CN107732114A - 一种电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，涉及蓄电池技术领域，所述隔板由AGM隔板Ⅰ、PE隔板、AGM隔板Ⅱ复合组成的，所述PE隔板包括以下重量份的原料：聚乙烯60‑70份、氯磺化聚乙烯20‑30份、过氧化二异丙苯1‑3份、二氧化硅15‑23份、聚乙二醇8‑15份、聚丙烯接枝马来酸酐0.5‑2份、改性玻璃纤维10‑20份、浸润剂10‑20份、抗氧化剂0.5‑2份、烷基醇聚氧乙烯醚3‑8份。本发明中的隔板具有较好的强韧性和抗渗透性，以及良好的润湿性能和较好的电解液保持性能，能够有效防止短路，延长电池的使用寿命。

Description

一种电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板
技术领域
本发明涉及蓄电池技术领域，尤其涉及一种电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池用隔板。
背景技术
目前，我国正在试点推广使用新能源电动汽车。它大大促进了蓄电池的研究开发，新能源电动汽车要求蓄电池具有大容量—满足行驶里程多、高功率—满足启动加速快爬坡能力强、充电时间短—快速补充能量、监测维护方便和深循环长寿命，铅酸蓄电池的性能要完全达到这些要求，目前成了新能源汽车的研究开发广泛应用的最大难题。
目前新能源电动汽车一般采用纳米硅胶体铅酸蓄电池。该蓄电池极群是在正负极板中间放置隔板，然后重叠在一起制成的，因此，隔板被称为蓄电池的“第三极”。为了提高电动汽车用蓄电池的高率放电性能，一般都使用薄形极板，减小极板的厚度，增加正负极板的张数，因而，正负极板之间的距离大大缩短，目前所使用的以超细玻璃纤维为主的玻纤隔板的孔径较大，在深放电循环使用过程中由于负极板的枝晶伸长穿透隔板，容易造成短路使蓄电池的寿命缩短。此外，隔板还存在强度和韧性差，在装配过程中易出现破损、折裂等问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，能够有效防止蓄电池短路。
本发明提出的一种电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，所述隔板由AGM隔板Ⅰ、PE隔板、AGM隔板Ⅱ复合组成的，所述PE隔板包括以下重量份的原料：聚乙烯60-70份、氯磺化聚乙烯20-30份、过氧化二异丙苯1-3份、二氧化硅15-23份、聚乙二醇8-15份、聚丙烯接枝马来酸酐0.5-2份、改性玻璃纤维10-20份、浸润剂10-20份、抗氧化剂0.5-2份、烷基醇聚氧乙烯醚3-8份。
优选地，所述AGM隔板Ⅰ、PE隔板、AGM隔板Ⅱ的厚度比为9-10：6-7：8-9；优选地，所述AGM隔板Ⅰ、AGM隔板Ⅱ的材质相同，AGM隔板Ⅰ贴近正极板、AGM隔板Ⅱ贴近负极板。
优选地，所述PE隔板包括以下重量份的原料：聚乙烯64-68份、氯磺化聚乙烯22-26份、过氧化二异丙苯2-3份、二氧化硅18-22份、聚乙二醇9-13份、聚丙烯接枝马来酸酐0.5-1.5份、改性玻璃纤维13-17份、浸润剂15-20份、抗氧化剂1-2份、烷基醇聚氧乙烯醚4-6份。
优选地，所述聚丙烯接枝马来酸酐的制备方法如下：将聚丙烯经等离子体处理后，转移到双螺杆挤出机中，然后向其中加入马来酸酐，熔融挤出，造粒，即得。
优选地，所述改性玻璃纤维是将玻璃纤维经辐照改性得到的。
优选地，所述PE隔板的制备方法如下：
1)将聚乙烯、氯磺化聚乙烯、过氧化二异丙苯、聚乙二醇、加入到反应釜中，加热熔融，搅拌，得混合物A；
2)将改性玻璃纤维和二氧化硅加入到浸润剂中，超声分散，得混合物B；
3)将混合物B、聚丙烯接枝马来酸酐、抗氧化剂、烷基醇聚氧乙烯醚加入到混合物A中，加热，搅拌，得混合物C；
4)4)将混合物C加入到双螺杆挤出机中挤出，压制成型，然后置于烷基醇聚氧乙烯醚中浸泡，取出烘干，即得。
优选地，所述步骤1)中加热熔融的温度为150-160℃，搅拌反应1-2h。
优选地，所述步骤2)中超声功率为600-800W，超声分散20-30min。
优选地，所述步骤3)中加热至130-140℃，搅拌10-20min。
优选地，所述步骤4)中浸泡30-40min。
