CN106784537B - 一种可溶出胶体的agm隔板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可溶出胶体的AGM隔板的制备方法，包括以下步骤：以水、纳米二氧化硅、以及玻璃纤维制备混合浆料，纳米二氧化硅的粒径为1.5～10nm，比表面积为680～1100㎡/g；然后加水稀释，调节pH值；接着，进行负压抽滤脱水得到湿隔板，再将湿隔板烘干，即得到可溶出胶体的AGM隔板。本发明通过添加的小粒径、高比表面积的纳米氧化硅制备可溶出胶体的AGM隔板，制得的隔板应用于蓄电池时，在充放电循环≥10次，纳米氧化硅溶出量≥50％，溶出的纳米氧化硅逐步形成凝胶，从而形成全固态胶体蓄电池，开辟了新的胶体蓄电池制造方式，免去铅酸蓄电池的加胶工艺，解决了铅酸蓄电池加胶困难及蓄电池内化成不均匀等问题。
Description
技术领域
本发明属于蓄电池领域，更具体地，涉及一种可溶出胶体的AGM隔板的制备方法，该隔板适用于铅酸蓄电池，如阀控式AGM铅酸蓄电池，可应用于制备新型的全固态胶体铅酸蓄电池。
背景技术
铅酸蓄电池是当前技术成熟度最高、使用安全性最优、循环利用率最好的二次电池，在全世界各类型的蓄电池市场中占有72％以上的市场份额。铅酸蓄电池被广泛应用于电动自行车摩托车电池、汽车启动电池和新型的启停电池、风电光伏储能电池、通讯基站和数据中心备用电源、高铁机车供电系统等多个领域，为满足行业需求，行业近几年产量以20％的增速在发展。
在国内的铅酸蓄电池制造过程中，玻纤隔板一直占据绝对的市场份额。2000年之后，蓄电池厂家在玻纤隔板蓄电池上嫁接胶体电池的技术，在电解液中添加进口的气相氧化硅或硅溶胶使电解液凝胶化，将AGM隔板和胶体技术结合起来，以提高电池的性能。
作为对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进，胶体电解液代换了硫酸电解液，在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面较普通电池有所改善。具体来说，相对于液态电解质的铅酸蓄电池，胶体电池具有以下优点：深循环放电状态下有良好的使用可靠性、循环寿命相对较长、耐过充电能力强、工作温度范围宽、自放电率低、可以任意方位放置、抗震性好、使用安全等。因此，胶体电池是铅酸蓄电池行业的发展方向。
胶体电池经过化成工艺后，即可投入使用。铅酸蓄电池的化成分为内化成和外化成两种。内化成工艺是将固化干燥以后的电池极板分切后直接组装成电池，在电池内部化成。外化成是在化成槽中完成极板化成。由于外化成蓄电池用的极板需预先经槽化成、水洗和干燥，能耗较大，对环境污染大，2013年我国全面禁止外化成铅酸蓄电池的生产。
虽然胶体电池具有一系列的优势，但是胶体电池加胶困难、内化成不均匀一直是行业的难题。胶体电池加胶困难、内化成不均匀的根本原因是由加胶工艺造成的。
目前，胶体电池的加胶工艺一般是用一定比重的稀硫酸与二氧化硅胶体充分混合，然后加入蓄电池，经过内化成工艺，达到凝胶状态；即胶体与稀硫酸提前混合均匀，经过加酸机灌注胶体电解液。
内化成胶体电池在电池内部化成，化成过程中易发热。内化成电池加胶过程中，稀硫酸电解液与生极板中的活性物质剧烈反应，释放大量的热量，热量累积、短时间内热量无法快速释放出去，温度急剧升高，导致胶体凝胶时间缩短，因此，凝胶集中地堆积在集群附近的区域。胶体在灌注的过程中，受到隔板的过滤作用，形成凝胶的胶体和酸分离，部分酸被阻隔在隔板的上方，无法进入到电池的内部，容易导致电池加入酸的量不足，严重影响蓄电池容量及寿命。
由于胶体电池加胶困难，电解液加入的量不足，且酸在隔板内分布不均匀，导致胶体电池内化成不均匀、不彻底。总体上来讲，胶体电池内化成不够彻底，容量衰退快，放电容量和循环使用寿命均比外化成胶体电池差。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种可溶出胶体的AGM隔板的制备方法，是通过在现有玻纤隔板中添加1.5～10nm、比表面积为680～1100㎡/g纳米氧化硅制备可溶出胶体的AGM隔板。本发明中，在AGM隔板生产的过程中，即加入胶体材料—小粒径、高比表面积的纳米氧化硅；采用该隔板的蓄电池经过内化成和充放电循环后，AGM隔板中的纳米氧化硅缓慢释放出来，形成纳米单分散透明果冻状胶体。本发明通过控制制备方法中的各个步骤的参数、条件，包括纳米二氧化硅与玻璃纤维等原料的配比及浓度，制备过程中调节体系的pH值，烘干的温度及时间等，能够有效控制制得的隔板中纳米氧化硅与纤维的分布，确保该隔板具有良好的胶体溶出效果。