CN107946524A - 一种气凝胶复合纤维agm隔板 - Google Patents

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Abstract

一种气凝胶复合纤维AGM隔板，其特征在于所述气凝胶复合纤维AGM隔板包含中碱玻璃纤维、聚酯纤维、SiO2气凝胶、直径20~50μm空心玻璃微珠，其中各组分按重量百分比：中碱玻璃纤维40%~60%、聚酯纤维5%~15%、SiO2气凝胶20%~50%、空心玻璃微珠5%~10%，其中中碱玻璃纤维直径为1.5~3μm，聚酯纤维为耐酸型聚酯纤维，空心玻璃微珠上开有一个直径为200—1000nm的微孔，孔径朝向保持一致。气凝胶复合纤维AGM隔板制备方法：将中碱玻璃纤维和聚酯纤维按比例混合制备成浆料，将浆料通过成型、烘干、裁剪工艺制备出复合纤维毡，将复合纤维毡浸渍到SiO2溶胶中，加压浸渍，浸渍完成后进过超临界干燥获得气凝胶复合纤维AGM隔板。该隔板具有寿命时间长、强度高、孔隙率高优点。

Description

一种气凝胶复合纤维AGM隔板
技术领域
本发明涉及一种AGM隔板及其制备方法，特别涉及一种气凝胶复合纤维AGM隔板及其制备方法。
背景技术
随着阀控密封铅酸蓄电池(VRLA)在汽车电动行业、通信行业以及储能系统等领域的不断应用，对阀控密封铅酸蓄电池性能的要求越来越高，VRLA中的隔板是是铅酸电池中一个重要部件，隔板的基本功能是将电池正、负极板隔离开来，避免蓄电池短路；同时多孔的隔板可以吸附固定硫酸，允许离子通过隔板的孔道在正负极板间迁移实现电流导通及电化学反应。隔板的优劣直接影响蓄电池的性能，而隔板的电阻是隔板的重要性能，其对蓄电池高倍率放电的容量和端电压水平具有重要影响。
在国内的铅酸蓄电池制造过程中，吸附式超细玻璃纤维隔板（AGM隔板）一直占据绝对的市场份额，AGM隔板具有优良的机械、物理及化学性能，是电池行业不可或缺的“世纪材料”，并已成为主流隔板。AGM隔板广泛应用于铅酸蓄电池中，被称为阀控式密封铅酸蓄电池的第三极。目前，铅酸蓄电池的平均使用寿命为1～1.5年，造成蓄电池使用寿命短的原因有很多，其中隔板吸收、保持电解液能力差是一重要因素。隔板是电解液的“载体”，其吸附的电解液量越多，则隔板中的电解液越接近于流动式的电解液。
为了更大程度提高AGM隔板的性能，中国专利CN201710045577.8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，该发明专利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，其缺点为该种AGM隔板在其吸收、保持电解液的能力不能达到最佳状态。
中国实用新型CN201620919677.X公开了一种低电阻AGM隔板，包括AGM隔板本体，所述AGM隔板本体为不同直径的玻纤棉错开平铺而成的玻纤网，所述玻纤网上均匀布有弯曲的水平微孔和垂直孔；与现有的技术方案相比较，该实用新型的低电阻AGM隔板，弯曲的水平微孔内可以更好的储存电解液，垂直孔的设置可以让氧气通过，避免了氧气占用水平微孔，两者互不影响，增大了水平微孔中电解液的容量；该实用新型降低了隔板的电阻，保证了氧气的通过量，有利于电极反应的进行，大大提高了蓄电池的性能，其缺点为存在隔板强度低、刚性小等问题。
综上所述，目前阀控密封铅酸蓄电池性能低、使用寿命为1~1.5年，AGM隔板作为其中重要部分，存在电解液交换性能不足，强度低等缺陷，急需一种新型AGM隔板及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种气凝胶复合纤维AGM隔板及其制备方法，该种AGM隔板孔隙率高，吸收电解液能力强，隔板强度高，从而提高电池的使用寿命和充放电性能。
