260SG硫酸中3小时回流之后颗粒的酸失重小于颗粒总重量的20%(例如,小于15%、小于10%、小于5%)。在这样的硫酸暴露之前和之后测量无机颗粒的重量以确定失重百分比(例如,酸失重%=[暴露前颗粒的重量-暴露后颗粒的重量]/暴露前颗粒的重量*100)。在一些实施方案中,总失重小于20%、小于15%、小于10%或小于5%的无机颗粒被用于本文所述的非织造网和/电池隔板中。
一般地,可使用任何合适的方法将无机颗粒添加到非织造网和/或电池隔板中。在一些实施方案中,在非织造网形成期间将无机颗粒与纤维一起添加到纤维浆料中。或者,可将无机颗粒添加到粘合剂树脂中。在某些实施方案中,可将无机颗粒添加到纤维浆料和粘合剂树脂二者中。
在一些实施方案中,非织造网和/或电池隔板可包括如图3B所示的肋。本领域普通技术人员将理解,肋是添加到电池隔板的一个或更多个层的一个或更多个表面(例如,本文所述的非织造网的表面)的附加材料,并且如图3B所示,肋独立于其上添加有肋的层(例如,肋材料与其上添加有肋材料的层之间存在可辨识的界面)。例如,肋通常在层(例如,非织造网)形成之后的第二步中添加。
一般地,耐电池环境的任何合适的材料均可用于形成肋。肋材料的非限制性实例包括:热塑性材料,如塑料溶胶(例如,聚丙烯酸酯、与增塑剂共混的聚氯乙烯)、聚烯烃(例如,聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、共聚乙烯-辛烯、聚乙烯乙酸乙烯酯)、聚酯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氯乙烯、聚酰亚胺、聚氨酯;和热固性材料,如聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚环氧化物、反应性塑料溶胶、酚醛树脂、聚酰亚胺;及其组合。
一般地,肋可具有任何合适的形状和并且可布置成任何合适的图案,如2014年9月11日提交的题目为“Battery Separator with Ribs and a Method of Casting the Ribson the Separator”的PCT/IB/064420中所述,其通过引用整体并入本文。例如,肋可以是在电池隔板的一个或更多个层之上排列成行的线(例如,连续的、不连续的)或点的形式。在一些实施方案中,肋可不存在于电池隔板上。
在一些实施方案中,包括非织造网和/或非平坦层的电池隔板可具有期望的结构特性。
在一些实施方案中,电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的定量可为约25g/m2至约1,200g/m2。例如,在一些实施方案中,电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的定量可大于或等于约25g/m2、大于或等于约40g/m2、大于或等于约60g/m2、大于或等于约80g/m2、大于或等于约100g/m2、大于或等于约150g/m2、大于或等于约200g/m2、大于或等于约250g/m2、大于或等于约300g/m2、或者大于或等于约350g/m2。在一些情况下,电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的定量可小于或等于约400g/m2、小于或等于约350g/m2、小于或等于约300g/m2、小于或等于约250g/m2、小于或等于约200g/m2、小于或等于约150g/m2、小于或等于约100g/m2、小于或等于约75g/m2、或者小于或等于约50g/m2。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约25g/m2且小于或等于约400g/m2、大于或等于约80g/m2且小于或等于约300g/m2)。其他范围也是可能的。如本文所测定的,非织造网和/或电池隔板的定量根据BCIS-03A,2009年9月,方法3进行测量。
在某些实施方案中,电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的定量可高于以上所述范围。在一些实施方案中,非平坦的(例如,成形的)非织造网或电池隔板相较于类似的平坦形式的非织造网(例如,成形之前)具有更大的定量,如本文所述。例如,在一些实施方案中,非织造网和/或电池隔板的定量可大于或等于约500g/m2、大于或等于约600g/m2、大于或等于约800g/m2、或者大于或等于约1,000g/m2。在一些情况下,电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的定量可小于或等于约1,200g/m2、小于或等于约1,000g/m2、小于或等于约800g/m2、小于或等于约600g/m2、或者小于或等于约500g/m2。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约25g/m2且小于或等于约1,200g/m2、大于或等于约100g/m2且小于或等于约375g/m2)。其他范围也是可能的。如本文所测定的,非织造网和/或电池隔板的定量根据BCIS-03A,2009年9月,方法3进行测量。