本发明中的纳米氧化硅粒径小、比表面积高、表面羟基多、表面活性大，纳米氧化硅通过表面的羟基作用与玻璃纤维紧密的结合。经过烘干程序的可溶出胶体的AGM隔板，其内部纳米氧化硅的原生粒子粒径小，仅为1.5～10nm，其聚集结构表观粒径大。聚集结构表观粒径大的颗粒可保证隔板的结构，且在酸性条件和充电条件下不会快速溶出；纳米氧化硅的原生粒子粒径小，且小于20nm具有一定的导电性。采用该隔板的蓄电池在反复充放电循环过程中，附着在AGM隔板上的原生粒径小的纳米氧化硅在极板反复膨胀与收缩的作用力、充放电过程中氢气和氧气扰动的作用力、电场的作用下缓慢释放，当纳米氧化硅达到一定浓度时，释放的纳米氧化硅在酸性条件下逐步形成纳米单分散透明果冻状胶体；采用该隔板的蓄电池10次充放电循环后，此时，纳米氧化硅溶出量≥50％，即形成全固态胶体蓄电池。纳米氧化硅在AGM隔板上均匀分布，在酸性条件下，缓慢溶出的纳米氧化硅形成均匀的、稳定的三维网络结构，呈纳米单分散透明果冻状，其效果等远优于硫酸电解质中加入纳米二氧化硅胶体灌注蓄电池的白色聚集的乳状胶体。本发明中可溶出胶体的AGM隔板，开辟了一条新的胶体蓄电池制造方案，免去铅酸蓄电池的加胶工艺，解决了传统铅酸蓄电池加胶困难及蓄电池内化成不均匀等行业问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种可溶出胶体的AGM隔板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以包括水、纳米二氧化硅、以及玻璃纤维在内的原料制备混合浆料，具体是：向水中加入纳米二氧化硅，然后进行打浆，得到纳米氧化硅水分散液；接着，调节所述纳米氧化硅水分散液的pH值，使其pH值为2.0～3.5；然后，向该纳米氧化硅水分散液中加入玻璃纤维，然后进行打浆从而得到所述混合浆料；
所述纳米二氧化硅的粒径为1.5～10nm，比表面积为680～1100㎡/g；
(2)向所述步骤(1)得到的所述混合浆料中加入水进行稀释得到混合浆液，调节该混合浆液的pH值使其pH值为2.0～3.5；
(3)对所述步骤(2)得到的所述混合浆液进行负压抽滤脱水得到成型的湿隔板，所述湿隔板的含水量为65～68％；
(4)将所述步骤(3)得到的所述湿隔板进行烘干处理，即得到可溶出胶体的AGM隔板；
所述可溶出胶体的AGM隔板包括质量百分比为74～95％的玻璃纤维，以及质量百分比为2～25％的纳米二氧化硅。
作为本发明的进一步优选，所述向水中加入纳米二氧化硅，然后进行打浆，所述打浆为高速打浆，该高速打浆的打浆转速不小于1500rpm。
作为本发明的进一步优选，所述步骤(2)得到的所述混合浆液还经过除渣处理；
所述步骤(4)中的所述烘干处理，具体是先将所述湿隔板在130～150℃下干燥3～5分钟，再在180℃下干燥10～20分钟。
作为本发明的进一步优选，所述步骤(4)得到的所述可溶出胶体的AGM隔板还包括质量百分比为0～8％的有机纤维，以及质量百分比为0～5％的功能助剂；所述功能助剂包括分散剂、助留剂和助滤剂中的至少一种；
优选的，相应的在所述步骤(1)中，在所述向水中加入纳米二氧化硅之前，是先向该水中加入分散剂，并进行打浆处理；
在调节所述纳米氧化硅水分散液的pH值之前，是先向所述纳米氧化硅水分散液中加入助留剂、以及助滤剂，并进行打浆处理；
在向所述纳米氧化硅水分散液中加入玻璃纤维并进行打浆之后，是继续向该纳米氧化硅水分散液中加入有机纤维，然后进行打浆从而最终得到所述混合浆料。
作为本发明的进一步优选，所述步骤(1)中，所述纳米氧化硅水分散液中纳米氧化硅的质量百分浓度为2～25％，所述混合浆料中玻璃纤维的质量百分浓度为74～95％。
作为本发明的进一步优选，所述可溶出胶体的AGM隔板的制备方法还包括步骤：
(5)将所述步骤(4)得到的所述可溶出胶体的AGM隔板进行卷取或裁切。
作为本发明的进一步优选，对于所述可溶出胶体的AGM隔板，当采用该可溶出胶体的AGM隔板的蓄电池进行充放电循环时，该可溶出胶体的AGM隔板中的纳米二氧化硅将溶出形成胶体；优选的，当采用该可溶出胶体的AGM隔板的蓄电池的充放电循环≥10次，所述可溶出胶体的AGM隔板中，溶出的纳米氧化硅的量占纳米二氧化硅总量的比例≥50％。
作为本发明的进一步优选，所述步骤(4)得到的所述可溶出胶体的AGM隔板中，所述分散剂的质量百分比为0.25～2.60％，所述助留剂的质量百分比为0.2～2.55％，所述助滤剂的质量百分比为0.2～2.55％；优选的，所述功能助剂的质量百分比为0.8～3％。
