CN107994191A - 一种含有相变储能材料的用于铅蓄电池的agm隔板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有相变储能材料的用于铅蓄电池的AGM隔板，所述隔板包括相变储能材料和超细玻璃纤维。本发明的含有相变储能材料可有效提升铅蓄电池的在低温条件下的容量和循环寿命，而且可以减缓铅蓄电池在高温条件下的寿命衰减和板栅腐蚀速度，同时可以增加电解液的流动性，增加极板活性物质的利用率，使铅酸蓄电池具有更好的温度适应能力，全面改善铅酸蓄电池的高低温性能。

Description

一种含有相变储能材料的用于铅蓄电池的AGM隔板
技术领域
本发明属于化学电源相关材料领域，涉及一种含有相变储能材料的用于铅蓄电池的AGM隔板。
背景技术
铅酸蓄电池是一种技术较为成熟、应用十分广泛的二次电源产品。但铅酸蓄电池的容量和使用寿命受环境温度影响很大，铅酸蓄电池的适宜使用环境温度范围为20℃～25℃。当环境温度较高时，蓄电池失水加剧、板栅腐蚀速度加快，蓄电池寿命明显缩短；当环境温度较低时，蓄电池内部活性物质反应速度降低，电解液流动性变差，蓄电池容量明显降低，极板容易发生硫酸盐化，造成蓄电池容量和寿命缩短。这使得铅酸蓄电池的应用受到了很大的限制。
传统的AGM隔板被广泛应用于阀控密封式铅蓄电池，隔板在蓄电池内部包裹极板，此隔板材料具有较好的吸附电解液的能力和较好的绝缘性，但不能满足蓄电池高低温的使用要求，电池在较高温度或较低温度条件下使用时，造成电池失效。例如，专利201120403651.7公开了一种蓄电池AGM隔板，采用粗细两种玻璃纤维棉制备了袋状隔板，以期提升隔板性能；专利201110239719.7公开了一种混合纤维蓄电池隔板及其制备方法，采用超细玻璃纤维棉、涤纶短纤维制备了用于汽车启动用铅酸蓄电池的隔板；专利201110141867.5公开了一种胶体蓄电池隔板及其制备方法，采用超细玻璃纤维、二氧化硅粉和改性硅藻土制备隔板。从已经公开的方法可见，目前的AGM隔板一般采用超细玻璃纤维棉及部分无机材料为主要材料，这样的隔板还是无法根本解决电池高低温性能不佳的问题。
因此，需要一种新的铅蓄电池AGM隔板以解决上述问题。
发明内容
为解决现有技术存在的缺陷，提供一种含有相变储能材料的用于铅蓄电池的AGM隔板。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种含有相变储能材料的用于铅蓄电池的AGM隔板，所述隔板包括相变储能材料和超细玻璃纤维。
更进一步的，所述相变储能材料为相变储能微胶囊或含有相变储能微胶囊的纤维材料。
更进一步的，所述相变储能微胶囊中包括具有相变储能特性的材料，所述具有相变储能特性的材料为CH3OONa·3H2O、CH3OONa·2H2O、CH3OOLi·2H2O、Mg(NO3)2·6H2O、Mg(NO3)2·4H2O、Ca(NO3)2·4H2O、Zn(NO3)2·4H2O、Zn(NO3)2·6H2O、Zn(NO3)2·H2O、Na2SO4·10H2O、FeSO4·7H2O、Na2HPO4·12H2O、K3PO4·7H2O、Na3PO4·12H2O、Na2CO3·12H2O、CaCl2·6H2O、KF·4H2O、石蜡、脂肪酸类和多元醇中的一种或几种的组合。
更进一步的，所述相变储能微胶囊的相变点为-5℃～25℃。当环境温度高于相变点时，相变储能微胶囊吸收热量；当环境温度低于相变点时，相变储能微胶囊释放热量；在吸收和释放热量的过程中，相变储能微胶囊的温度维持在相变点温度。
更进一步的，所述纤维材料为超细玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维、涤纶、锦纶、腈纶、聚乙烯纤维、脱脂棉纤维和蚕丝纤维中的一种或几种的组合。
更进一步的，所述相变储能材料在所述AGM隔板中的重量百分比为：0％<MPCM/MAGM<100％。
更进一步的，所述相变储能材料和超细玻璃纤维的混合方式为直接混合、叠加复合或相变储能材料与超细玻璃纤维直接混合后再与超细玻璃纤维叠加复合。
发明原理：本发明采用相变储能材料与超细玻璃纤维相结合，将相变材料融入蓄电池AGM隔板中，使得AGM隔板具有良好的储热和保温能力；将这种隔板应用于蓄电池中，由于隔板紧邻极板并且吸附电解液，因此当蓄电池内部温度高于相变材料的相变点温度时，蓄电池内部的热量可以被隔板迅速吸收，而当蓄电池内部温度低于相变材料的相变点温度时，隔板会将热量释放出来，从而使蓄电池内部温度无明显改变。因此本发明的隔板材料可有效提升铅蓄电池的在低温条件下的容量和循环寿命，而且可以减缓铅蓄电池在高温条件下的寿命衰减和板栅腐蚀速度，同时可以增加电解液的流动性，增加极板活性物质的利用率，使铅酸蓄电池具有更好的温度适应能力，全面改善铅酸蓄电池的高低温性能。同时加入相变储能材料的AGM隔板加工工艺与普通AGM相同，隔板生产简便、无需额外耗能，隔板使用也较方便。
有益效果：本发明的含有相变储能材料可有效提升铅蓄电池的在低温条件下的容量和循环寿命，而且可以减缓铅蓄电池在高温条件下的寿命衰减和板栅腐蚀速度，同时可以增加电解液的流动性，增加极板活性物质的利用率，使铅酸蓄电池具有更好的温度适应能力，全面改善铅酸蓄电池的高低温性能。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
实施例1
首先，按超细玻璃纤维95％、相变储能储能微胶囊5％的重量百分比称量各组分。微胶囊的相变点为25℃，微胶囊中相变材料为石蜡、多元醇及无机相变材料的混合物。
其次，将超细玻璃纤维及相变储能微胶囊充分混合均匀，后按AGM隔板生产工艺进行打浆、配浆、上网、烘干、分条收卷、分切等工序，制成AGM隔板产品。
该隔板可直接用于铅蓄电池的生产。
实施例2
首先，按超细玻璃纤维50％、含有相变储能微胶囊的超细玻璃纤维50％的重量百分比称量各组分。微胶囊的相变点为-5℃，微胶囊中相变材料为石蜡、多元醇、脂肪酸及无机相变材料的混合物。
其次，将超细玻璃纤维及含有相变储能微胶囊的超细玻璃纤维充分混合均匀，后按AGM隔板生产工艺进行打浆、配浆、上网、烘干、分条收卷、分切等工序，制成AGM隔板产品。
该隔板可直接用于铅蓄电池的生产。
实施例3
首先，配置相变储能微胶囊的50％水分散液。微胶囊的相变点为5℃，微胶囊中包裹的相变储能材料为Na2SO4·10H2O、Zn(NO3)2·H2O及Na3PO4·12H2O的混合物。
其次，利用喷涂设备将该分散液均匀喷洒在普通AGM隔板表面，喷洒厚度为3～30μm。
最后，将喷好的AGM隔板进行烘干、分切，制成叠加复合式AGM隔板。
该隔板可直接用于铅蓄电池的生产。
实施例4
首先，按超细玻璃纤维20％、含有相变储能微胶囊的涤纶纤维80％的重量百分比称量各组分。微胶囊的相变点为10℃，微胶囊中相变材料为多元醇、脂肪酸及无机相变材料的混合物。
其次，将超细玻璃纤维及含有相变储能微胶囊的涤纶纤维充分混合均匀，后按AGM隔板生产工艺进行打浆、配浆、上网、烘干、分条收卷，制成AGM隔板卷1。
最后，将AGM隔板卷1与普通AGM隔板进行叠加复合，再进行分切，得到叠加复合式AGM隔板产品。
该隔板可直接用于铅蓄电池的生产。
实施例5
首先，按超细玻璃纤维70％、含有相变储能微胶囊脱脂棉纶纤维30％的重量百分比称量各组分。微胶囊的相变点为15℃，微胶囊中相变材料为多种有机相变材料的混合物。
其次，将超细玻璃纤维及含有相变储能微胶囊的脱脂棉纤维充分混合均匀，后按AGM隔板生产工艺进行打浆、配浆、上网、烘干、分条收卷，制成AGM隔板卷1。
最后，将AGM隔板卷1与普通AGM隔板进行叠加复合，再进行分切，得到叠加复合式AGM隔板产品。
该隔板可直接用于铅蓄电池的生产。