如本文所提及的厚度根据BCIS 03-A,2 009年,方法10使用10kPa压力进行测定。电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的厚度可为约0.05mm至约3mm。在一些实施方案中,非织造网和/或电池隔板的厚度可大于或等于约0.05mm、大于或等于约0.1mm、大于或等于约0.2mm、大于或等于约0.3mm、大于或等于约0.5mm、大于或等于约0.8mm、大于或等于约1mm、大于或等于约1.2mm、大于或等于约1.5mm、大于或等于约1.8mm、大于或等于约2mm、或者大于或等于约2.5mm。在某些实施方案中,电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的厚度可小于或等于约3mm、小于或等于约2.8mm、小于或等于约2.5mm、小于或等于约2.0mm、小于或等于约1.8mm、小于或等于约1.5mm、小于或等于约1.2mm、小于或等于约1mm、小于或等于约0.8mm、小于或等于约0.6mm、小于或等于约0.4mm、或者小于或等于约0.2mm。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于约0.05mm且小于或等于约3mm、大于约0.1mm且小于或等于约1mm)。其他范围也是可能的。
本文所述的电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的总厚度可在例如约0.05mm与约30mm之间变化。在一些实施方案中,非织造网和/或电池隔板的总厚度可大于或等于约0.05mm、大于或等于约0.1mm、大于或等于约0.5mm、大于或等于约1mm、大于或等于约2mm、大于或等于约3mm、大于或等于约5mm、大于或等于约8mm、大于或等于约10mm、大于或等于约12mm、大于或等于约15mm、大于或等于约20mm、或者大于或等于约25mm。在某些实施方案中,电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的总厚度可小于或等于约30mm、小于或等于约28mm、小于或等于约25mm、小于或等于约20mm、小于或等于约18mm、小于或等于约15mm、小于或等于约12mm、小于或等于约10mm、小于或等于约8mm、小于或等于约6mm、小于或等于约3mm、小于或等于约2mm、小于或等于约1mm、或者小于或等于约0.5mm。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于约0.05mm且小于或等于约30mm、大于约0.5mm且小于或等于约3mm)。如本文所提及的总厚度根据BCIS 03-A,2009年9月,方法10使用10kPa压力进行测定。
在一些实施方案中,本文所述的非织造网和/或电池隔板的表观密度可为例如约40g/m2/mm至约300g/m2/mm。例如,在一些实施方案中,电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的表观密度可小于或等于约300g/m2/mm、小于或等于约275g/m2/mm、小于或等于约250g/m2/mm、小于或等于约225g/m2/mm、小于或等于约200g/m2/mm、小于或等于约175g/m2/mm、小于或等于约150g/m2/mm、小于或等于约125g/m2/mm、小于或等于约100g/m2/mm、小于或等于约75g/m2/mm、或者小于或等于约50g/m2/mm。在一些情况下,电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的表观密度可大于或等于约40g/m2/mm、大于或等于约60g/m2/mm、大于或等于约80g/m2/mm、大于或等于约100g/m2/mm、大于或等于约150g/m2/mm、大于或等于约200g/m2/mm、大于或等于约250g/m2/mm、大于或等于约300g/m2/mm、或者大于或等于约350g/m2/mm。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约40g/m2/mm且小于或等于约300g/m2/mm、大于或等于约80g/m2/mm且小于或等于约150g/m2/mm)。其他范围也是可能的。如本文所测定的,电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的表观密度通过将根据BCIS-03A,2009年9月,方法3测定的非织造网(和/或电池隔板)的定量除以根据BCIS 03-A,2009年9月,方法10在10kPa下测定的非织造网(和/或电池隔板)的总厚度来测量。
在一些实施方案中,本文所述的电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的内部体积孔隙率可大于或等于约80%、大于或等于约82%、大于或等于约84%、大于或等于约86%、大于或等于约88%、大于或等于约90%、大于或等于约92%、大于或等于约94%、或者大于或等于约96%。在一些情况下,电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的内部体积孔隙率可小于或等于约99%、小于或等于约98%、小于或等于约96%、小于或等于约94%、小于或等于约92%、小于或等于约90%、小于或等于约88%、小于或等于约86%、小于或等于约84%、或者小于或等于约82%。