作为本发明的进一步优选，所述分散剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钾、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、聚乙二醇和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种；所述助留剂为明矾、聚合氯化铝、膨润土、改性淀粉、聚乙烯亚胺、聚氧化乙烯、壳聚糖、羧甲基纤维素和聚丙烯酰胺中的一种或几种；所述助滤剂为硅藻土、阳离子淀粉、聚酰胺和聚丙烯酰胺中的一种或几种。
本发明中可溶出胶体的AGM隔板，采用该隔板的蓄电池在充放电循环≥10次，纳米氧化硅溶出量≥50％，溶出的纳米氧化硅逐步形成纳米单分散透明果冻状凝胶，即形成全固态胶体蓄电池；该蓄电池可采用单纯的硫酸溶液作为电解液，硫酸的比重可以为1.05-1.28g/mL。
本发明中通过改进胶体材料，采用粒径为1.5～10nm、比表面积为680～1100㎡/g的纳米二氧化硅代替传统的胶体材料—气相纳米氧化硅和硅溶胶。本发明通过控制制备方法中的各个步骤的参数、条件，包括纳米二氧化硅与玻璃纤维等原料的配比及浓度，制备过程中调节体系的pH值，烘干的温度及时间等，能够有效控制制得的隔板中纳米氧化硅与纤维的分布，确保该隔板具有良好的胶体溶出效果。
本发明中的纳米氧化硅粒径小、比表面积高、具有较高的活性，具有丰富的内部网络结构。本发明中的纳米氧化硅活性大、表面羟基含量高，与玻璃纤维纤维具有一定的结合力；其它种类的胶体材料，如气相氧化硅或硅溶胶，粒径大、比表面积小、表面活性差，在纤维中仅能作为填料，将这些胶体材料添加到AGM隔板中，隔板掉粉严重，无法适应机械化生产。
本发明中的纳米氧化硅，粒径为1.5～10nm，表面羟基丰富。经过烘干程序的可溶出胶体的AGM隔板，其内部纳米氧化硅的原生粒子粒径小，仅为1.5～10nm，其聚集结构表观粒径大。聚集结构表观粒径大的颗粒可保证隔板的结构，且在酸性条件和充电条件下不会快速溶出；纳米氧化硅的原生粒子粒径小，且小于20nm具有一定的导电性。采用该隔板的蓄电池在反复充放电循环过程中，附着在AGM隔板上的原生粒径小的纳米氧化硅在极板反复膨胀与收缩的作用力、充放电过程中氢气和氧气扰动的作用力、电场的作用下缓慢释放，当纳米氧化硅达到一定浓度时，释放的纳米氧化硅在酸性条件下逐步形成纳米单分散透明果冻状胶体；采用该隔板的蓄电池10次充放电循环后，此时，纳米氧化硅溶出量≥50％，即形成全固态胶体蓄电池。
本发明中的纳米氧化硅原生粒径小、表面羟基丰富、活性强、性能优良，在AGM隔板上均匀分布，在酸性条件下，缓慢释放的纳米氧化硅形成均匀的、稳定的、呈纳米单分散透明果冻状的三维网络结构。气相二氧化硅或硅溶胶表面羟基少、活性不足，原生粒径大、团聚严重等缺陷，即使添加少量的气相二氧化硅或硅溶胶到AGM隔板中，采用该种隔板的蓄电池在多次充放电的循环中，易形成白色聚集态存在，不会溶出单分散透明胶体。
本发明中提前将小粒径、高比表面积的纳米氧化硅加入到AGM隔板中，采用该隔板的蓄电池在充放电的过程中，部分纳米氧化硅溶出形成胶体；采用该隔板的蓄电池仅需要加入一定比重的稀硫酸，即可进行内化成，无需再额外的灌注胶体。溶出的纳米氧化硅可形成均匀透明的三维网络结构的胶体，其效果等远优于硫酸电解质中加入纳米二氧化硅胶体灌注蓄电池的白色聚集的乳状胶体。现有技术中，往往需要将胶体与稀硫酸提前混合均匀，经过加酸机灌注胶体电解液。将胶体与稀硫酸提前混合的工艺，给电池的加胶过程和内化成效果带来了负面影响。第一、内化成胶体电池化成过程中，稀硫酸电解液与生极板中的活性物质剧烈反应，释放大量的热量，热量累积、短时间内热量无法快速释放出去，温度急剧升高，导致胶体凝胶时间缩短，因此，凝胶集中地堆积在集群附近的区域。胶体在灌注的过程中，受到隔板的过滤作用，形成凝胶的胶体和酸分离，部分酸被阻隔在隔板的上方，无法进入到电池的内部，容易导致电池加入酸的量不足，严重影响蓄电池容量及寿命；第二、由于胶体电池加胶困难，电解液加入的量不足，且酸在隔板内分布不均匀，导致胶体电池内化成不均匀、不彻底。
本发明中的纳米氧化硅在AGM隔板上均匀分布，采用该隔板的蓄电池在充放电循环的过程中缓慢溶出胶体。由于无需再额外灌注胶体，不会出现堵住集群的现象，可以使蓄电池添加足够分量的稀硫酸，蓄电池不会出现缺酸的现象。纳米氧化硅在AGM隔板上均匀分布、均匀地溶出，有效地改善电解液分层的现象，因此蓄电池内化成较为均匀。