有益效果：本发明中将AGM隔板与PE隔板进行复合，其中，PE隔板的孔径较小，与孔径较大的AGM隔板复合后，能够有效减少因负极板铅晶枝生长引起的短路，避免了微短路；PE隔板中添加的氯磺化聚乙烯能够提高材料的弹性，改性玻璃纤维在聚乙烯基材有较好的相容性和分散性，聚丙烯接枝马来酸酐的添加则能够进一步提高无机材料在聚乙烯基材中的分散性，提高界面结合力，进而提高界面强度；在聚乙二醇中，聚乙烯、氯磺化聚乙烯基体材料发生交联反应，提高材料的强度和韧性；本发明中的隔板具有较好的强韧性和抗渗透性，以及良好的润湿性能和较好的电解液保持性能，能够有效防止短路，延长电池的使用寿命。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，所述隔板由AGM隔板Ⅰ、PE隔板、AGM隔板Ⅱ复合组成的，厚度比为9：6：8，其中AGM隔板Ⅰ、AGM隔板Ⅱ的材质相同，AGM隔板Ⅰ贴近正极板、AGM隔板Ⅱ贴近负极板；
所述PE隔板包括以下重量份的原料：聚乙烯60份、氯磺化聚乙烯30份、过氧化二异丙苯1份、二氧化硅23份、聚乙二醇8份、聚丙烯接枝马来酸酐2份、改性玻璃纤维10份、浸润剂20份、抗氧化剂0.5份、烷基醇聚氧乙烯醚8份。
其中，聚丙烯接枝马来酸酐的制备方法如下：将聚丙烯经等离子体处理后，转移到双螺杆挤出机中，然后向其中加入马来酸酐，熔融挤出，造粒，即得。
改性玻璃纤维是将玻璃纤维经辐照改性得到的。
具体的，PE隔板的制备方法如下：
1)将聚乙烯、氯磺化聚乙烯、过氧化二异丙苯、聚乙二醇、加入到反应釜中，加热至150℃熔融，搅拌反应1h，得混合物A；
2)将改性玻璃纤维和二氧化硅加入到浸润剂中，超声分散，超声功率为600W，超声分散20min，得混合物B；
3)将混合物B、聚丙烯接枝马来酸酐、抗氧化剂、烷基醇聚氧乙烯醚加入到混合物A中，加热至130℃，搅拌10min，得混合物C；
4)将混合物C加入到双螺杆挤出机中挤出，压制成型，然后置于烷基醇聚氧乙烯醚中浸泡30min，取出烘干，即得。
实施例2
本发明提出的一种电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，所述隔板由AGM隔板Ⅰ、PE隔板、AGM隔板Ⅱ复合组成的，厚度比为9.5：6：8；
所述PE隔板包括以下重量份的原料：聚乙烯65份、氯磺化聚乙烯25份、过氧化二异丙苯2份、二氧化硅20份、聚乙二醇12份、聚丙烯接枝马来酸酐1份、改性玻璃纤维15份、浸润剂14份、抗氧化剂1份、烷基醇聚氧乙烯醚6份。
其中，聚丙烯接枝马来酸酐的制备方法如下：将聚丙烯经等离子体处理后，转移到双螺杆挤出机中，然后向其中加入马来酸酐，熔融挤出，造粒，即得。
改性玻璃纤维是将玻璃纤维经辐照改性得到的。
具体的，PE隔板的制备方法如下：
1)将聚乙烯、氯磺化聚乙烯、过氧化二异丙苯、聚乙二醇、加入到反应釜中，加热至155℃熔融，搅拌反应1.5h，得混合物A；
2)将改性玻璃纤维和二氧化硅加入到浸润剂中，超声分散，超声功率为700W，超声分散25min，得混合物B；
3)将混合物B、聚丙烯接枝马来酸酐、抗氧化剂、烷基醇聚氧乙烯醚加入到混合物A中，加热至135℃，搅拌15min，得混合物C；
4)将混合物C加入到双螺杆挤出机中挤出，压制成型，然后置于烷基醇聚氧乙烯醚中浸泡35min，取出烘干，即得。
实施例3
本发明提出的一种电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，所述隔板由AGM隔板Ⅰ、PE隔板、AGM隔板Ⅱ复合组成的，厚度比为9：7：8，其中AGM隔板Ⅰ、AGM隔板Ⅱ的材质相同，AGM隔板Ⅰ贴近正极板、AGM隔板Ⅱ贴近负极板；
所述PE隔板包括以下重量份的原料：聚乙烯68份、氯磺化聚乙烯22份、过氧化二异丙苯3份、二氧化硅18份、聚乙二醇13份、聚丙烯接枝马来酸酐0.5份、改性玻璃纤维17份、浸润剂15份、抗氧化剂2份、烷基醇聚氧乙烯醚4份。
其中，聚丙烯接枝马来酸酐的制备方法如下：将聚丙烯经等离子体处理后，转移到双螺杆挤出机中，然后向其中加入马来酸酐，熔融挤出，造粒，即得。
改性玻璃纤维是将玻璃纤维经辐照改性得到的。
具体的，PE隔板的制备方法如下：
1)将聚乙烯、氯磺化聚乙烯、过氧化二异丙苯、聚乙二醇、加入到反应釜中，加热至160℃熔融，搅拌反应1h，得混合物A；
2)将改性玻璃纤维和二氧化硅加入到浸润剂中，超声分散，超声功率为800W，超声分散20min，得混合物B；
3)将混合物B、聚丙烯接枝马来酸酐、抗氧化剂、烷基醇聚氧乙烯醚加入到混合物A中，加热至130℃，搅拌20min，得混合物C；
4)将混合物C加入到双螺杆挤出机中挤出，压制成型，然后置于烷基醇聚氧乙烯醚中浸泡40min，取出烘干，即得。
实施例4
本发明提出的一种电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，所述隔板由AGM隔板Ⅰ、PE隔板、AGM隔板Ⅱ复合组成的，厚度比为10：7：9；