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约80%且小于约98%、大于或等于约90%且少于约96%)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中,本文所述的电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的总体积孔隙率可大于或等于约80%、大于或等于约82%、大于或等于约84%、大于或等于约86%、大于或等于约88%、大于或等于约90%、大于或等于约92%、大于或等于约94%、或者大于或等于约96%。在一些情况下,总体积孔隙率可具有小于或等于约99%、小于或等于约98%、小于或等于约96%、小于或等于约94%、小于或等于约92%、小于或等于约90%、小于或等于约88%、小于或等于约86%、小于或等于约84%、或者小于或等于约82%的体积孔隙率。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约80%且小于约98%、大于或等于约80%且少于约98%)。其他范围也是可能的。
电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)可表示出适于离子传导的平均流孔尺寸。在一些实施方案中,非织造网和/或电池隔板的平均流孔尺寸可小于或等于约60微米、小于或等于约50微米、小于或等于约45微米、小于或等于约40微米、小于或等于约30微米、小于或等于约25微米、小于或等于约20微米、小于或等于约15微米、小于或等于约10微米、或者小于或等于约5微米、小于或等于约3微米、小于或等于约2微米、小于或等于约1微米、小于或等于约0.8微米、小于或等于约0.5微米、或者小于或等于约0.2微米。在另一些实施方案中,平均流孔尺寸可大于或等于约0.1微米、大于或等于约0.2微米、大于或等于约0.5微米、大于或等于约0.8微米、大于或等于约1微米、大于或等于约2微米、大于或等于约5微米、大于或等于约10微米、大于或等于约15微米、大于或等于约20微米、大于或等于约25微米、大于或等于约30微米、大于或等于约35微米、大于或等于约50微米、或者大于或等于约60微米。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约0.1微米且小于或等于约60微米、大于或等于约0.2微米且小于或等于约30微米)。平均流孔尺寸的其他值和范围也是可能的。如本文所测定的平均流孔尺寸根据标准BCIS-03A,2009年9月,方法6进行测量。
在一些实施方案中,本文所述的非织造网和/或电池隔板可具有期望的机械强度特性。例如,非织造网和/或电池隔板的强度可足以用作叶片隔板和/或包套隔板。在一些实施方案中,电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)在机器方向上的拉伸强度可大于或等于约10kg/cm2、大于或等于约15kg/cm2、大于或等于约20kg/cm2、大于或等于约30kg/cm2、大于或等于约40kg/cm2、大于或等于约50kg/cm2、大于或等于约60kg/cm2、大于或等于约70kg/cm2、或者大于或等于约75kg/cm2。在一些情况下,在机器方向上的拉伸强度可小于或等于约80kg/cm2、小于或等于约70kg/cm2、小于或等于约60kg/cm2、小于或等于约50kg/cm2、小于或等于约40kg/cm2、小于或等于约30kg/cm2、小于或等于约20kg/cm2、或者小于或等于约15kg/cm2。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约10kg/cm2且小于或等于约80kg/cm2、大于或等于约15kg/cm2且小于或等于约60kg/cm2)。机器方向上的拉伸强度可使用标准BCIS 03B,2010年3月修订,方法4进行测定。
在一些实施方案中,本文所述的电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)的戳穿强度(puncture strength)(或耐戳穿性(puncture resistance))可大于或等于约1N、大于或等于约1.5N、大于或等于约2N、大于或等于约3N、大于或等于约5N、大于或等于约8N、大于或等于约10N、大于或等于约12N、或者大于或等于约15N。在一些情况下,戳穿强度(或耐戳穿性)可小于或等于约20N、小于或等于约18N、小于或等于约15N、小于或等于约12N、小于或等于约10N、小于或等于约8N、小于或等于约5N、或者小于或等于约3N。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约1N且小于或等于约20N、大于或等于约1.5N且小于或等于约15N)。戳穿强度可使用方案BCIS 03B,2010年3月修订,方法9进行测定。耐戳穿性可使用BCIS 03B,2010年3月修订,方法10进行测定。
在一些实施方案中,本文所述的电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网和/或整个电池隔板)或者本文所述的附加层的Gurley硬度可大于或等于约500mg、大于或等于约800mg、大于或等于约1,000mg、大于或等于约1,250mg、大于或等于约1,500mg、大于或等于约1,750mg、大于或等于约2,000mg、大于或等于约2,500mg、大于或等于约3,000mg、大于或等于约3,500mg、或者大于或等于约4,000mg。在一些情况下,Gurley硬度可小于或等于约5,000mg、小于或等于约4,500mg、小于或等于约4,000mg、小于或等于约3,500mg、小于或等于约3,000mg、小于或等于约2,500mg、小于或等于约2,000mg、小于或等于约1,800mg、小于或等于约1,500mg、小于或等于约1,200mg、或者小于或等于约1,000mg。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于或等于约500mg且小于或等于约5000mg、大于或等于约800mg至小于或等于约1200mg)。Gurley硬度可使用TAPPI T543om-94在机器方向上进行测定。