本发明中可溶出胶体的AGM隔板，采用该隔板的蓄电池无需额外加胶，开辟了一条新的胶体蓄电池制造方案，免去铅酸蓄电池的加胶工艺，解决了传统铅酸蓄电池加胶困难及蓄电池内化成不均匀等行业问题。
本发明中，采用该隔板的蓄电池，充放电循环的次数≥10次，纳米氧化硅溶出量≥50％。采用该隔板的蓄电池，其隔板上纳米氧化硅的溶出是一个缓慢的动态过程。经过烘干程序的可溶出胶体的AGM隔板，其内部纳米氧化硅的原生粒子粒径小，仅为1.5～10nm，其聚集结构表观粒径大。纳米氧化硅与玻璃纤维具有一定的结合力，与此同时，与玻璃纤维结合的纳米氧化硅原生粒子具有一定的导电能力，在极板反复收缩与膨胀的外力、充放电过程中氢气和氧气扰动的作用力、电场的作用下，纳米氧化硅原生粒子从玻璃纤维上缓慢的游离出来。蓄电池初期充放电循环的过程中，隔板上纳米氧化硅溶出量是很少的，经过不断地充放电循环、氢气和氧气的扰动作用力、极板反复的收缩与膨胀，游离出来的纳米氧化硅慢慢增多，在酸的作用下逐步形成胶体。
本发明中的纳米二氧化硅是在打浆时添加(即在制备玻璃纤维浆料时向该浆料中添加纳米二氧化硅)。由于该小粒径、高比表面积的纳米氧化硅，其表面的羟基作用与玻璃纤维紧密的结合，能加强纳米氧化硅与纤维的粘着力，从而能够有效减少制备过程中功能助剂的使用量。
本发明中，小粒径、高比表面积的纳米二氧化硅可未经脱水干燥处理，小粒径、高比表面积纳米二氧化硅的含水量达87％即表现为固态，具有很强的保水能力。使用高速乳化均质机打浆分散，即可配制成待用乳液。
本发明中的可溶出胶体的AGM隔板可以与其他工艺方法结合使用，例如脱水可以是真空负压低压脱水处理、真空强力脱水处理。
本发明中的可溶出胶体的AGM隔板进一步组装得到的蓄电池，该蓄电池的其他结构和组成(如极板等)与阀控式AGM铅酸蓄电池相同，加酸工艺可采用常规工艺进行加酸，其内化成工艺可采用常规的化成工艺。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)采用性能优良的小粒径、高比表面积的纳米二氧化硅代替传统的胶体材料—气相二氧化硅和硅溶胶，制备了可溶出胶体的AGM隔板。采用该隔板的蓄电池在充放电循环≥10次，纳米氧化硅溶出量≥50％，溶出的纳米氧化硅逐步形成纳米单分散透明果冻状凝胶，即形成全固态胶体蓄电池。
(2)将纳米氧化硅提前加入到AGM隔板中，溶出的纳米氧化硅可形成均匀透明的三维网络结构的胶体，其效果等远优于硫酸电解质中加入纳米二氧化硅胶体灌注蓄电池的白色聚集的乳状胶体。采用该隔板的蓄电池无需额外再加胶体，免去胶体电池的加胶过程，开辟了一条新的胶体蓄电池制造方案。
(3)解决传统铅酸蓄电池加胶困难及蓄电池内化成不均匀等行业问题，减缓电池容量衰退、延长电池循环使用寿命。
附图说明
图1是本发明的可溶出胶体的AGM隔板的制备方法示意图；
图2是采用纳米二氧化硅添加量为2％的隔板按照常规工艺进行加酸，10次充电、放电循环后，对电池进行解剖得到电池解剖图(对应实施例1)。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明中可溶出胶体的AGM隔板的制备方法，可以包括以下步骤：
(1)制备纳米氧化硅水分散液：在乳化机中加入适量的水，加入分散剂0.25～2.60％，打浆；加入纳米二氧化硅2～25％，高速打浆，即纳米氧化硅水分散液；
该过程中添加了0.25～2.60％分散剂，有利于纳米氧化硅在纤维混合浆液中以单分散的形式存在、有利于纤维的分散；
该过程中，采用乳化机高速打浆，这是由纳米氧化硅粒径小、易团聚所决定的，高速打浆有利于纳米氧化硅分散开来；
(2)配料、打浆：在打浆机中加入适量的水，依次加入(1)中纳米氧化硅水分散液、助留剂0.2～2.55％、助滤剂0.2～2.55％，打浆；调节pH值，加入玻璃纤维74～95％，打浆；加入提高隔板性能的有机纤维0～8％，打浆；
该过程中添加0.2～2.55％助留剂，助留剂的添加有助于玻璃纤维和纳米氧化硅的保留，减少隔板制备过程中玻璃纤维和纳米氧化硅的流失；
该过程中添加0.2～2.55％助滤剂，助滤剂的添加有利于降低过滤阻力，防止滤渣堆积过于密实，使过滤顺利进行；
(3)调浆、除渣：加水稀释，调节pH值，紧接着进行除渣处理；
(4)成型：对(3)中浆液进行负压抽滤脱水，控制隔板最终的含水量为65～68％；
(5)烘干：湿隔板在130～150℃下干燥3～5分钟后，再高温180℃干燥10～20分钟；该过程中低温下烘3～5分钟，有利于可溶出胶体的AGM隔板定型，再高温烘干，脱去多余的水分；
(6)卷取、裁切。
