CN110100323A - 包含纤维的电池组件 - Google Patents

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Abstract

一般地提供了电池组件。在一些实施方案中，电池组件可以用作用于电池(例如铅酸电池)的糊贴纸和/或电容层。本文所述的电池组件可以包含多根纤维。在一些实施方案中，电池组件可以包含多根纤维和任选的一种或更多种添加剂，例如导电碳和/或活性碳。在某些实施方案中，多根纤维包括相对粗的玻璃纤维(例如，平均直径大于或等于2微米)、相对细的玻璃纤维(例如，平均直径小于2微米)、和/或原纤化纤维。在一些情况下，这样的纤维可以以使得电池组件具有特定的表面积、平均孔尺寸和/或干拉伸强度的量存在。

Description

包含纤维的电池组件
技术领域
本实施方案一般地涉及电池组件，并且具体地，涉及可以用作用于电池(例如铅酸电池)的糊贴纸和/或电容层的电池组件。
背景技术
电池将储存的化学能转化成电能并且通常用作能源。通常，电池包括一个或更多个电化学电池单元，所述电化学电池单元包括负电极、正电极、电解质和一个或更多个电池组件。例如，电池可以包括电池组件，例如糊贴纸和/或电容层。糊贴纸通常用于在铅酸电池(包括VRLA电池)中的电化学电池单元的制造过程期间支撑湿的铅糊料。电容层通常为电池提供电子储存器，其提供快速的初始放电和再充电脉冲。
这样的电池组件应在电池运行期间的强反应性环境下化学稳定、机械稳定且电化学稳定，不应与电解质和/或电极材料不利地相互作用，并且对电池的性能(例如，能量产生、循环寿命、安全性)没有有害影响。例如，电池组件不应在电池组装和/或运行期间降解、浸出有害组分、以负面方式与电极材料反应、使电极之间形成短路和/或开裂或破裂。电池组件还在决定电池的组装速度以及使用期间的性能方面发挥作用。例如，在组装期间，糊贴纸的特性可能会影响其加工性。尽管存在许多电池组件，但仍需要改进。
发明内容
本实施方案一般地涉及电池组件，并且具体地，涉及可以用作用于电池(例如铅酸电池)的糊贴纸和/或电容层的电池组件。
在一个方面中，提供了电池组件。在一些实施方案中，电池组件包含平均纤维直径小于2微米的多根细玻璃纤维，其中相对于电池组件的总重量，多根细玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在。电池组件还包括平均纤维直径大于或等于2微米的多根粗玻璃纤维，其中相对于电池组件的总重量，多根粗玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在。电池组件还包含多根原纤化纤维，相对于电池组件的总重量，多根原纤化纤维以大于或等于1重量％且小于或等于15重量％的量存在。电池组件还包含树脂，相对于电池组件的总重量，树脂以大于或等于1重量％且小于或等于10重量％的量存在。电池组件还包含多根双组分纤维，相对于电池组件的总重量，多根双组分纤维以大于0重量％且小于或等于8重量％的量存在。
在一些实施方案中，电池组件包含平均纤维直径小于2微米的多根细玻璃纤维，其中相对于电池组件的总重量，多根细玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在。电池组件还包含平均纤维直径大于或等于2微米的多根粗玻璃纤维，其中相对于电池组件的总重量，多根粗玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在。电池组件还包含多根原纤化纤维，相对于电池组件的总重量，多根原纤化纤维以大于或等于1重量％且小于或等于15重量％的量存在。电池组件还包含树脂，相对于电池组件的总重量，树脂以大于或等于1重量％且小于或等于10重量％的量存在。电池组件的透气率大于或等于1CFM且小于或等于1000CFM。
在一些实施方案中，电池组件包含平均纤维直径小于2微米的多根细玻璃纤维，其中相对于电池组件的总重量，多根细玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在。电池组件还包含平均纤维直径大于或等于2微米的多根粗玻璃纤维，其中相对于电池组件的总重量，多根粗玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在。电池组件还包含多根原纤化纤维，相对于电池组件的总重量，多根原纤化纤维以大于或等于1重量％且小于或等于15重量％的量存在。电池组件还包含树脂，相对于电池组件的总重量，树脂以大于或等于1重量％且小于或等于10重量％的量存在，其中树脂是疏水性的。
在一些实施方案中，电池组件包含平均纤维直径小于2微米的多根细玻璃纤维、平均纤维直径大于或等于2微米的多根粗玻璃纤维、和多根原纤化纤维。电池组件的表面积大于或等于0.5m2/g且小于或等于100m2/g。电池组件的平均孔尺寸大于或等于0.1微米且小于或等于15微米。电池组件在机器方向上的干拉伸强度大于或等于0.1磅/英寸且小于或等于15磅/英寸。
在一些实施方案中，电池组件包括包含多根玻璃纤维、导电碳、活性碳、粘合剂和氢抑制剂的层。导电碳和活性碳形成总碳，并且相对于电池组件的总重量，电池组件中的总碳以大于或等于80重量％且小于或等于90重量％的量存在。相对于电池组件的总重量，多根玻璃纤维以大于0重量％且小于或等于95重量％的量存在于电池组件内。相对于电池组件的总重量，粘合剂以小于或等于5重量％且大于或等于1重量％的量存在于电池组件中。相对于电池组件的总重量，氢抑制剂以大于或等于0.1重量％且小于或等于10重量％的量存在于电池组件中。活性碳相对于导电碳的比率大于或等于70:30且小于或等于99:1。
在另一个方面中，提供了电池极板。在一些实施方案中，电池极板包括铅栅和电池组件，例如上述或本文所述的电池组件。
在又一个方面中，提供了铅酸电池。在一些实施方案中，铅酸电池包括负极板、正极板和设置在负极板与正极板之间的电池组件(例如上述或本文所述的电池组件)。
在一些实施方案中，上述和/或本文所述的电池组件包含活性碳。在一些实施方案中，电池组件包含导电碳。在一些实施方案中，活性碳相对于导电碳的比率大于或等于90:10且小于或等于94:6。在一些实施方案中，活性碳和/或导电碳沉积在电池组件上。在一些实施方案中，活性碳和/或导电碳存在于电池组件内。
在一些实施方案中，上述和/或本文所述的电池组件包含相对于电池组件的总重量的小于或等于2重量％的量的氢抑制剂。在一些实施方案中，氢抑制剂选自氧化物、氢氧化物、硫酸盐、锡、钛、钴、锑及其组合。
在一些实施方案中，相对于上述和/或本文所述的电池组件的总重量，细玻璃纤维和粗玻璃纤维的总重量小于或等于98重量％。在一些实施方案中，多根细玻璃纤维的平均纤维直径小于或等于1微米。在一些实施方案中，多根粗玻璃纤维的平均纤维直径大于5微米。在一些实施方案中，多根原纤化纤维的平均长度小于或等于25mm。在一些实施方案中，多根原纤化纤维的加拿大标准游离度(CSF)大于或等于20CSF且小于或等于650CSF。在一些实施方案中，多根原纤化纤维包括基于纤维素的纤维、丙烯酸类、液晶聚合物、聚唑、芳族聚酰胺、对芳族聚酰胺、聚乙烯、聚酯、聚酰胺、棉、聚烯烃和/或烯烃。
在一些实施方案中，上述和/或本文所述的电池组件中的树脂是疏水性树脂。在一些实施方案中，根据标准ASTM D5946(2009)，树脂的接触角大于90度。
在一些实施方案中，上述和/或本文所述的电池组件的Cobb参数大于或等于50gsm。
在一些实施方案中，上述和/或本文所述的电池组件的定重大于或等于10g/m2且小于或等于200g/m2。在一些实施方案中，上述和/或本文所述的电池组件的平均厚度大于或等于0.1mm且小于或等于0.6mm。在一些实施方案中，上述和/或本文所述的电池组件的比表面积大于或等于0.2m2/g且小于或等于5m2/g。在一些实施方案中，上述和/或本文所述的电池组件的最大孔尺寸大于或等于5微米且小于或等于100微米。在一些实施方案中，上述和/或本文所述的电池组件的平均孔尺寸大于或等于0.1微米且小于或等于15微米。
在一些实施方案中，上述和/或本文所述的电池组件的干拉伸强度大于或等于0.1磅/英寸且小于或等于15磅/英寸。
在一些实施方案中，上述和/或本文所述的电池组件中活性碳相对于导电碳的比率大于或等于90:10且小于或等于94:6。
在一些实施方案中，多根玻璃纤维以大于或等于85重量％且小于或等于95重量％的量存在于上述和/或本文所述的电池组件内。在一些实施方案中，多根玻璃纤维以大于或等于5重量％且小于或等于50重量％的量存在于上述和/或本文所述的电池组件内。
在一些实施方案中，上述和/或本文所述的电池组件中的粘合剂选自PTFE、CMC、SBR、丙烯酸类、PVDF及其组合。
当结合附图考虑时，本发明的其他优点和新特征将由以下本发明的多个非限制性实施方案的详细描述而变得显而易见。在本说明书与通过引用并入的文献包含冲突和/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个或更多个文献包含相对于彼此冲突和/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