在一些实施方案中,包括非织造网和/或非平坦层的电池隔板可具有增强的电池性能。
在一些实施方案中,包括本文所述的电池隔板和/或电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网)的电池可具有相对低的电阻。例如,在一些实施方案中,电阻可小于或等于约1Ω·cm2、小于或等于约0.8Ω·cm2、小于或等于约0.6Ω·cm2、小于或等于约0.4Ω·cm2、小于或等于约0.2Ω·cm2、小于或等于约0.1Ω·cm2、小于或等于约0.08Ω·cm2、小于或等于约0.06Ω·cm2、小于或等于约0.04Ω·cm2、小于或等于约0.02Ω·cm2、小于或等于约0.01Ω·cm2、小于或等于约0.008Ω·cm2、或者小于或等于约0.005Ω·cm2。在某些实施方案中,电阻可大于或等于约0.001Ω·cm2、大于或等于约0.003Ω·cm2、大于或等于约0.005Ω·cm2、大于或等于约0.008Ω·cm2、大于或等于约0.01Ω·cm2、大于或等于约0.05Ω·cm2、大于或等于约0.08Ω·cm2、大于或等于约0.1Ω·cm2、大于或等于约0.3Ω·cm2、大于或等于约0.5Ω·cm2、或者大于或等于约0.8Ω·cm2。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于约0.001Ω·cm2且小于或等于约1Ω·cm2、大于约0.01Ω·cm2且小于或等于约0.5Ω·cm2)。其他范围也是可能的。电阻可根据标准IS 6071-1986或标准BCIS-03B方法3进行测量。
在一些实施方案中,电池隔板每单位厚度的电阻可小于或等于约0.15(Ω·cm2)/mm、小于或等于约0.12(Ω·cm2)/mm、小于或等于约0.1(Ω·cm2)/mm、小于或等于约0.09(Ω·cm2)/mm、小于或等于约0.08(Ω·cm2)/mm、小于或等于约0.07(Ω·cm2)/mm、小于或等于约0.06(Ω·cm2)/mm、小于或等于约0.05(Ω·cm2)/mm、小于或等于约0.04(Ω·cm2)/mm、或者小于或等于约0.03(Ω·cm2)/mm。在某些实施方案中,电阻可大于或等于约0.02(Ω·cm2)/mm、大于或等于约0.03(Ω·cm2)/mm、大于或等于约0.04(Ω·cm2)/mm、大于或等于约0.05(Ω·cm2)/mm、大于或等于约0.06(Ω·cm2)/mm、大于或等于约0.07(Ω·cm2)/mm、大于或等于约0.08(Ω·cm2)/mm、大于或等于约0.09(Ω·cm2)/mm、大于或等于约0.1(Ω·cm2)/mm、或者大于或等于约0.12(Ω·cm2)/mm。以上所述范围的组合也是可能的(例如,大于约0.02(Ω·cm2)/mm且小于或等于约0.07(Ω·cm2)/mm、大于约0.02(Ω·cm2)/mm且小于或等于约0.04(Ω·cm2)/mm)。其他范围也是可能的。电阻可根据标准IS 6071-1986或标准BCIS-03B方法3进行测量。
在一些实施方案中,在用17%放电深度的部分充电状态(即,PSOC)进行18周循环测试(1530次循环)之后,包括本文所述的电池隔板和/或电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网)的电池的容量损失可小于20小时容量的30%、小于20小时容量的25%、小于20小时容量的20%、小于20小时容量的18%、小于20小时容量的15%、小于20小时容量的12%、或者小于20小时容量的10%。17%放电深度的PSOC可根据VRLA SLI电池(AGM)要求和测试、VDA要求规范AGM:2010年3月方法9.9.3进行测量,例如使用100AH容量的欧洲H8号电池。
在一些实施方案中,本文所述的包括本文所述的电池隔板和/或电池隔板的一个或更多个层(例如,非织造网)的电池在50%充电状态和0℃下可接受(即,充电接受能力)大于或等于约5A/100AH容量、大于或等于约10A/100AH容量、大于或等于约15A/100AH容量、大于或等于约20A/100AH容量、大于或等于约25A/100AH容量、大于或等于约35A/100AH容量、大于或等于约40A/100AH容量、或者大于或等于约45A/100AH容量,例如在14.4V下充电10分钟之后。在一些情况下,充电接受能力可小于或等于约50A/100AH容量、小于或等于约45A/100AH容量、小于或等于约40A/100AH容量、小于或等于约35A/100AH容量、小于或等于约30A/100AH容量、小于或等于约25A/100AH容量、小于或等于约20A/100AH容量、或者小于或等于约15A/100AH容量。以上所述范围的组合也是可能的。充电接受能力(即,充电期间电池接受的充电的有效量)可根据VRLA SLI电池(AGM)要求和测试、VDA要求规范AGM:2010年3月方法9.5进行测量,例如使用100AH容量的欧洲H8号电池。