相应的，制得的可溶出胶体的AGM隔板，其组分和含量按照质量百分比，分别如下：玻璃纤维74～95％，提高隔板性能的有机纤维0～8％，纳米二氧化硅2～25％，功能助剂为0～5％(优选为0.8～3％)；
所述可溶出胶体的AGM隔板，纳米二氧化硅的粒径为1.5～10nm，比表面积为680～1100㎡/g；
其中，有机纤维、以及功能助剂既可以添加，也可以不添加。
功能助剂为具有分散作用的分散剂、具有助留作用的助留剂、以及具有助滤作用的助滤剂这三种功能助剂中的至少一种。
以下为具体实施例：
实施例1
本实施例中的一种可溶出胶体的AGM隔板，其组分和含量按照质量百分比，分别如下：玻璃纤维87％，聚酯纤维8％，纳米二氧化硅2％，功能助剂为3％。
具体实施时，依下述步骤：
(1)制备纳米氧化硅水分散液：在乳化机中加入适量的水，加入焦磷酸钾0.25％，打浆；加入纳米二氧化硅2％，高速打浆，即可得到纳米氧化硅水分散液；
(2)配料、打浆：在打浆机中加入适量的水，依次加入(1)中纳米氧化硅水分散液、明矾2.55％、阳离子淀粉0.2％，打浆；调节pH值，加入玻璃纤维87％，打浆；加入聚酯纤维8％，打浆；
(3)调浆、除渣：加水稀释，调节pH值，紧接着进行除渣处理；
(4)成型：对(3)中浆液进行负压抽滤脱水，控制隔板最终的含水量为65～68％；
(5)烘干：湿隔板在130～150℃下干燥3～5分钟后，再高温180℃干燥10～20分钟；
(6)卷取、裁切、组装蓄电池、并对蓄电池实行内化成工艺。
该工艺下的蓄电池，未经充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为0.32％；经过3次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为12.65％；经过6次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为22.41％；经过10次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为50.87％。
实施例2
本实施例中的一种可溶出胶体的AGM隔板，其组分和含量按照质量百分比，分别如下：玻璃纤维95％，纳米二氧化硅4.2％，功能助剂为0.8％。
具体实施时，依下述步骤：
(1)制备纳米氧化硅水分散液：在乳化机中加入适量的水，加入聚乙二醇0.25％，打浆；加入纳米二氧化硅4.2％，高速打浆，即可得到纳米氧化硅水分散液；
(2)配料、打浆：在打浆机中加入适量的水，依次加入(1)中纳米氧化硅水分散液、壳聚糖0.1％、羧甲基纤维素0.1％、聚酰胺0.35％，打浆；调节pH值，加入玻璃纤维95％，打浆；
(3)调浆、除渣：加水稀释，调节pH值，紧接着进行除渣处理；
(4)成型：对(3)中浆液进行负压抽滤脱水，控制隔板最终的含水量为65～68％；
(5)烘干：湿隔板在130～150℃下干燥3～5分钟后，再高温180℃干燥10～20分钟；
(6)卷取、裁切、组装蓄电池、并对蓄电池实行内化成工艺。
该工艺下的蓄电池，未经充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为0.45％；经过3次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为11.98％；经过6次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为23.4％；经过10次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为51.45％。
实施例3
本实施例中的一种可溶出胶体的AGM隔板，其组分和含量按照质量百分比，分别如下：玻璃纤维80％，聚乙烯纤维7％，纳米二氧化硅10％，功能助剂为3％。
具体实施时，依下述步骤：
(1)制备纳米氧化硅水分散液：在乳化机中加入适量的水，加入六偏磷酸钠0.1％、羧甲基纤维素钠0.1％、聚乙二醇0.05％，打浆；加入纳米二氧化硅10％，高速打浆，即可得到纳米氧化硅水分散液；
(2)配料、打浆：在打浆机中加入适量的水，依次加入(1)中纳米氧化硅水分散液、聚合氯化铝0.2％、聚丙烯酰胺2.55％，打浆；调节pH值，加入玻璃纤维80％，打浆；加入聚乙烯纤维7％，打浆；
(3)调浆、除渣：加水稀释，调节pH值，紧接着进行除渣处理；
(4)成型：对(3)中浆液进行负压抽滤脱水，控制隔板最终的含水量为65～68％；
(5)烘干：湿隔板在130～150℃下干燥3～5分钟后，再高温180℃干燥10～20分钟；