所述PE隔板包括以下重量份的原料：聚乙烯70份、氯磺化聚乙烯20份、过氧化二异丙苯3份、二氧化硅15份、聚乙二醇15份、聚丙烯接枝马来酸酐0.5份、改性玻璃纤维20份、浸润剂10份、抗氧化剂2份、烷基醇聚氧乙烯醚3份。
其中，聚丙烯接枝马来酸酐的制备方法如下：将聚丙烯经等离子体处理后，转移到双螺杆挤出机中，然后向其中加入马来酸酐，熔融挤出，造粒，即得。
改性玻璃纤维是将玻璃纤维经辐照改性得到的。
具体的，PE隔板的制备方法如下：
1)将聚乙烯、氯磺化聚乙烯、过氧化二异丙苯、聚乙二醇、加入到反应釜中，加热至160℃熔融，搅拌反应2h，得混合物A；
2)将改性玻璃纤维和二氧化硅加入到浸润剂中，超声分散，超声功率为800W，超声分散30min，得混合物B；
3)将混合物B、聚丙烯接枝马来酸酐、抗氧化剂、烷基醇聚氧乙烯醚加入到混合物A中，加热至140℃，搅拌20min，得混合物C；
4)将混合物C加入到双螺杆挤出机中挤出，压制成型，然后置于烷基醇聚氧乙烯醚中浸泡40min，取出烘干，即得。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，其特征在于，所述隔板由AGM隔板Ⅰ、PE隔板、AGM隔板Ⅱ复合组成的，所述PE隔板包括以下重量份的原料：聚乙烯60-70份、氯磺化聚乙烯20-30份、过氧化二异丙苯1-3份、二氧化硅15-23份、聚乙二醇8-15份、聚丙烯接枝马来酸酐0.5-2份、改性玻璃纤维10-20份、浸润剂10-20份、抗氧化剂0.5-2份、烷基醇聚氧乙烯醚3-8份。
2.根据权利要求1所述的电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，其特征在于，所述AGM隔板Ⅰ、PE隔板、AGM隔板Ⅱ的厚度比为9-10：6-7：8-9；优选地，所述AGM隔板Ⅰ、AGM隔板Ⅱ的材质相同，AGM隔板Ⅰ贴近正极板、AGM隔板Ⅱ贴近负极板。
3.根据权利要求1所述的电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，其特征在于，所述PE隔板包括以下重量份的原料：聚乙烯64-68份、氯磺化聚乙烯22-26份、过氧化二异丙苯2-3份、二氧化硅18-22份、聚乙二醇9-13份、聚丙烯接枝马来酸酐0.5-1.5份、改性玻璃纤维13-17份、浸润剂15-20份、抗氧化剂1-2份、烷基醇聚氧乙烯醚4-6份。
4.根据权利要求1所述的电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，其特征在于，所述聚丙烯接枝马来酸酐的制备方法如下：将聚丙烯经等离子体处理后，转移到双螺杆挤出机中，然后向其中加入马来酸酐，熔融挤出，造粒，即得。
5.根据权利要求1所述的电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，其特征在于，所述改性玻璃纤维是将玻璃纤维经辐照改性得到的。
6.根据权利要求1-5任一所述的电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，其特征在于，所述PE隔板的制备方法如下：
1)将聚乙烯、氯磺化聚乙烯、过氧化二异丙苯、聚乙二醇、加入到反应釜中，加热熔融，搅拌，得混合物A；
2)将改性玻璃纤维和二氧化硅加入到浸润剂中，超声分散，得混合物B；
3)将混合物B、聚丙烯接枝马来酸酐、抗氧化剂加入到混合物A中，加热，搅拌，得混合物C；
4)将混合物C加入到双螺杆挤出机中挤出，压制成型，然后置于烷基醇聚氧乙烯醚中浸泡，取出烘干，即得。
7.根据权利要求6所述的电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，其特征在于，所述步骤1)中加热熔融的温度为150-160℃，搅拌反应1-2h。
8.根据权利要求6所述的电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，其特征在于，所述步骤2)中超声功率为600-800W，超声分散20-30min。
9.根据权利要求6所述的电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，其特征在于，所述步骤3)中加热至130-140℃，搅拌10-20min。
10.根据权利要求6所述的电动汽车用纳米硅胶体铅酸蓄电池隔板，其特征在于，所述步骤4)中浸泡30-40min。
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