在一些实施方案中,在大于或等于约10%的充电状态下、在大于或等于约15%的充电状态下、在大于或等于约20%的充电状态下、在大于或等于约25%的充电状态下、在大于或等于约30%的充电状态下、在大于或等于约35%的充电状态下、在大于或等于约40%的充电状态下、在大于或等于约50%的充电状态下、在大于或等于约60%的充电状态下、或者在大于或等于约75%的充电状态下,包括本文所述的电池隔板的电池的动态充电接受能力(即,在不同充电状态下的充电接受能力)可为1A/AH总电池容量(20小时)。在一些情况下,在小于或等于约80%的充电状态下、在小于或等于约70%的充电状态下、在小于或等于约60%的充电状态下、在小于或等于约50%的充电状态下、在小于或等于约45%的充电状态下、在小于或等于约40%的充电状态下、在小于或等于约35%的充电状态下、在小于或等于约30%的充电状态下、在小于或等于约25%的充电状态下、在小于或等于约20%的充电状态下、或者在小于或等于约15%的充电状态下,动态充电接受能力可为1A/AH总电池容量(20小时)。以上所述范围的组合也是可能的。动态充电接受能力可根据VRLA SLI电池(AGM)要求和测试、VDA要求规范AGM:2010年3月方法9.6进行测量。
应理解,尽管以上提及的一些参数和特征是参照非织造网进行描述的,但是相同的参数和特征(包括这样的参数和特征的值和范围)也可适用于包括该非织造网的电池隔板。
在一些实施方案中,本文所述的隔板可用于电池(例如,铅酸电池)。电池可包括负极板、正极板和设置在正极板与负极板之间的电池隔板(例如,包括本文所述的非织造网)。
应理解,本文中没有明确讨论的电池的其他组件可以为常规的电池组件。正极板和负极板可以由常规的铅酸电池极板材料形成。例如,在容器格式电池(containerformatted battery)中,极板可以包括包含导电材料的网格,导电材料可以包括但是不限于,铅、铅合金、石墨、碳、泡沫碳、钛、陶瓷(如)、层压材料和复合材料。网格通常糊贴有活性材料。所糊贴的网格通常通过被称为“成型”的工艺转换成正极电池极板和负极电池极板。成型涉及使电流流经交替的正极板和负极板与相邻极板之间的隔板的组合件,同时该组合件是在合适的电解质中(例如,以使所糊贴的氧化物转化成活性材料)。
作为具体实例,正极板可包含二氧化铅作为活性材料,负极板可包含铅作为活性材料。极板还可以包含一种或更多种增强材料,例如短切有机纤维(例如,平均长度为0.125英寸或更大)、短切玻璃纤维、金属硫酸盐(例如,硫酸镍、硫酸铜)、红铅(例如,含Pb3O4的材料)、一氧化铅、石蜡油和/或膨胀剂(expander)。在一些实施方案中,膨胀剂包含硫酸钡、炭黑和木素磺酸盐作为主要组分。膨胀剂的组分可以预混合或者不预混合。膨胀剂是可从例如Hammond Lead Products(Hammond,IN)和Atomized Products Group公司(Garland,TX)市购的。
市售的膨胀剂的一个实例为膨胀剂(Atomized Products Group公司)。在某些实施方案中,膨胀剂、金属硫酸盐和/或石蜡存在于正极板中而不存在于负极板中。在一些实施方案中,正极板和/或负极板包含纤维材料或其他玻璃组成。
可以利用任何期望的技术来组装电池。例如,可将隔板包裹在极板(例如,正电极、负电极)周围。然后利用常规的铅酸电池组装方法将正极板、负极板和隔板组装在壳体中。电池隔板可用作例如如图4A和4C中说明性示出的叶片隔板,或者如图4B和图4D说明性示出的包套隔板(即,隔板在三个边上是密封的)。图4是示出电池隔板120和极板125的截面的示意图。作为本文所使用的术语,各隔板的厚度130和总厚度135也在图4A至4D中示出。在某些实施方案中,在将隔板组装在壳体中之后压缩隔板,即,在将隔板放置在壳体中之后使隔板的厚度减小。然后将电解质(例如,硫酸)设置在壳体中。应理解,图4中所示的电池隔板的形状(例如,平坦的、非平坦的)是非限制性的并且本文所述的电池隔板可具有任何合适的形状。即,电池隔板可为如图4C至4D所示的平坦的或者如图4A至4B所示的非平坦的,并且非平坦的电池隔板可与图4A至图4D中说明性示出的隔板120具有相同或不同的形状。在一些实施方案中,可在隔板中使用平坦层和非平坦层的组合。
电解质可以包含其他组成。例如,电解质可以包含除了硫酸之外的液体,如氢氧化物(例如,氢氧化钾)。在一些实施方案中,电解质包含一种或更多种添加剂,包括但不限于铁螯合物和镁盐或螯合物、有机聚合物和木质素和/或有机分子、以及磷酸的混合物。在一些实施方案中,电解质为硫酸。在一些实施方案中,硫酸的比重为1.21g/cm3至1.32g/cm3或1.28g/cm3至1.31g/cm3。在某些实施方案中,硫酸的比重为1.26g/cm3。在某些实施方案中,硫酸的比重为约1.3g/cm3
在一些实施方案中,电池隔板(包括本文所述的非织造网)可用于铅酸电池,包括阀控式电池(例如,吸收性玻璃垫电池)和富液式电池(flooded battery)。例如,在一些实施方案中,电池隔板可用于富液式电池应用。在一些这样的实施方案中,电池隔板可为包裹在一个或更多个极板(例如,正极板、正极板和负极板)周围的包套隔板。在一些这样的实施方案中,电池隔板可包括与包含玻璃纤维和树脂的网/层结合的非织造网。在一些这样的情况下,电池隔板可包裹在极板周围,使得玻璃层面向极板和/或与极板接触。在另一些情况下,电池隔板可包裹在极板周围,使得玻璃层在与极板相对的一侧上。玻璃层可用于稳定电极中的活性材料并使脱落最小化。在某些实施方案中,电池隔板不包括包含玻璃纤维和树脂的网。在一些这样的实施方案中,本文所述的非织造网中的玻璃纤维可用于稳定电极中的活性材料并使脱落最小化。在本文所述的电池隔板用于富液式电池的一些实施方案中,极板可包括嵌入到该极板上的玻璃层,所述玻璃层用于减少极板的脱落和/或可包含增加极板导电性的碳基添加剂(例如,石墨烯,石墨)和/或具有高的表面积(例如,大于或等于约500m2/g且小于或等于约5,000m2/g)。如本文所述的包套电池隔板可包裹在这样的极板周围。在一些实施方案中,碳浸渍的非织造网可与极板相邻。在一些实施方案中,电池隔板可用于在电解质溶液中包含多种添加剂的富液式电池。