(6)卷取、裁切、组装蓄电池、并对蓄电池实行内化成工艺。
该工艺下的蓄电池，未经充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为0.39％；经过3次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为13.01％；经过6次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为23.87％；经过10次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为52.44％。
实施例4
本实施例中的一种可溶出胶体的AGM隔板，其组分和含量按照质量百分比，分别如下：玻璃纤维74％，聚乙烯纤维7％，纳米二氧化硅16％，功能助剂为3％。
具体实施时，依下述步骤：
(1)制备纳米氧化硅水分散液：在乳化机中加入适量的水，加入六偏磷酸钠2％、羧甲基纤维素钠0.6％，打浆；加入纳米二氧化硅16％，高速打浆，即可得到纳米氧化硅水分散液；
(2)配料、打浆：在打浆机中加入适量的水，依次加入(1)中纳米氧化硅水分散液、聚合氯化铝0.05％、明矾0.1％、聚氧化乙烯0.05％、硅藻土0.2％，打浆；调节pH值，加入玻璃纤维74％，打浆；加入聚乙烯纤维7％，打浆；
(3)调浆、除渣：加水稀释，调节pH值，紧接着进行除渣处理；
(4)成型：对(3)中浆液进行负压抽滤脱水，控制隔板最终的含水量为65～68％；
(5)烘干：湿隔板在130～150℃下干燥3～5分钟后，再高温180℃干燥10～20分钟；
(6)卷取、裁切、组装蓄电池、并对蓄电池实行内化成工艺。
该工艺下的蓄电池，未经充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为0.51％；经过3次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为12.17％；经过6次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为20.98％；经过10次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为50.14％。
实施例5
本实施例中的一种可溶出胶体的AGM隔板，其组分和含量按照质量百分比，分别如下：玻璃纤维77.5％，纳米二氧化硅20％，功能助剂为2.5％。
具体实施时，依下述步骤：
(1)制备纳米氧化硅水分散液：在乳化机中加入适量的水，加入海藻酸钠1％，打浆；加入纳米二氧化硅20％，高速打浆，即可得到纳米氧化硅水分散液；
(2)配料、打浆：在打浆机中加入适量的水，依次加入(1)中纳米氧化硅水分散液、膨润土1％、硅藻土0.3％、阳离子淀粉0.1％、聚丙烯酰胺0.1％，打浆；调节pH值，加入玻璃纤维77.5％，打浆；
(3)调浆、除渣：加水稀释，调节pH值，紧接着进行除渣处理；
(4)成型：对(3)中浆液进行负压抽滤脱水，控制隔板最终的含水量为65～68％；
(5)烘干：湿隔板在130～150℃下干燥3～5分钟后，再高温180℃干燥10～20分钟；
(6)卷取、裁切、组装蓄电池、并对蓄电池实行内化成工艺。
该工艺下的蓄电池，未经充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为0.62％；经过3次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为14.28％；经过6次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为24.59％；经过10次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为53.41％。
实施例6
本实施例中的一种可溶出胶体的AGM隔板，其组分和含量按照质量百分比，分别如下：玻璃纤维74.1％，纳米二氧化硅25％，功能助剂为0.9％。
具体实施时，依下述步骤：
(1)制备纳米氧化硅水分散液：在乳化机中加入适量的水，加入十六烷基三甲基溴化铵0.5％，打浆；加入纳米二氧化硅25％，高速打浆，即可得到纳米氧化硅水分散液；
(2)配料、打浆：在打浆机中加入适量的水，依次加入(1)中纳米氧化硅水分散液、改性淀粉0.1％、聚乙烯亚胺0.1％、聚丙烯酰胺0.2％，打浆；调节pH值，加入玻璃纤维74.1％，打浆；
(3)调浆、除渣：加水稀释，调节pH值，紧接着进行除渣处理；