将参照附图通过示例的方式描述本发明的非限制性实施方案，附图为示意性的并且不旨在按比例绘制。在图中，示出的每个相同或几乎相同的组件通常由单一数字表示。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中的每个组件都被示出。在附图中：
图1是根据一组实施方案的包括纤维层的电池组件的示意图；
图2是示出了根据一组实施方案的包含多根纤维和添加剂的纤维层的截面的示意图；以及
图3是示出根据一些实施方案的电池组件的干拉伸强度、平均孔尺寸和比表面积之间的关系的图。
具体实施方式
一般地提供了电池组件。在一些实施方案中，电池组件可以用作用于电池(例如铅酸电池)的糊贴纸和/或电容层。本文所述的电池组件可以包含多根纤维。在一些实施方案中，电池组件可以包含多根纤维和任选的一种或更多种添加剂，例如导电碳和/或活性碳。在一些实施方案中，多根纤维包括相对粗的玻璃纤维(例如，平均直径大于或等于2微米)、相对细的玻璃纤维(例如，平均直径小于2微米)、和/或原纤化纤维。在一些情况下，这样的纤维可以以使得电池组件具有特定的表面积、平均孔尺寸和/或干拉伸强度的量存在。
在一些情况下，电池组件可以用作电化学电池单元中的糊贴纸。有利地，具有本文所述特征的电池组件(例如，糊贴纸)内的玻璃纤维和原纤化纤维的组合可以表现出耐酸分层性、易加工性(例如机械操作)和增加的糊料粘附性之间的平衡。相比之下，包含全部玻璃纤维的糊贴纸可能在加工期间表现出差的对电活性材料的粘附性和/或可能易受损坏(例如撕裂、刺穿)。主要包含基于纤维素的纤维的糊贴纸可能表现出差的耐酸分层性和/或不期望的有机污染物浸入电化学电池单元中的电解质中，原因是纤维素可以溶解在电解质中。此外，糊贴纸的组分在电解质中的溶解释放了先前由纸所占据的空间，导致电池内部的压力降低，并且可能导致电池的循环寿命减少。
在一些实施方案中，本文所述的电池组件可以是导电的。例如，在一些实施方案中，电池组件包含一种或更多种添加剂，例如活性碳和/或导电碳。在一些实施方案中，导电电池组件可以用作电化学电池单元内的导电层或电容层(例如，能够在层中或层上储存非法拉第电荷的层)。不希望受理论束缚，这样的导电电池组件可以在电池内提供容易获得的电子源。电池组件可以有利地导致电池初始放电的延迟减少，新鲜补充排出的活性材料，改善充电接受能力，和/或导致电池寿命的增加。
在一些实施方案中，可以在对电池组件和/或整个电池的另一特性具有相对极小的不利影响或没有不利影响的同时实现这样的改善。本文所述的电池组件可以很好地适用于各种电池类型，包括铅酸电池。
包含多根纤维的电池组件的一个非限制性实例在图1中示意性地示出。电池组件5可以包括包含多根纤维的纤维层6。在一些实施方案中，纤维层包含多根玻璃纤维(例如，多根粗玻璃纤维、多根细玻璃纤维)和/或多根原纤化纤维。纤维层还可以包含多根合成纤维例如单组分和/或双组分纤维，和/或树脂。在一些实施方案中，电池组件可以是单层(例如，组件不包括图1中的层7)。例如，电池组件可以由单个纤维层形成。
在另一些实施方案中，电池组件可以包括多个层。例如，除了纤维层6之外，电池隔离件可以包括任选的层7(例如，另外的层)，其可以与纤维层相邻(例如，接触纤维层的一个或更多个侧面)。在一些实施方案中，多层电池组件可以包括至少一个纤维层(例如，至少两个纤维层、至少三个纤维层)，其中至少一个纤维层包含多根玻璃纤维和多根原纤化纤维层，如本文所述。
如本文所用，当一个层被称为与另一层“相邻”时，其可以与该层直接相邻，或者还可以存在中间层。与另一层“直接相邻”的层意指不存在中间层。
在一些实施方案中，电池组件中可以存在一个或更多个任选层(例如，另外的层)。任选/另外的层的非限制性实例包括纤维层，例如包含多根玻璃纤维的纤维层，其任选地包含活性碳颗粒和导电碳颗粒。然而，在一些实施方案中，一个或更多个任选层可以基本上不含活性碳和导电碳颗粒。其他类型的层也是可能的。例如，在一些情况下，一个或更多个任选层可以包含电池栅(例如，铅栅)。
应理解，图中所示的层的配置仅作为示例，并且在另一些实施方案中，包括其他层配置的电池组件也是可能的。此外，在一些实施方案中，除了图中所示的那些之外，还可以存在另外的层。还应理解，并非在图中示出的所有组件都需要在一些实施方案中存在。
在一些实施方案中，电池组件包括与电池栅(例如，铅栅)相邻(例如，直接相邻)设置的纤维层。在一些实施方案中，电池的一部分的形成可以包括将纤维层设置(例如，通过传送带)成与电池栅相邻并添加糊料(例如，包含如下中的一种或更多种的糊料混合物：电活性材料、铅氧化物、纯铅、碳、硫酸、木质素磺酸钠、石墨、膨胀石墨、炭黑、硫酸钡、硫酸铅和/或多根纤维(例如玻璃纤维、PET纤维和/或纤维素纤维))使得纤维层粘附至电池栅。在一些实施方案中，电池组件包括第一纤维层和第二纤维层。第一纤维层可以与电池栅的第一表面相邻并且第二纤维层可以与电池栅的第二表面相邻。
有利地，本文所述的纤维层可以具有足够的拉伸强度并且可以包含纤维的组合，使得纤维层在电池组件的形成和/或使用期间(例如，在包括电池组件的电化学电池单元的充电/放电期间)不被损坏。纤维层可以设计成在电池的整个寿命期间保持在电池内。在一些实施方案中，定制纤维层的平均孔尺寸使得纤维层在加工后对电池栅具有良好的粘附性(例如，通过嵌入活性材料糊料中)。纤维层可以设计成具有包括拉伸强度、平均孔尺寸和比表面积的特性的平衡使得包含纤维层的电池组件具有期望的粘合特性、机械强度和期望的耐酸分层性。
在一些实施方案中，纤维层包含多根玻璃纤维(例如，细玻璃纤维、粗玻璃纤维)。在一些实施方案中，纤维层还可以包含多根原纤化纤维，但是在一些实施方案中不需要存在原纤化纤维。因此，在一些实施方案中，本文所述的电池组件中不存在原纤化纤维。
如本文所述，电池组件可以包含多根细玻璃纤维。电池组件中的多根细玻璃纤维的平均纤维直径通常小于2微米。例如，在一些实施方案中，多根细玻璃纤维的平均纤维直径小于2微米、小于或等于1.75微米、小于或等于1.5微米、小于或等于1.25微米、小于或等于1微米、小于或等于0.5微米、或者小于或等于0.2微米。在一些实施方案中，多根细玻璃纤维的平均纤维直径大于或等于0.1微米、大于或等于0.2微米、大于或等于0.5微米、大于或等于1微米、或者大于或等于1.5微米。上述范围的组合是可能的(例如，小于2微米且大于或等于0.1微米、小于或等于1.5微米且大于或等于0.5微米)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中，多根细玻璃纤维为多根微玻璃纤维。平均纤维直径小于或等于2微米的其他类型的纤维也是可能的。
在一些实施方案中，相对于电池组件(或者电池组件的纤维层)的总重量，多根细玻璃纤维以如下的量存在于电池组件中(或者电池组件的纤维层中)：大于或等于30重量％、大于或等于35重量％、大于或等于40重量％、大于或等于45重量％、大于或等于50重量％、或者大于或等于55重量％。在一些实施方案中，相对于电池组件(或者电池组件的纤维层)的总重量，多根细玻璃纤维以如下的量存在于电池组件中(或者电池组件的纤维层中)：小于或等于60重量％、小于或等于55重量％、小于或等于50重量％、小于或等于45重量％、或者小于或等于35重量％。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于30重量％且小于或等于60重量％、大于或等于35重量％且小于或等于55重量％、大于或等于40重量％且小于或等于50重量％)。其他范围也是可能的。
如本文所述，电池组件(或者电池组件的纤维层)可以包含多根粗玻璃纤维。多根粗玻璃纤维的平均纤维直径通常大于或等于2微米。例如，在某些实施方案中，多根粗玻璃纤维的平均纤维直径大于或等于2微米、大于或等于5微米、大于或等于7微米、大于或等于10微米、大于或等于12微米、大于或等于15微米、大于或等于17微米、大于或等于20微米、大于或等于25微米、大于或等于30微米、大于或等于35微米、或者大于或等于40微米。在一些实施方案中，多根粗玻璃纤维的平均纤维直径小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于15微米、小于或等于10微米、或者小于或等于5微米。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于2微米且小于或等于50微米、大于或等于2微米且小于或等于15微米)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中，多根粗玻璃纤维可以包含或者可以是多根短切原丝纤维，其将在下面更详细地描述。