如本文所述,非织造网可形成电池隔板的全部或一部分。在一些实施方案中,一个或更多个附加层或组件与非织造网一起包括在内(例如,设置成与非织造网相邻、接触非织造网的一侧或两侧)。在一些情况下,附加层是纤维层。纤维附加层的非限制性实例包括熔喷层、湿法成网层(例如,玻璃纤维湿法成网层)、纺粘层、挤出层或电纺丝层。在一些实施方案中,根据实施方案的多个非织造网可层叠在一起,形成用于电池隔板的多层片材。在另一些实施方案中,附加层可为非纤维层。例如,该层可为通过挤出工艺形成的聚合物层(例如,膜,如PE膜)。其他构造也是可能的。
在一些实施方案中,网的两个或更多个层可分别形成,并且通过任何合适的方法(如层压、排序或通过使用粘合剂)来组合。两个或更多个层可使用不同工艺或相同工艺来形成。例如,每个层可独立地通过湿法成网工艺、非湿法成网工艺或任何其他合适的工艺形成。
在一些实施方案中,两个或更多个层可通过相同工艺形成。在一些情况下,两个或更多个层可同时形成。
不同的层可通过任何合适的方法粘结在一起。例如,层可通过粘结剂粘结和/或在任一侧彼此熔融粘合。也可使用层压和压延工艺。在一些实施方案中,附加层可经由增加的流浆箱或涂布机由任何类型的纤维或纤维共混物形成并适当地粘结至另一层。
电池隔板可包括任何合适数目的层,例如,至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个层。在一些实施方案中,电池隔板可包括多至10个层。
本文所述的非织造网可使用合适的工艺来制造,如湿法成网工艺。一般地,湿法成网工艺包括将一种或更多种类型的纤维混合在一起;例如,可将一种类型的玻璃纤维与另一种类型的玻璃纤维和/或不同类型的纤维(例如,合成纤维)混合在一起以提供纤维浆料。该浆料可为例如水基浆料。在某些实施方案中,纤维在混合到一起之前任选地分开或组合地储存在各种储存罐中。
例如,第一纤维可在一个容器中被混合并制浆在一起,第二纤维可在单独的容器中被混合并制浆。随后,第一纤维和第二纤维可一起组合成单一的纤维混合物。合适的纤维可在混合在一起之前和/或之后通过碎浆机进行处理。在一些实施方案中,纤维的组合在混合在一起之前通过碎浆机和/或储存罐进行处理。可以理解,还可向混合物中引入其他组分(例如,无机颗粒)。此外,应理解,纤维类型的其他组合可用于纤维混合物,如本文所述的纤维类型。
在某些实施方案中,通过湿法成网工艺形成两个或更多个层。例如,可以将在溶剂(例如,水性溶剂,如水)中包含纤维的第一分散体(例如,纸浆)施加到造纸机(例如,长网造纸机或圆形造纸机或回转造纸机)中的网输送带上,以形成由网输送带支撑的第一层。在第一层沉积在网上的同时或在此之后将在溶剂(例如,水性溶剂,如水)中包含纤维的第二分散体(例如,另一种纸浆)施加到第一层上。在上述过程期间持续地向第一纤维分散体和第二纤维分散体施加真空以从纤维中除去溶剂,从而产生包括第一层和第二层的制品。然后干燥由此形成的制品,如有必要,通过使用已知方法进一步处理以形成多层非织造网。
可使用用于制造纤维浆料的任何合适的方法。在一些实施方案中,向浆料中添加另外的添加剂以便于加工。还可将温度调节到合适的范围,例如,33°F至100°F(例如,50°F至85°F)。在一些情况下,保持浆料的温度。在一些情况下,不主动调节温度。
在一些实施方案中,湿法成网工艺使用与常规造纸工艺相似的设备,例如水力碎浆机、成形机或流浆箱、干燥机和任选的转换器。在一些情况下,也可以通过实验室手抄纸模具来制造非织造网。如以上所讨论的,可在一个或更多个碎浆机中制备浆料。在将浆料在碎浆机中适当地混合之后,可将浆料泵送入流浆箱中,在流浆箱中浆料可以与或可以不与其他浆料组合。可以添加或可以不添加其他添加剂。浆料还可用附加的水稀释,使得纤维的最终浓度在合适的范围内,例如,约0.1重量%至0.5重量%。
在一些情况下,纤维浆料的pH可根据需要进行调整。例如,浆料纤维可在酸性或中性条件下分散。
在将浆料送至流浆箱之前,浆料可任选地通过离心净浆器和/或压力筛以除去未纤维化材料。浆料可以或可以不经过附加设备如精研机或高频疏解机来进一步增强纤维的分散。例如,高频疏解机可用于平滑或除去可能在纤维浆料形成期间在任何点处出现的块或突起。然后可以使用任何合适的设备(例如,长网造纸机、回转造纸机、桶形/圆形造纸机、或斜网长网造纸机)以适当的速度将纤维收集到筛或网上。
如本文所述,在一些实施方案中,向预形成的纤维层(例如,由湿法成网工艺形成的预形成的非织造网)中添加粘合剂树脂。例如,当纤维层沿着适当的筛或网通过时,使用合适的技术将可为单独乳液形式的粘合剂树脂中包含的不同组分(例如,无机颗粒)添加到纤维层中。在一些情况下,粘合剂树脂的每个组分在与其他组分和/或纤维层组合之前被混合成乳液。可使用例如重力和/或真空将包含在树脂中的组分拉过纤维层。在一些实施方案中,包含在粘合剂树脂中的一种或更多种组分可用软化水稀释并泵送入纤维层中。在一些实施方案中,可在将浆料引入流浆箱之前将树脂施加到该浆料中。例如,可将树脂引入(例如,注入)纤维浆料中并用纤维浸渍和/或沉淀在纤维上。