(4)成型：对(3)中浆液进行负压抽滤脱水，控制隔板最终的含水量为65～68％；
(5)烘干：湿隔板在130～150℃下干燥3～5分钟后，再高温180℃干燥10～20分钟；
(6)卷取、裁切、组装蓄电池、并对蓄电池实行内化成工艺。
该工艺下的蓄电池，未经充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为0.59％；经过3次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为15.08％；经过6次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为23.97％；经过10次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为52.18％。
实施例7
本实施例中的一种可溶出胶体的AGM隔板，其组分和含量按照质量百分比，分别如下：玻璃纤维75％，纳米二氧化硅25％。
具体实施时，依下述步骤：
(1)制备纳米氧化硅水分散液：在乳化机中加入适量的水，加入纳米二氧化硅25％，高速打浆，即可得到纳米氧化硅水分散液；
(2)配料、打浆：在打浆机中加入适量的水，加入(1)中纳米氧化硅水分散液，调节pH值，加入玻璃纤维75％，打浆；
(3)调浆、除渣：加水稀释，调节pH值，紧接着进行除渣处理；
(4)成型：对(3)中浆液进行负压抽滤脱水，控制隔板最终的含水量为65～68％；
(5)烘干：湿隔板在130～150℃下干燥3～5分钟后，再高温180℃干燥10～20分钟；
(6)卷取、裁切、组装蓄电池、并对蓄电池实行内化成工艺。
该工艺下的蓄电池，未经充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为0.5％；经过3次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为14.08％；经过6次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为21.97％；经过10次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为51.08％。
实施例8
本实施例中的一种可溶出胶体的AGM隔板，其组分和含量按照质量百分比，分别如下：玻璃纤维90％，纳米二氧化硅5％，功能助剂为5％。
具体实施时，依下述步骤：
(1)制备纳米氧化硅水分散液：在乳化机中加入适量的水，加入六偏磷酸钠2％、羧甲基纤维素钠0.6％，打浆；加入纳米二氧化硅5％，高速打浆，即可得到纳米氧化硅水分散液；
(2)配料、打浆：在打浆机中加入适量的水，依次加入(1)中纳米氧化硅水分散液、聚合氯化铝0.2％、聚丙烯酰胺2.2％，打浆；调节pH值，加入玻璃纤维90％，打浆；
(3)调浆、除渣：加水稀释，调节pH值，紧接着进行除渣处理；
(4)成型：对(3)中浆液进行负压抽滤脱水，控制隔板最终的含水量为65～68％；
(5)烘干：湿隔板在130～150℃下干燥3～5分钟后，再高温180℃干燥10～20分钟；
(6)卷取、裁切、组装蓄电池、并对蓄电池实行内化成工艺。
该工艺下的蓄电池，未经充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为0.46％；经过3次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为12.08％；经过6次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为23.5％；经过10次充放电循环的蓄电池，经测定，纳米氧化硅溶出量为51.48％。
本发明中的有机纤维是指纤维材质为有机物的纤维，包括涤纶、腈纶、锦纶、丙纶以及高性能纤维包括芳纶、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE纤维)、聚对苯撑苯并双噁唑纤维(PBO纤维)、聚对苯并咪唑纤维(PBI纤维)、聚苯撑吡啶并二咪唑纤维(M5纤维)、聚酰亚胺纤维(PI纤维)等。