在一些实施方案中，相对于电池组件(或者电池组件的纤维层)的总重量，多根粗玻璃纤维以如下的量存在于电池组件中(或者电池组件的纤维层中)：大于或等于30重量％、大于或等于35重量％、大于或等于40重量％、大于或等于45重量％、大于或等于50重量％、或者大于或等于55重量％。在某些实施方案中，相对于电池组件(或者电池组件的纤维层)的总重量，多根粗玻璃纤维以如下的量存在于电池组件中(或者电池组件的纤维层中)：小于或等于60重量％、小于或等于55重量％、小于或等于50重量％、小于或等于45重量％、或者小于或等于35重量％。相对于电池组件(或者电池组件的纤维层)的总重量，上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于30重量％且小于或等于60重量％、大于或等于35重量％且小于或等于55重量％、大于或等于40重量％且小于或等于50重量％)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，相对于电池组件(或者电池组件的纤维层)的总重量，存在于电池组件中(或者电池组件的纤维层中)的所有玻璃纤维(例如，包括粗玻璃纤维和细玻璃纤维)的总重量大于或等于60重量％、大于或等于65重量％、大于或等于70重量％、大于或等于75重量％、大于或等于80重量％、大于或等于85重量％、大于或等于90重量％或者大于或等于95重量％。在某些实施方案中，相对于电池组件(或者电池组件的纤维层)的总重量，存在于电池组件中的所有玻璃纤维的总重量小于或等于98重量％、小于或等于95重量％、小于或等于90重量％、小于或等于85重量％、小于或等于80重量％、小于或等于75重量％、或者小于或等于70重量％。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于60重量％且小于或等于98重量％、大于或等于65重量％且小于或等于95重量％、大于或等于70重量％且小于或等于95重量％)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，多根细玻璃纤维可以具有特定的平均长度。在一些实施方案中，多根细玻璃纤维的平均长度大于或等于0.001mm、大于或等于0.01mm、大于或等于0.05mm、大于或等于0.1mm、大于或等于0.5mm、大于或等于1mm、大于或等于2mm、或者大于或等于5mm。在某些实施方案中，多根细玻璃纤维的平均长度小于或等于10mm、小于或等于5mm、小于或等于2mm、小于或等于1mm、小于或等于0.5mm、小于或等于0.1mm、小于或等于0.05mm、或者小于或等于0.01mm。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于0.001mm且小于或等于10mm、大于或等于0.01mm且小于或等于5mm)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，多根粗玻璃纤维可以具有特定的平均长度。在一些实施方案中，多根粗玻璃纤维的平均长度大于或等于0.01mm、大于或等于0.05mm、大于或等于0.1mm、大于或等于0.5mm、大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于5mm、大于或等于10mm、大于或等于15mm、或者大于或等于20mm。在某些实施方案中，多根粗玻璃纤维的平均长度小于或等于25mm、小于或等于20mm、小于或等于15mm、小于或等于10mm、小于或等于5mm、小于或等于2mm、小于或等于1mm、或者小于或等于0.5mm。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于0.01mm且小于或等于25mm、大于或等于0.1mm且小于或等于15mm)。其他范围也是可能的。
在某些实施方案中，电池组件(或者电池组件的纤维层)可以包含微玻璃纤维、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技术人员已知的。本领域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纤维还是短切原丝玻璃纤维。微玻璃纤维与短切原丝玻璃纤维还可以具有化学差异。在一些情况下，尽管不是必须的，短切原丝玻璃纤维可以比微玻璃纤维包含更高含量的钙或钠。例如，短切原丝玻璃纤维可以接近无碱，具有高的钙氧化物和氧化铝含量。微玻璃纤维可以包含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。这些术语涉及用于制造玻璃纤维的技术。这样的技术赋予玻璃纤维某些特性。通常，短切原丝玻璃纤维是从拉丝坩埚(bushing)尖端拉出的，并以与纺织品生产相似的方法切成纤维。短切原丝玻璃纤维以比微玻璃纤维更加受控的方式生产，因此，短切原丝玻璃纤维的纤维直径和长度的变化通常小于微玻璃纤维。微玻璃纤维是从拉丝坩埚尖端拉出的并进一步经历火焰吹制或旋转纺丝过程。在一些情况下，细的微玻璃纤维可以使用重熔工艺制造。在这方面，微玻璃纤维可以是细的或粗的。如本文所用，细的微玻璃纤维的直径小于2微米，以及粗的微玻璃纤维的直径大于或等于2微米。
电池组件(或者电池组件的纤维层)的微玻璃纤维可以具有小的直径，例如小于10.0微米。例如，电池组件或者层中的微玻璃纤维的平均直径可以小于或等于9.0微米、小于或等于7.0微米、小于或等于5.0微米、小于或等于3.0微米、或者小于或等于1.0微米。电池组件或者层中的微玻璃纤维的平均直径可以为至少0.1微米、至少0.3微米、至少0.5微米、至少1微米、至少3微米、至少5微米或至少7微米。上述范围的组合也是可能的(例如，至少0.1微米且小于或等于9.0微米、至少1微米且小于或等于5.0微米)。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的。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。
微玻璃纤维的长度可能由于方法变化而显著地变化。层中的微玻璃纤维的纵横比(长度与直径比)通常可以在约100至10,000的范围内。在一些实施方案中，层中的微玻璃纤维的纵横比在约200至2500的范围内；或者在约300至600的范围内。在一些实施方案中，层中的微玻璃纤维的平均纵横比可以为约1,000或约300。应理解，上述尺寸不是限制性的并且微玻璃纤维也可以具有其他尺寸。
微玻璃纤维的非限制性实例是由Nomenclature Committee of TIMA Inc.1993年3月,第45页的根据人造玻璃质纤维的M-玻璃纤维。
相对于玻璃纤维的总重量，粗的微玻璃纤维可以以任何合适的量包含在电池组件(或者电池组件的纤维层)内。在一些实施方案中，相对于玻璃纤维的总重量，粗的微玻璃纤维以如下的量存在：大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重量％、或者大于或等于80重量％。在某些实施方案中，相对于玻璃纤维的总重量，粗的微玻璃纤维以如下的量存在：小于或等于90重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、或者小于或等于30重量％。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于30重量％且小于或等于60重量％)。其他范围也是可能的。
相对于玻璃纤维的总重量，细的微玻璃纤维可以以任何合适的量包含在电池组件(或者电池组件的纤维层)内。在一些实施方案中，相对于玻璃纤维的总重量，细的微玻璃纤维以如下的量存在：0％、大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、或者大于或等于60重量％。在某些实施方案中，相对于玻璃纤维的总重量，细的微玻璃纤维以如下的量存在：小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％或者小于或等于10重量％。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于30重量％且小于或等于60重量％)。其他范围也是可能的。