在非织造网形成期间或之后,可根据多种已知技术进一步处理非织造网。任选地,可以利用工艺如层压、共打褶或排序来形成附加层和/或将附加层添加到非织造网中。例如,在一些情况下,通过湿法成网工艺使两个层形成为复合材料制品,然后通过任何合适的工艺(例如层压、共打褶或排序)将该复合材料制品与第三层组合。可以理解,通过本文所述的工艺形成的非织造网或复合材料制品不仅可基于各纤维层的组分也可以根据使用适当组合的不同特性的多个纤维层的影响进行适当地调整,以形成具有本文所述特性的非织造网。
在一些实施方案中,可以对非织造网进行后处理,例如,使其经受如本文所述的成形工艺。
实施例
以下实施例旨在举例说明本发明的某些实施方案,而不解释为限制性的并且不例示本发明的全部范围。
实施例1
该实施例描述了单层波纹状电池隔板和多层波纹状电池隔板的机械特性和性能特性。形成了附加层的数目和类型不同的包括波纹层的五种多层电池隔板。相比于平坦的单层电池隔板,包括波纹层的电池隔板具有增加的总体积孔隙率和强度,同时保持相似的电阻。
平坦的电池隔板是包含约20%玻璃纤维、约20%聚酯纤维、约15%树脂和约45%沉淀二氧化硅的非织造网。
实验A中的电池隔板包括粘合至附加层1的波纹状形式的平坦非织造网。该平坦层通过使平坦非织造网经过两个加热的波纹辊之间而波纹化。这两个辊被布置成使得迫使层进入凹槽中的辊的齿互相啮合。附加层1为使用耐酸共聚物胶乳制备的湿法成网非织造网,其包含约24.5%玻璃纤维、约15%聚酯纤维、约10%树脂和约50.5%沉淀二氧化硅。附加层1的定量为约120g/m2且厚度为约0.3mm。
在实验B中,电池隔板包括粘合至附加层2的实验A的波纹状非织造网。附加层2为包含玻璃纤维和粘合剂树脂的湿法成网玻璃垫。该玻璃垫在3.5kPa下的定量为50g/m2且厚度为0.4mm。
在实验C中,电池隔板包括实验A的波纹状非织造网,该波纹状非织造网的两侧均粘合至实验A中使用的附加层1。
在实验D中,电池隔板包括实验A的波纹状非织造网,该波纹状非织造网的两侧均粘合至实验B中使用的附加层2。
在实验E中,电池隔板包括实验A的波纹状非织造网,该波纹状非织造网的一侧粘合至实验B中使用的附加层2并且另一侧粘合至实验A中使用的附加层1。
表1中示出了各个电池隔板的各种特性。
表1.多种电池隔板的特性
测试 单位 平坦隔板 A B C D E
总厚度 mm 1.6 2.81 3.15 3.18 3.48 5.92
定量 g/m2 230 313 280 454 311 781
表观密度 g/m2/mm 143 111 88 143 88 131
总孔隙率 57 68 66 69 74 73
电阻 Ω·cm2 0.1 0.102 0.113 0.124 0.105 0.185
电阻/厚度 Ω·cm2/mm 0.063 0.036 0.036 0.039 0.030 0.031
戳穿强度 N 7.99 11.54 10.64 16.44 17.7 21.64
包括波纹层的各电池隔板都具有增加的总体积孔隙率和戳穿强度,同时具有与平坦的单层电池隔板相似的电阻。来自实验A、B、D和E的各电池隔板具有比平坦的单层电池隔板更低的表观密度。

Claims (31)

1.一种电池隔板,包括:
非织造网,所述非织造网包含:
平均直径大于或等于约0.1微米且小于或等于约15微米的多根玻璃纤维,其中所述玻璃纤维以大于或等于所述非织造网的约2重量%且小于或等于约95重量%的量存在;
多根合成纤维,其中所述合成纤维在所述非织造网中以大于或等于所述非织造网的约1重量%且小于或等于约80重量%的量存在;以及
多个无机颗粒,其中所述无机颗粒以大于或等于所述非织造网的约10重量%且小于或等于约80重量%的量存在,
其中所述电池隔板的表观密度大于或等于约40g/m2/mm且小于或等于约300g/m2/mm。
2.一种电池隔板,包括:
非织造网,所述非织造网包含:
平均直径大于或等于约0.1微米的多根玻璃纤维;
多根合成纤维,其中所述合成纤维以大于或等于所述非织造网的约1重量%且小于或等于约80重量%的量存在;以及
多个无机颗粒,其中所述无机颗粒以大于或等于所述非织造网的约10重量%且小于或等于约80重量%的量存在;
其中所述非织造网为波纹化的、压花的、打褶裥的、起皱的或micrex加工的。
3.一种电池隔板,包括:
非织造网,所述非织造网包含:
平均直径大于或等于约0.1微米的多根玻璃纤维;
多根合成纤维,其中所述合成纤维以大于或等于所述非织造网的约1重量%且小于或等于约80重量%的量存在;以及
多个无机颗粒,其中所述无机颗粒以大于或等于所述非织造网的约10重量%且小于或等于约80重量%的量存在;