本发明中的分散剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钾、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、聚乙二醇和十六烷基三甲基溴化铵等具有分散作用的助剂中的一种或几种；助留剂为明矾、聚合氯化铝、膨润土、改性淀粉、聚乙烯亚胺、聚氧化乙烯、壳聚糖、羧甲基纤维素和聚丙烯酰胺等具有助留作用的助剂中的一种或几种；助滤剂为硅藻土、阳离子淀粉、聚酰胺和聚丙烯酰胺等具有助滤作用的助剂中的一种或几种。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种可溶出胶体的AGM隔板的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以包括水、纳米二氧化硅、以及玻璃纤维在内的原料制备混合浆料，具体是：向水中加入纳米二氧化硅，然后进行打浆，得到纳米氧化硅水分散液；接着，调节所述纳米氧化硅水分散液的pH值，使其pH值为2.0～3.5；然后，向该纳米氧化硅水分散液中加入玻璃纤维，然后进行打浆从而得到所述混合浆料；
所述纳米二氧化硅的粒径为1.5～10nm，比表面积为680～1100㎡/g；
(2)向所述步骤(1)得到的所述混合浆料中加入水进行稀释得到混合浆液，调节该混合浆液的pH值使其pH值为2.0～3.5；
(3)对所述步骤(2)得到的所述混合浆液进行负压抽滤脱水得到成型的湿隔板，所述湿隔板的含水量为65～68％；
(4)将所述步骤(3)得到的所述湿隔板进行烘干处理，即得到可溶出胶体的AGM隔板；
所述可溶出胶体的AGM隔板包括质量百分比为74～95％的玻璃纤维，以及质量百分比为2～25％的纳米二氧化硅；
(5)将所述步骤(4)制得的所述可溶出胶体的AGM隔板应用于蓄电池中，然后对该蓄电池进行内化成和充放电循环，使该可溶出胶体的AGM隔板中的纳米二氧化硅溶出形成胶体，从而得到溶出胶体的AGM隔板；并且，当所述蓄电池的充放电循环≥10次时，所述可溶出胶体的AGM隔板中，溶出的纳米氧化硅的量占纳米二氧化硅总量的比例满足≥50％。
2.如权利要求1所述可溶出胶体的AGM隔板的应用方法，其特征在于，所述向水中加入纳米二氧化硅，然后进行打浆，所述打浆为高速打浆，该高速打浆的打浆转速不小于1500rpm。
3.如权利要求1所述可溶出胶体的AGM隔板的应用方法，其特征在于，所述步骤(2)得到的所述混合浆液还经过除渣处理；
所述步骤(4)中的所述烘干处理，具体是先将所述湿隔板在130～150℃下干燥3～5分钟，再在180℃下干燥10～20分钟。
4.如权利要求1所述可溶出胶体的AGM隔板的应用方法，其特征在于，所述步骤(4)得到的所述可溶出胶体的AGM隔板还包括质量百分比为0～8％的有机纤维，以及质量百分比为0～5％的功能助剂；所述功能助剂包括分散剂、助留剂和助滤剂中的至少一种；
相应的在所述步骤(1)中，在所述向水中加入纳米二氧化硅之前，是先向该水中加入分散剂，并进行打浆处理；
在调节所述纳米氧化硅水分散液的pH值之前，是先向所述纳米氧化硅水分散液中加入助留剂、以及助滤剂，并进行打浆处理；
在向所述纳米氧化硅水分散液中加入玻璃纤维并进行打浆之后，是继续向该纳米氧化硅水分散液中加入有机纤维，然后进行打浆从而最终得到所述混合浆料。
5.如权利要求1所述可溶出胶体的AGM隔板的应用方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述纳米氧化硅水分散液中纳米氧化硅的质量百分浓度为2～25％，所述混合浆料中玻璃纤维的质量百分浓度为74～95％。
6.如权利要求1所述可溶出胶体的AGM隔板的应用方法，其特征在于，所述步骤(4)中还包括对所述可溶出胶体的AGM隔板进行卷取或裁切的操作。
7.如权利要求4所述可溶出胶体的AGM隔板的应用方法，其特征在于，所述步骤(4)得到的所述可溶出胶体的AGM隔板中，所述分散剂的质量百分比为0.25～2.60％，所述助留剂的质量百分比为0.2～2.55％，所述助滤剂的质量百分比为0.2～2.55％；所述功能助剂的质量百分比为0.8～3％。
8.如权利要求4所述可溶出胶体的AGM隔板的应用方法，其特征在于，所述分散剂为六偏磷酸钠、焦磷酸钾、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、聚乙二醇和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种；所述助留剂为明矾、聚合氯化铝、膨润土、改性淀粉、聚乙烯亚胺、聚氧化乙烯、壳聚糖、羧甲基纤维素和聚丙烯酰胺中的一种或几种；所述助滤剂为硅藻土、阳离子淀粉、聚酰胺和聚丙烯酰胺中的一种或几种。
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