短切原丝玻璃纤维的平均纤维直径可以大于微玻璃纤维的直径。在一些实施方案中，短切原丝玻璃纤维的直径为至少5.0微米，例如多至30.0微米。例如，短切原丝玻璃纤维的直径可以为至少6.0微米、至少8.0微米、至少10.0微米、至少15.0微米、至少20.0微米、或至少25.0微米。在一些实施方案中，短切原丝玻璃纤维的纤维直径可以小于或等于30.0微米、小于或等于25.0微米、小于或等于20.0微米、小于或等于15.0微米、小于或等于12.0微米、小于或等于10.0微米、小于或等于8.0微米、或者小于或等于6.0微米。上述范围的组合也是可能的(例如，至少5微米且小于或等于12微米)。其他值也是可能的。短切原丝玻璃纤维的平均直径分布通常是对数正态的。短切原丝直径倾向于遵循正态分布。但是，可以理解，短切原丝玻璃纤维可以以任何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，短切原丝玻璃纤维的平均长度可以小于或等于25mm、小于或等于10mm、小于或等于8mm、小于或等于6mm、小于或等于5mm、或者小于或等于4mm。在某些实施方案中，短切原丝玻璃纤维的平均长度可以大于或等于大于或等于3mm、大于或等于4mm、大于或等于5mm、大于等于6mm、大于或等于8mm、或者大于或等于10mm。上述范围的组合也是可能的(例如，平均长度大于或等于3mm且小于或等于25mm、大于或等于3mm且小于或等于10mm)。其他范围也是可能的。
应理解，上述尺寸不是限制性的，并且微玻璃纤维和/或短切原丝纤维也可以具有其他尺寸。
相对于玻璃纤维的总重量，短切原丝玻璃纤维可以以任何合适的量包含在电池组件(或者电池组件的纤维层)内。在一些实施方案中，相对于玻璃纤维的总重量，短切原丝玻璃纤维以如下的量存在：0％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重量％、或者大于或等于80重量％。在某些实施方案中，相对于玻璃纤维的总重量，短切原丝玻璃纤维以如下的量存在：小于或等于90重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、或者小于或等于10重量％。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于30重量％且小于或等于60重量％)。其他范围也是可能的。
如本文所述，在一些实施方案中，电池组件可以包含多根原纤化纤维。如本领域普通技术人员已知的，原纤化纤维包括分支成较小直径的原纤维的母体纤维，较小直径的原纤维在一些情况下可以进一步分支成甚至更小直径的原纤维，进一步分支也是可能的。原纤维的分支性质导致具有高表面积的层和/或纤维网，并且可以增加层中的原纤化纤维与其他纤维之间的接触点数。层的原纤化纤维与其他纤维和/或组分之间的这种接触点的增加可以有助于增强电池组件的机械特性(例如，柔性、强度)。用于原纤化纤维的合适材料的非限制性实例包括基于纤维素的纤维(例如纤维素木材如雪松，纤维素非木材)、再生纤维素(例如合成纤维素如莱赛尔、人造丝)、丙烯酸类、液晶聚合物、聚唑(例如，聚(对亚苯基-2,6-苯并二唑))、芳族聚酰胺、对芳族聚酰胺、聚乙烯、聚酯、聚酰胺、棉、聚烯烃和烯烃。
在一些实施方案中，相对于电池组件(或者电池组件的纤维层)的总重量，多根原纤化纤维以如下的量存在于电池组件中(或者电池组件的纤维层中)：大于或等于1重量％、大于或等于2.5重量％、大于或等于5重量％、大于或等于7.5重量％、大于或等于10重量％、或者大于或等于12.5重量％。在某些实施方案中，相对于电池组件(或者电池组件的纤维层)的总重量，多根原纤化纤维以如下的量存在于电池组件中：小于或等于15重量％、小于或等于12.5重量％、小于或等于10重量％、小于或等于7.5重量％、小于或等于5重量％、或者小于或等于2.5重量％。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于1重量％且小于或等于15重量％、大于或等于1重量％且小于或等于10重量％、大于或等于1重量％且小于或等于7.5重量％)。其他范围也是可能的。
在某些实施方案中，多根原纤化纤维可以由通过加拿大标准游离度(CSF)测试确定的原纤化水平来表征，加拿大标准游离度(CSF)测试由TAPPI测试方法T 227om 09纸浆的游离度详细描述。该测试可以提供平均CSF值。在一些实施方案中，多根原纤化纤维的原纤化水平可以大于或等于20CSF、大于或等于50CSF、大于或等于75CSF、大于或等于100CSF、大于或等于200CSF、大于或等于400CSF、或者大于或等于600CSF。在某些实施方案中，多根原纤化纤维的原纤化水平可以小于或等于650CSF、小于或等于600CSF、小于或等于400CSF、小于或等于200CSF、小于或等于100CSF、小于或等于75CSF、或者小于或等于50CSF。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于20CSF且小于或等于650CSF、大于或等于20CSF且小于或等于100CSF)。其他范围也是可能的。
在某些实施方案中，多根原纤化纤维的母体纤维可以具有特定的平均纤维直径。例如，在某些实施方案中，多根原纤化纤维的母体纤维的平均纤维直径大于或等于0.1微米、大于或等于0.5微米、大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于15微米、大于或等于20微米、大于或等于30微米、或者大于或等于40微米。在一些实施方案中，多根原纤化纤维的平均纤维直径小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于15微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于2微米、小于或等于1微米、或者小于或等于0.5微米。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于1微米且小于或等于50微米、大于或等于0.1微米且小于或等于30微米)。其他范围也是可能的。
原纤化纤维的原纤维的平均纤维直径通常小于母体纤维的平均纤维直径。根据母体纤维的平均纤维直径，在一些实施方案中，原纤维的平均纤维直径可以小于或等于25微米、小于或等于20微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于1微米、小于或等于0.5微米、小于或等于0.1微米、小于或等于0.05微米、或者小于或等于0.01微米。在一些实施方案中，原纤维的平均纤维直径可以大于或等于0.003微米、大于或等于0.01微米、大于或等于0.05微米、大于或等于0.1微米、大于或等于0.5微米、大于或等于1微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、或者大于或等于20微米。上述范围的组合也是可能的(例如，原纤维的平均纤维直径大于或等于0.01微米且小于或等于20微米)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，多根原纤化纤维可以具有特定的平均长度。在一些实施方案中，多根原纤化纤维的平均长度大于或等于大于或等于0.1mm、大于或等于0.5mm、大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于5mm、大于或等于10mm、大于或等于15mm、或者大于或等于20mm。在某些实施方案中，多根原纤化纤维的平均长度小于或等于25mm、小于或等于20mm、小于或等于15mm、小于或等于10mm、小于或等于5mm、小于或等于2mm、小于或等于1mm、或者小于或等于0.5mm。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于0.1mm且小于或等于25mm、大于或等于1mm且小于或等于15mm)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，电池组件可以包含多根合成纤维。合成纤维可以是单组分纤维(例如聚乙烯纤维、共聚酯纤维)或多组分纤维(例如双组分纤维)。在一些实施方案中，电池组件包含双组分纤维。双组分纤维可以包含热塑性聚合物。双组分纤维的各组分可以具有不同的熔融温度。例如，纤维可以包括芯和鞘，其中鞘的活化温度低于芯的熔融温度。这使鞘在芯之前熔融，使得鞘与层中的其他纤维粘合，而芯保持其结构完整性。芯/鞘粘合纤维可以是同轴的或非同轴的。另一些示例性双组分纤维可以包括裂膜纤维纤维、并列型纤维和/或“海岛型”纤维。
合成纤维可以包括任何合适的合成材料。用于多根合成纤维(例如，单组分纤维、双组分纤维)的合适材料的非限制性实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、PET/PE(芯/鞘)、PET/共聚PET、聚亚烷基(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯)、聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰胺(例如，尼龙、芳族聚酰胺)、卤代聚合物(例如，聚四氟乙烯)、及其组合。