为了实现本发明的目的，采用如下技术方案：一种气凝胶复合纤维AGM隔板，其特征在于所述气凝胶复合纤维AGM隔板包含中碱玻璃纤维、聚酯纤维、SiO2气凝胶、直径20~50μm空心玻璃微珠，其中各组分按重量百分比：中碱玻璃纤维40%~60%、聚酯纤维5%~15%、SiO2气凝胶20%~50%、空心玻璃微珠5%~10%。
进一步，所述中碱玻璃纤维直径为1.5~3 μm。
进一步，所述聚酯纤维为耐酸型聚酯纤维。
进一步，所述空心玻璃微珠上开有一个直径为200—1000nm的微孔，孔径朝向保持一致。
一种气凝胶复合纤维AGM隔板及其制备方法，具体制备方法如下：
（1）将中碱玻璃纤维和聚酯纤维按比例混合制备成浆料；
（2）将浆料通过成型、烘干、裁剪工艺制备出复合纤维毡；
（3）将复合纤维毡浸渍到SiO2溶胶中，加压浸渍；
（4）浸渍完成后进过超临界干燥获得气凝胶复合纤维AGM隔板。
与现有技术相比，本发明具有有益效果：（1）该隔板中添加少量的聚酯纤维可以有效提高隔板的通量；（2）空心玻璃微珠的添加可以提高隔板强度，同时作为反应容器延缓电化学反应提高电池寿命；（3）气凝胶的复合提高隔板的孔隙率，并提高隔板强度。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例1
一种气凝胶复合纤维AGM隔板，包含中碱玻璃纤维、聚酯纤维、SiO2气凝胶、空心玻璃微珠，其中各组分按重量百分比：中碱玻璃纤维40%、聚酯纤维10%、SiO2气凝胶40%、直径20μm空心玻璃微珠10%。其中中碱玻璃纤维直径为1 μm，聚酯纤维为耐酸型聚酯纤维，空心玻璃微珠上开有一个200nm的孔径，孔径朝向隔板右侧。
一种气凝胶复合纤维AGM隔板及其制备方法，具体制备方法如下：
（1）将中碱玻璃纤维和聚酯纤维按比例混合制备成浆料；
（2）将浆料通过成型、烘干、裁剪工艺制备出复合纤维毡；
（3）将复合纤维毡浸渍到SiO2溶胶中，加压浸渍；
（4）浸渍完成后进过超临界干燥获得气凝胶复合纤维AGM隔板。
实施例2
一种气凝胶复合纤维AGM隔板，包含中碱玻璃纤维、聚酯纤维、SiO2气凝胶、空心玻璃微珠，其中各组分按重量百分比：中碱玻璃纤维50%、聚酯纤维10%、SiO2气凝胶30%、直径50μm空心玻璃微珠10%。其中中碱玻璃纤维直径为1.2 μm，聚酯纤维为耐酸型聚酯纤维，空心玻璃微珠上开有一个800nm的微孔，孔径朝向隔板左侧。
一种气凝胶复合纤维AGM隔板及其制备方法，具体制备方法如下：
（1）将中碱玻璃纤维和聚酯纤维按比例混合制备成浆料；
（2）将浆料通过成型、烘干、裁剪工艺制备出复合纤维毡；
（3）将复合纤维毡浸渍到SiO2溶胶中，加压浸渍
（4）浸渍完成后进过超临界干燥获得气凝胶复合纤维AGM隔板
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种气凝胶复合纤维AGM隔板，其特征在于所述气凝胶复合纤维AGM隔板包含中碱玻璃纤维、聚酯纤维、SiO2气凝胶、直径20~50μm空心玻璃微珠，其中各组分按重量百分比：中碱玻璃纤维40%~60%、聚酯纤维5%~15%、SiO2气凝胶20%~50%、空心玻璃微珠5%~10%。
2.根据权利要求1所述的一种气凝胶复合纤维AGM隔板，其特征在于所述中碱玻璃纤维直径为1.5~3 μm。
3.根据权利要求1所述的一种气凝胶复合纤维AGM隔板，其特征在于所述聚酯纤维为耐酸型聚酯纤维。
4.根据权利要求1所述的一种气凝胶复合纤维AGM隔板，其特征在于所述空心玻璃微珠上开有一个直径为200—1000nm的微孔，孔径朝向保持一致。
5.一种气凝胶复合纤维AGM隔板及其制备方法，其特征在于以下所述步骤：
将中碱玻璃纤维和聚酯纤维按权利要求1所述的比例混合制备成浆料；
将浆料通过成型、烘干、裁剪工艺制备出复合纤维毡；
将复合纤维毡浸渍到SiO2溶胶中，加压浸渍；
浸渍完成后进过超临界干燥获得气凝胶复合纤维AGM隔板。
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