Claims (7)

1.一种含有相变储能材料的用于铅蓄电池的AGM隔板，其特征在于，所述隔板包括相变储能材料和超细玻璃纤维。
2.如权利要求1所述的含有相变储能材料的用于铅蓄电池的AGM隔板，其特征在于，所述相变储能材料为相变储能微胶囊或含有相变储能微胶囊的纤维材料。
3.如权利要求2所述的含有相变储能材料的用于铅蓄电池的AGM隔板，其特征在于，所述相变储能微胶囊中包括具有相变储能特性的材料，所述具有相变储能特性的材料为CH3OONa·3H2O、CH3OONa·2H2O、CH3OOLi·2H2O、Mg(NO3)2·6H2O、Mg(NO3)2·4H2O、Ca(NO3)2·4H2O、Zn(NO3)2·4H2O、Zn(NO3)2·6H2O、Zn(NO3)2·H2O、Na2SO4·10H2O、FeSO4·7H2O、Na2HPO4·12H2O、K3PO4·7H2O、Na3PO4·12H2O、Na2CO3·12H2O、CaCl2·6H2O、KF·4H2O、石蜡、脂肪酸类和多元醇中的一种或几种的组合。
4.如权利要求2所述的含有相变储能材料的用于铅蓄电池的AGM隔板，其特征在于，所述相变储能微胶囊的相变点为-5℃～25℃。
5.如权利要求2所述的含有相变储能材料的用于铅蓄电池的AGM隔板，其特征在于，所述纤维材料为超细玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维、涤纶、锦纶、腈纶、聚乙烯纤维、脱脂棉纤维和蚕丝纤维中的一种或几种的组合。
6.如权利要求1所述的含有相变储能材料的用于铅蓄电池的AGM隔板，其特征在于，所述相变储能材料在所述AGM隔板中的重量百分比为：0％<MPCM/MAGM<100％。
7.如权利要求1所述的含有相变储能材料的用于铅蓄电池的AGM隔板，其特征在于，所述相变储能材料和超细玻璃纤维的混合方式为直接混合、叠加复合或相变储能材料与超细玻璃纤维直接混合后再与超细玻璃纤维叠加复合。
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