在一些实施方案中，相对于电池组件(或者电池组件的纤维层)的总重量，多根合成纤维(例如，单组分纤维、双组分纤维)可以以如下的量存在于电池组件中(或者电池组件的纤维层中)：大于或等于0重量％、大于1重量％、大于或等于2重量％、大于或等于3重量％、大于或等于4重量％、大于或等于5重量％、大于或等于6重量％、大于或等于7重量％、大于或等于8重量％、或者大于或等于9重量％。在某些实施方案中，相对于电池组件(或者电池组件的纤维层)的总重量，多根合成纤维以如下的量存在于电池组件中：小于或等于10重量％、小于或等于9重量％、小于或等于8重量％、小于或等于7重量％、小于或等于6重量％、小于或等于5重量％、小于或等于4重量％、小于或等于3重量％、小于或等于2重量％、或者小于或等于1重量％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0重量％且小于或等于10重量％、大于或等于1重量％且小于或等于8重量％、大于或等于1重量％且小于或等于4重量％)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中，电池组件不包含合成纤维。
在某些实施方案中，多根合成纤维(例如单组分纤维、双组分纤维)可以具有特定的平均纤维直径。例如，在某些实施方案中，多根合成纤维的平均纤维直径可以大于或等于0.1微米、大于或等于0.5微米、大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于15微米、大于或等于20微米、大于或等于25微米、大于或等于30微米、或者大于或等于40微米。在一些实施方案中，多根合成纤维的平均纤维直径小于或等于50微米、小于或等于40微米、小于或等于30微米、小于或等于25微米、小于或等于20微米、小于或等于15微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于2微米、小于或等于1微米、或者小于或等于0.5微米。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于0.1微米且小于或等于50微米、大于或等于1微米且小于或等于25微米)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，多根合成纤维(例如，单组分纤维、双组分纤维)可以具有特定的平均长度。在一些实施方案中，多根合成纤维的平均长度大于或等于0.1mm、大于或等于0.5mm、大于或等于1mm、大于或等于2mm、大于或等于5mm、大于或等于10mm、大于或等于15mm、或者大于或等于20mm。在某些实施方案中，多根合成纤维的平均长度小于或等于25mm、小于或等于20mm、小于或等于15mm、小于或等于10mm、小于或等于5mm、小于或等于2mm、小于或等于1mm、或者小于或等于0.5mm。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于0.1mm且小于或等于25mm、大于或等于2mm且小于或等于15mm)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，电池组件(或者电池组件的纤维层)可以包含树脂。有利地，如本文所述将树脂并入纤维层中可以保护纤维，例如免受酸降解，和/或可以提高电池组件(或者电池组件的纤维层)的机械强度(例如，拉伸强度)，而基本上不堵塞纤维层的孔。在某些实施方案中，树脂涂覆在纤维层中的一种或更多种多根纤维(例如，多根细玻璃纤维、多根粗玻璃纤维、多根原纤化纤维)的至少一部分上。然而，在一些实施方案中，并非所有纤维都被涂覆。涂覆的程度可以变化。在一些情况下，涂层覆盖整个纤维；但是，在另一些情况下，只有一部分纤维被涂覆。在一些实施方案中，在将纤维层粘附至电池栅之前和/或在将糊料添加至电池组件之前，将树脂与纤维层混合。
树脂可以包括任何合适的材料，包括但不限于丙烯酸类粘合剂、天然橡胶、丙烯酸类、乳胶乳剂、苯乙烯-丙烯酸类、合成橡胶(例如苯乙烯-丁二烯橡胶)、苯乙烯丙烯腈及其组合。
在一些实施方案中，树脂不含交联剂。
在一些实施方案中，树脂是疏水性的。如本文所用，术语疏水性通常是指材料与水(例如，去离子水)的接触角大于90度。树脂的接触角可以通过在光滑的平坦基底上沉积薄的树脂层并使树脂固化来确定。然后可以根据标准ASTM D5946-04测量水接触角。接触角是在水的液滴停留在平面固体表面上时，使用接触角测角仪测量的在三相点处基底表面与相对于水滴表面绘制的切线之间的角度。在一些实施方案中，树脂的接触角可以大于90度，可以大于或等于100度、大于或等于110度、大于或等于120度、大于或等于130度、大于或等于140度、大于或等于150度、大于或等于160度、或者大于或等于170度。在某些实施方案中，树脂的接触角可以小于或等于180度、小于或等于170度、小于或等于160度、小于或等于150度、小于或等于140度、小于或等于130度、小于或等于120度、小于或等于110度、或者小于或等于100度。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于110度且小于或等于180度)。其他范围也是可能的。
在某些实施方案中，相对于电池组件(或者电池组件的纤维层)的总重量，树脂可以以如下的量存在于电池组件中(或者电池组件的纤维层中)：大于或等于1重量％、大于或等于2重量％、大于或等于5重量％、大于或等于7重量％、大于或等于10重量％、或者大于或等于12重量％。在一些实施方案中，相对于电池组件(或者电池组件的纤维层)的总重量，树脂可以以如下的量存在于电池组件(或者电池组件的纤维层)中：小于或等于15重量％、小于或等于12重量％、小于或等于10重量％、小于或等于7重量％、小于或等于5重量％、或者小于或等于2重量％。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于1重量％且小于或等于15重量％、大于或等于1重量％且小于或等于10重量％、大于或等于1重量％且小于或等于5重量％)。其他范围也是可能的。
在一些情况下，具有树脂的纤维层或电池组件可以由Cobb参数表征。Cobb参数通常是吸水性的量度。简言之，Cobb参数是每1平方米的具有树脂的纤维层或电池组件在120秒内吸收的水的质量(例如，以克为单位)。具有树脂的纤维层或电池组件的Cobb参数可以通过TAPPI T411om-09标准测试来确定。在一些实施方案中，具有树脂的纤维层或电池组件的Cobb参数大于或等于50g水/m2样品(gsm)、大于或等于55gsm、大于或等于60gsm、大于或等于65gsm、大于或等于70gsm、或者大于或等于75gsm。在某些实施方案中，具有树脂的纤维层或电池组件的Cobb参数小于或等于80gsm、小于或等于75gsm、小于或等于70gsm、小于或等于65gsm、小于或等于60gsm、或者小于或等于55gsm。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于50gsm且小于或等于80gsm、大于或等于50gsm且小于或等于70gsm)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，电池组件(或者电池组件的层)，例如糊贴纸，不包含活性碳或导电碳。这样的电池组件或层可以具有特别期望的内电阻，如在80℉下使用比重为1.280±0.005的硫酸浴通过2002年12月修订的BCIS-03B确定的。在一些实施方案中，电池组件(不包含导电碳和活性碳)的内电阻大于或等于0欧姆.cm2、大于或等于0.5欧姆.cm2、大于等于1欧姆.cm2、大于或等于2欧姆.cm2、大于或等于3欧姆.cm2、或者大于或等于4欧姆.cm2。在某些实施方案中，电池组件(不包含导电碳和活性碳)的内电阻小于或等于5欧姆.cm2、小于或等于4欧姆.cm2、小于或等于3欧姆.cm2、小于或等于2欧姆.cm2、小于或等于1欧姆.cm2、小于或等于0.5欧姆.cm2、小于或等于0.3欧姆.cm2、或者小于或等于0.2欧姆.cm2。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0欧姆.cm2且小于或等于1欧姆.cm2、大于或等于0欧姆.cm2且小于或等于0.5欧姆.cm2)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，电池组件(或者电池组件的层)中可以存在一种或更多种添加剂。在一些实施方案中，添加剂包括铅(例如，铅氧化物、红铅、铅)、植绒纤维、碳、木质素、硫酸钠、硫酸铅、硫酸、水或其组合。在一组实施方案中，添加剂包括碳(例如，活性碳、导电碳)。在一些实施方案中，将添加剂添加至糊料中以形成电池组件的部分。在一些实施方案中，添加剂可以包括如本文更详细描述的氢抑制剂。在某些实施方案中，添加剂可以包括粘合剂。
如本文所述，在一些实施方案中，电池组件可以包含一种或更多种添加剂，例如活性碳和/或导电碳，其可以导致电池组件的导电性增加。