与所述非织造网相邻的附加层,其中所述附加层为波纹化的、压花的、打褶裥的、起皱的或micrex加工的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述非织造网具有起伏。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述非织造网为波纹化的、压花的、打褶裥的、起皱的和/或micrex加工的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述非织造网的表观密度大于或等于约40g/m2/mm且小于或等于约300g/m2/mm。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述电池隔板的表观密度大于或等于约40g/m2/mm且小于或等于约300g/m2/mm。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述隔板包括与所述非织造网相邻的附加层,并且其中所述附加层包括大于或等于约40g/m2/mm且小于或等于约300g/m2/mm的表观密度。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述非织造网包含多根合成纤维,其中所述合成纤维以大于或等于所述非织造网的约5重量%且小于或等于约50重量%的量存在。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述非织造网包含多个无机颗粒,其中所述无机颗粒是耐硫酸的,并且其中所述无机颗粒以大于或等于所述非织造网的约30重量%且小于或等于约60重量%的量存在。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中非织造网还包含粘合剂树脂。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述电池隔板的体积孔隙率大于或等于约80%且小于或等于约98%。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述电池隔板为铅酸电池隔板。
14.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述非织造网的表观密度大于或等于约80g/m2/mm且小于或等于约150g/m2/mm。
15.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述隔板包括与所述非织造网相邻的附加层,并且其中所述附加层包括大于或等于约30g/m2/mm且小于或等于约500g/m2/mm的表观密度。
16.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述无机颗粒的表面积大于或等于约100m2/g且小于或等于约600m2/g。
17.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述电池隔板的厚度大于或等于约0.1mm且小于或等于约3mm。
18.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述电池隔板的孔尺寸大于或等于约0.2微米且小于或等于约30微米。
19.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述电池隔板的戳穿强度大于或等于约1.5N且小于或等于约15N。
20.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述电池隔板的拉伸强度大于或等于约15kg/cm2且小于或等于约60kg/cm2
21.一种铅酸电池,包括根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板。
22.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述附加层选自纤维条、粗纱、编织层、间隔织物、灯芯绒织物、罗纹针织物、多孔膜、功能化的针刺和水刺非织造网、挤出层、以及网状物。
23.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述非织造网或所述附加层包括平均幅度在所述层的厚度的0.1倍至20倍的量级上的弯曲。
24.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述非织造网或所述附加层包括频率为至少100个弯曲/100mm且小于或等于1000个弯曲/100mm的弯曲。
25.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述非织造网包括呈规则图案的多个凹陷。
26.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述非织造网包括呈不规则图案的多个凹陷。
27.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述非织造网包括多个凹陷,并且所述凹陷在所述非织造网中的频率为至少约2个凹陷/100mm2
28.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述非织造网包括多个凹陷,并且所述凹陷在所述非织造网中的平均深度为所述非织造网的总厚度的至少约0.2倍。
29.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述非织造网包括多个凹陷,并且所述凹陷在所述非织造网中的平均深度为所述非织造网的厚度的至少约0.5倍。
30.根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板,其中所述非织造网包括多个凹陷,并且有凹陷的所述非织造网的表面积百分比大于或等于约20%。
31.一种电池,包括根据前述权利要求中任一项所述的电池隔板。
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