在一些实施方案中，添加剂包括活性碳和/或导电碳。合适类型的导电碳添加剂的非限制性实例包括炭黑、乙炔黑、石墨、碳PAN、导电碳纤维和碳纳米管。合适类型的活性碳的非限制性实例包括来自石油产品(例如石油沥青)的基于碳的衍生物、椰子壳、淀粉、基于木材的产品，并且包括例如通过蒸汽、CO2和/或化学活化(例如，使用KOH、NaOH等)获得的基于碳的衍生物。
在一些实施方案中，可以将一种或更多种添加剂(例如，活性碳和/或导电碳)作为层(例如，图1中的任选的层7)添加至电池组件中。例如，可以在电池组件的纤维层的表面上形成添加剂层(例如，导电层)。在这样的实施方案中，添加剂层(例如，导电层)可以与纤维层直接相邻。在另一些实施方案中，可以将一种或更多种添加剂并入电池组件的纤维层中(例如，混合在纤维层中或分散在纤维层内)。在又一些实施方案中，可以将一种或更多种添加剂并入电池组件的纤维层中(例如，混合在纤维层中或分散在纤维层内)并且可以在纤维的表面上形成添加剂层(例如，导电层)。在一些实施方案中，可以通过涂覆法、层合法或通过搅拌器添加将活性碳和/或导电碳添加至电池组件(或电池组件的纤维层)中。其他方法也是可能的。
在一些实施方案中，相对于电池组件的总重量，存在于电池组件内的碳(例如，包括导电和/或活性碳)的总量大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重量％、大于或等于80重量％、或者大于或等于90重量％。在某些实施方案中，相对于电池组件的总重量，存在于电池组件内的碳的总量小于或等于95重量％、小于或等于90重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、或者小于或等于60重量％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于50重量％且小于或等于95重量％、大于或等于70重量％且小于或等于95重量％、大于或等于80重量％且小于或等于90重量％)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，电池组件的纤维或者一个或更多个纤维层以未被添加剂(例如，碳，如导电碳和/或活性碳)占据的剩余重量存在于电池组件中。作为说明性实例，在一些实施方案中，存在于电池组件中的碳(例如，包括活性碳和导电碳)的总重量大于50重量％且小于或等于95重量％，以及存在于电池组件中的纤维或纤维层(例如，包括多根玻璃纤维和多根原纤化纤维)的总重量大于5重量％且小于或等于50重量％。在一些这样的实施方案中，相对于纤维层的总重量，多根细玻璃纤维可以以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在于纤维层中；相对于纤维层的总重量，多根粗玻璃纤维可以以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在于纤维层中；以及相对于纤维层的总重量，多根原纤化纤维可以以大于或等于1重量％且小于或等于15重量％的量存在于纤维层中。如本文所述，纤维层还可以包含合成纤维和/或树脂中的一者或更多者。
在一些实施方案中，相对于电池组件的总重量，导电碳以如下的量存在于电池组件(或层)内：大于或等于0.1重量％、大于或等于0.5重量％、大于或等于1重量％、大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、大于或等于15重量％、大于或等于20重量％、大于或等于25重量％、大于或等于30重量％、大于或等于35重量％、大于或等于40重量％、或者大于或等于45重量％。在某些实施方案中，导电碳以如下的量存在于电池组件内：小于或等于50重量％、小于或等于45重量％、小于或等于40重量％、小于或等于35重量％、小于或等于30重量％、小于或等于25重量％、小于或等于20重量％、小于或等于15重量％、小于或等于10重量％、小于或等于5重量％、小于或等于1重量％、或者小于或等于0.5重量％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1重量％且小于或等于50重量％、大于或等于1重量％且小于或等于30重量％、大于或等于1重量％且小于或等于10重量％)。其他范围也是可能的。
在某些实施方案中，相对于电池组件的总重量，活性碳以如下的量存在于电池组件(或层)内：大于或等于0.1重量％、大于或等于0.5重量％、大于或等于1重量％、大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、大于或等于15重量％、大于或等于20重量％、大于或等于25重量％、大于或等于30重量％、大于或等于40重量％、大于或等于50重量％、大于或等于60重量％、大于或等于70重量％、大于或等于80重量％、大于或等于85重量％、或者大于或等于90重量％。在某些实施方案中，相对于电池组件的总重量，活性碳以如下的量存在于电池组件内：小于或等于95重量％、小于或等于90重量％、小于或等于85重量％、小于或等于80重量％、小于或等于70重量％、小于或等于60重量％、小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于15重量％、小于或等于10重量％、小于或等于5重量％、小于或等于1重量％、或者小于或等于0.5重量％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1重量％且小于或等于95重量％、大于或等于50重量％且小于或等于95重量％、大于或等于70重量％且小于或等于90重量％)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，活性碳和导电碳两者都可以存在于电池组件内。组分可以以特定比率存在。有利地，包括具有特定的活性碳相对于导电碳的比率的电池组件的电化学电池单元可以具有改善的电池寿命和性能。在一些实施方案中，活性碳相对于导电碳的比率大于或等于70:30、大于或等于75:25、大于或等于80:20、大于或等于85:15、大于或等于90:10、大于或等于92:8、大于或等于94:6、大于或等于95:5、大于或等于96:4、大于或等于97:3、或者大于或等于98:2。在某些实施方案中，活性碳相对于导电碳的比率小于或等于99:1、小于或等于98:2、小于或等于97:3、小于或等于96:4、小于或等于95:5、小于或等于94:6、小于或等于92:8、小于或等于90:10、小于或等于85:15、小于或等于80:20、或者小于或等于75:25。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于70:30且小于或等于99:1、大于或等于90:10且小于或等于99:1、大于或等于90:10且小于或等于96:4)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，导电碳可以具有特定的比表面积。在一些实施方案中，导电碳的比表面积大于或等于1m2/g、大于或等于5m2/g、大于或等于10m2/g、大于或等于15m2/g、大于或等于20m2/g、大于或等于30m2/g、大于或等于40m2/g、大于或等于50m2/g、大于或等于60m2/g、大于或等于65m2/g、大于或等于70m2/g、大于或等于75m2/g、大于或等于80m2/g、大于或等于85m2/g、大于或等于90m2/g、或者大于或等于100m2/g。在某些实施方案中，导电碳的比表面积小于或等于100m2/g、小于或等于90m2/g、小于或等于85m2/g、小于或等于80m2/g、小于或等于75m2/g、小于或等于70m2/g、小于或等于65m2/g、小于或等于60m2/g、小于或等于50m2/g、小于或等于40m2/g、小于或等于30m2/g、小于或等于20m2/g、小于或等于15m2/g、小于或等于10m2/g、或者小于或等于5m2/g。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1m2/g且小于或等于100m2/g，大于或等于40m2/g且小于或等于60m2/g)。其他范围也是可能的。
在某些实施方案中，活性碳可以具有特定的比表面积。在某些实施方案中，活性碳的比表面积大于或等于100m2/g、大于或等于250m2/g、大于或等于500m2/g、大于或等于750m2/g、大于或等于1000m2/g、大于或等于1500m2/g、大于或等于2000m2/g、大于或等于2500m2/g、或者大于或等于3000m2/g。在一些实施方案中，活性碳的比表面积小于或等于3500m2/g、小于或等于3000m2/g、小于或等于2500m2/g、小于或等于2000m2/g、小于或等于1500m2/g、小于或等于1000m2/g、小于或等于750m2/g、小于或等于500m2/g、或者小于或等于250m2/g。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于100m2/g且小于或等于3500m2/g、大于或等于1000m2/g且小于或等于2500m2/g)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，存在于电池组件中的总碳大于或等于80重量％且小于或等于90重量％，并且活性碳相对于导电碳的比率大于或等于90:10且小于或等于99:1(例如，大于或等于90:10且小于或等于96:4)。
包含一种或更多种添加剂(包括导电碳和活性碳)的电池组件可以具有特定的内电阻。包含导电碳和活性碳的电池组件的内电阻可以使用IEC62576标准(2009)恒定电流法通过使用在对称超级电容器组合件中具有两个相同电池组件的对称超级电容器来测量。在这种方法中，当用恒定电流对超级电容器进行充电/放电时，等效串联电阻(ESR)值(以欧姆为单位)可以使用以下方程式由当电流方向从放电变为充电或从充电变为放电时的电压跳变/下降的值来计算：
ESR＝U跳变/下降/I
其中，I为充电/放电的恒定电流，以及U跳变/下降为当方向从充电变为放电或从放电变为充电时电势的变化。
在一些实施方案中，包含导电碳和活性碳的电池组件的内电阻大于或等于0欧姆.cm2、大于或等于0.5欧姆.cm2、大于等于1欧姆.cm2、大于或等于2欧姆.cm2、大于或等于3欧姆.cm2、大于或等于4欧姆.cm2、大于或等于5欧姆.cm2、大于等于6欧姆.cm2、大于或等于7欧姆.cm2、大于或等于8欧姆.cm2、或者大于或等于9欧姆.cm2。在某些实施方案中，包含导电碳和活性碳的电池组件的内电阻小于或等于10欧姆.cm2、小于或等于9欧姆.cm2、小于或等于8欧姆.cm2、小于或等于7欧姆.cm2、小于或等于6欧姆.cm2、小于或等于5欧姆.cm2、小于或等于4欧姆.cm2、小于或等于3欧姆.cm2、小于或等于2欧姆.cm2、小于或等于1欧姆.cm2、或者小于或等于0.5欧姆.cm2。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0欧姆.cm2且小于或等于10欧姆.cm2、大于或等于0欧姆.cm2且小于或等于2欧姆.cm2)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，包含一种或更多种添加剂的电池组件可以包含氢抑制剂。氢抑制剂的非限制性实例包括氧化物、氢氧化物、硫酸盐(例如铅、锌、镉、铋和/或银的硫酸盐)、锡、钛、钴、锑及其组合。氢抑制剂可以以任何合适的量存在于电池组件中。在一些实施方案中，氢抑制剂以如下的量存在于电池组件(或层)中：大于或等于0.1重量％、大于或等于0.2重量％、大于或等于0.3重量％、大于或等于0.4重量％、大于或等于0.5重量％、大于或等于0.6重量％、大于或等于0.8重量％、大于或等于1重量％、大于或等于1.2重量％、大于或等于1.5重量％、或者大于或等于1.7重量％。在某些实施方案中，氢抑制剂以如下的量存在于电池组件(或层)中：小于或等于2重量％、小于或等于1.7重量％、小于或等于1.5重量％、小于或等于1.2重量％、小于或等于1重量％、小于或等于0.8重量％、小于或等于0.6重量％、小于或等于0.5重量％、小于或等于0.4重量％、小于或等于0.3重量％、或者小于或等于0.2重量％。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于0.1重量％且小于或等于2重量％、大于或等于0.5重量％且小于或等于2重量％)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中，氢抑制剂例如以本文所述的量存在于包含导电碳和/或活性碳的电池组件中。
在某些实施方案中，包含一种或更多种添加剂(包括导电碳和活性碳)的电池组件可以包含一种或更多种粘合剂(例如，以将导电碳和/或活性碳粘合在一起)。合适的粘合剂材料的非限制性实例包括聚四氟乙烯(PTFE)、羧甲基纤维素(CMC)、苯乙烯-丁二烯(SBR)、丙烯酸类、聚偏二氟乙烯(PVDF)等。粘合剂可以用于例如将导电碳和/或活性碳粘合至纤维层中的多根纤维的至少一部分上。粘合剂可以包含颗粒和/或当施加至电池组件时可以呈液体的形式。
在一些实施方案中，相对于电池组件的总重量，粘合剂以如下的量存在于电池组件(或层)内：大于或等于1重量％、大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、或者大于或等于40重量％。在某些实施方案中，粘合剂以如下的量存在于电池组件(或层)内：小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％、小于或等于5重量％、或者小于或等于2重量％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1重量％且小于或等于50重量％、大于或等于1重量％且小于或等于30重量％、大于或等于1重量％且小于或等于20重量％)。其他范围也是可能的。
在一个示例性实施方案中，电池组件包含平均纤维直径小于2微米的多根细玻璃纤维、平均纤维直径大于或等于2微米的多根粗玻璃纤维、和多根原纤化纤维。在一些实施方案中，相对于电池组件的总重量，多根细玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在。在某些实施方案中，相对于电池组件的总重量，多根粗玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在。在一些情况下，相对于电池组件的总重量，多根原纤化纤维可以以大于或等于1重量％且小于或等于15重量％的量存在。
在上述和/或本文所述的一些实施方案中，电池组件包含相对于电池组件的总重量以大于或等于1重量％且小于或等于10重量％的量存在的树脂。树脂可以是疏水性树脂。在某些实施方案中，电池组件包含相对于电池组件的总重量以大于0重量％(例如，至少1重量％)且小于或等于8重量％的量存在的多根双组分纤维。在一些实施方案中，电池组件的比表面积大于或等于0.2m2/g且小于或等于5m2/g。电池组件的平均孔尺寸可以大于或等于0.1微米且小于或等于15微米。在一些实施方案中，电池组件的干拉伸强度大于或等于0.1磅/英寸且小于或等于15磅/英寸。在一些实施方案中，电池组件的透气率大于或等于0.1CFM且小于或等于1000CFM。
在另一个示例性实施方案中，电池组件包含纤维层、活性碳和导电碳。纤维层包含平均纤维直径小于2微米的多根细玻璃纤维，其中相对于纤维层的总重量，多根细玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在。纤维层还包含平均纤维直径大于或等于2微米的多根粗玻璃纤维，其中相对于纤维层的总重量，多根粗玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在。纤维层还包含多根原纤化纤维，相对于纤维层的总重量，多根原纤化纤维以大于或等于1重量％且小于或等于15重量％的量存在。在一些实施方案中，活性碳相对于导电碳的比率大于或等于90:10且小于或等于99:1。在一些实施方案中，活性碳和/或导电碳存在于纤维层内。另外地或替代地，电池组件包括与包含活性碳和导电碳的纤维层相邻的第二层。
在上述和/或本文所述的一些实施方案中，纤维层包含相对于纤维层的总重量以大于或等于1重量％且小于或等于10重量％的量存在的树脂。在某些实施方案中，树脂是疏水性的。在某些实施方案中，纤维层包含相对于纤维层的总重量以大于0重量％且小于或等于8重量％的量存在的多根双组分纤维。在一些实施方案中，电池组件的比表面积大于或等于0.2m2/g且小于或等于5m2/g。在一些情况下，电池组件的平均孔尺寸可以大于或等于0.1微米且小于或等于15微米。电池组件的干拉伸强度可以大于或等于0.1磅/英寸且小于或等于15磅/英寸。在一些实施方案中，电池组件的透气率大于或等于0.1CFM且小于或等于1000CFM。
在一些情况下，本文所述的电池组件(例如，本文所述的包含多根玻璃纤维和多根原纤化纤维的电池组件)可以相对容易加工和/或可以具有期望的机械强度特性。易加工性和/或机械强度特性可以至少部分地受到电池组件的干拉伸强度(例如，至少部分地由多根原纤化纤维提供)的影响。在一些实施方案中，电池组件的干拉伸强度大于或等于0.1磅/英寸、大于或等于0.2磅/英寸、大于或等于0.5磅/每英寸、大于或等于1磅/英寸、大于或等于2磅/每英寸、大于或等于5磅/英寸、大于或等于7磅/每英寸、大于或等于10磅/每英寸、或者大于或等于12磅/英寸。在某些实施方案中，电池组件的干拉伸强度小于或等于15磅/英寸、小于或等于12磅/英寸、小于或等于10磅/英寸、小于或等于7磅/英寸、小于或等于5磅/英寸、小于或等于2磅/英寸、小于或等于1磅/英寸、小于或等于0.5磅/英寸、或者小于或等于0.2磅/英寸。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于0.1磅/英寸且小于或等于15磅/英寸、大于或等于0.5磅/英寸且小于或等于7磅/英寸)。其他范围也是可能的。干拉伸强度在机器方向上测量并且根据BCIS 03A,2015年12月修订,方法9来确定。
在某些实施方案中，本文所述的包括纤维层的电池组件可以表现出改善的对电极或电池栅的粘附性(例如，在糊贴纸应用中)。改善的粘附性可以至少部分地受到电池组件的平均孔尺寸的影响。
如本文所用的平均孔尺寸使用BCIS-03A,2009年9月修订,方法6中描述的液体孔隙度测定法(PMI毛细管流动孔隙度计)来测量。在一些实施方案中，电池组件的平均孔尺寸大于或等于0.1微米、大于或等于0.2微米、大于或等于0.5微米、大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于5微米、或者大于或等于10微米。在某些实施方案中，电池组件的平均孔尺寸小于或等于15微米、小于或等于10微米、小于或等于5微米、小于或等于2微米、小于或等于1微米、小于或等于0.5微米、或者小于或等于0.2微米。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于0.1微米且小于或等于15微米、大于或等于0.5微米且小于或等于10微米)。其他范围也是可能的。
如上所述，在一些实施方案中，本文所述的电池组件(例如，包含多根玻璃纤维和多根原纤化纤维的电池组件)可以具有期望的耐酸分层性。期望的耐酸分层性可以至少部分地受到电池组件的比表面积的影响。在某些实施方案中，电池组件的比表面积大于或等于0.2m2/g、大于或等于0.5m2/g、大于或等于1m2/g、大于或等于1.5m2/g、大于或等于2m2/g、大于或等于3m2/g、或者大于或等于4m2/g。在一些实施方案中，电池组件的比表面积小于或等于5m2/g、小于或等于4m2/g、小于或等于3m2/g、小于或等于2m2/g、小于或等于1.5m2/g、小于或等于1m2/g、或者小于或等于0.5m2/g。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于0.2m2/g且小于或等于5m2/g、大于或等于0.5m2/g且小于或等于3m2/g)。其他范围也是可能的。比表面积(BET表面积)根据2009年9月电池协会国际标准(Battery CouncilInternational Standard)BCIS-03A第10节“推荐的电池材料规格阀控式重组电池(Recommended Battery Materials Specifications Valve Regulated RecombinantBatteries)”方法8测量，方法8为“重组电池隔离件垫的表面积的标准测试方法(StandardTest Method for Surface Area of Recombinant Battery Separator Mat)”。按照该技术，使用BET表面分析仪(例如，Micromeritics Gemini III 2375表面积分析仪)用氮气经由吸附分析来测量BET表面积；在3/4"管中样品量为0.5克至0.6克；并使样品在75℃下脱气最少3小时。
在一些实施方案中，电池组件可以具有特定的定重。例如，在某些实施方案中，电池组件的定重可以小于或等于200g/m2、小于或等于175g/m2、小于或等于150g/m2、小于或等于125g/m2、小于或等于100g/m2、小于或等于75g/m2、小于或等于50g/m2、小于或等于25g/m2、或者小于或等于15g/m2。在一些实施方案中，电池组件的定重可以大于或等于10g/m2、大于或等于15g/m2、大于或等于25g/m2、大于或等于50g/m2、大于或等于75g/m2、大于或等于100g/m2、大于或等于125g/m2、大于或等于150g/m2、或者大于或等于175g/m2。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于10g/m2且小于或等于200g/m2、大于或等于15g/m2且小于或等于100g/m2)。其他范围也是可能的。定重可以根据标准BCIS-03A,2009年9月,方法3来确定。
在一些实施方案中，电池组件可以相对较薄。例如，在一些实施方案中，电池组件的厚度小于或等于0.6mm、小于或等于0.5mm、小于或等于0.4mm、小于或等于0.3mm、或者小于或等于0.2mm。在某些实施方案中，电池组件的厚度大于或等于0.1mm、大于或等于0.2mm、大于或等于0.3mm、大于或等于0.4mm、或者大于或等于0.5mm。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1mm且小于或等于0.6mm、大于或等于0.1mm且小于或等于0.3mm)。其他范围也是可能的。厚度可以根据标准BCIS-03A,2009年9月,方法10来确定。
在一些情况下，电池组件可以具有特定的平均孔尺寸。在一些实施方案中，电池组件的平均孔尺寸可以大于或等于0.1微米、大于或等于0.2微米、大于或等于0.5微米、大于或等于1微米、大于或等于2微米、大于或等于5微米、大于或等于8微米、大于或等于10微米、或者大于或等于12微米。在某些实施方案中，电池组件的平均孔尺寸可以小于或等于15微米、小于或等于12微米、小于或等于10微米、小于或等于8微米、小于或等于5微米、小于或等于2微米、小于或等于1微米、小于或等于0.5微米、或者小于或等于0.2微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1微米且小于或等于15微米、大于或等于0.5微米且小于或等于10微米)。平均孔尺寸可以使用BCIS-03A,2009年9月修订,方法6中描述的液体孔隙度测定法(PMI毛细管流动孔隙度计)来测量。
在一些情况下，电池组件可以具有特定的最大孔尺寸。在一些实施方案中，电池组件的最大孔尺寸可以大于或等于5微米、大于或等于10微米、大于或等于15微米、大于或等于20微米、大于或等于30微米、大于或等于50微米、大于或等于70微米、或者大于或等于90微米。在某些实施方案中，电池组件的最大孔尺寸可以小于或等于100微米、小于或等于90微米、小于或等于70微米、小于或等于50微米、小于或等于30微米、小于或等于20微米、小于或等于15微米、或者小于或等于10微米。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于5微米且小于或等于100微米、大于或等于15微米且小于或等于70微米)。最大孔尺寸可以使用BCIS-03A,2009年9月修订,方法6中描述的液体孔隙度测定法(PMI毛细管流动孔隙度计)来测量。
在某些实施方案中，电池组件可以设计成具有期望的透气率。在一些实施方案中，电池组件的透气率可以大于或等于0.1CFM、大于或等于0.5CFM、大于或等于1CFM、大于或等于2CFM、大于或等于5CFM、大于或等于10CFM、大于或等于25CFM、大于或等于50CFM、大于或等于75CFM、大于或等于100CFM、大于或等于250CFM、大于或等于500CFM、或者大于或等于750CFM。在某些实施方案中，电池组件的透气率可以小于或等于1000CFM、小于或等于750CFM、小于或等于500CFM、小于或等于250CFM、小于或等于100CFM、小于或等于75CFM、小于或等于50CFM、小于或等于25CFM、小于或等于10CFM、小于或等于5CFM、小于或等于2CFM、小于或等于1CFM、或者小于或等于0.5CFM。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.1CFM且小于或等于1000CFM、大于或等于0.5CFM且小于100CFM)。其他范围也是可能的。透气率可以根据TAPPI方法T251来确定。
如本文所述，在一些实施方案中，本文所述的电池组件可以是可以用于电化学电池单元的电容层(例如，包含导电碳)。在一些实施方案中，电容层包含多根纤维(例如，玻璃纤维、合成纤维、原纤化纤维、纤维素(或其衍生物)纤维、碳纤维和/或其组合)、活性碳、导电碳和粘合剂。还可以存在其他组分。
在一些实施方案中，活性碳和导电碳可以浸渍在多根纤维内(例如，在纤维层内)。例如，如图2中所示，在一些实施方案中，层20包含多根纤维25，以及浸渍在多根纤维25内的导电碳30和活性碳30。该层可以用作导电层或电容层。
在某些实施方案中，活性碳和导电碳可以与粘合剂混合以形成混合物(例如，以形成电容器墨或电容器料团(dough))。然后可以通过用混合物浸透多根纤维和/或将混合物涂覆在包含多根纤维的纤维层之上而将混合物并入多根纤维中或并在多根纤维上(例如，在纤维层中)。例如，参照图1，电池组件5(例如，电容层)可以包括包含多根纤维的纤维层6和任选的层7，在一些这样的实施方案中，所述任选的层7可以是这样的涂层：其包含活性碳和导电碳、粘合剂，以及任选地，氢抑制剂和/或其他添加剂或组分的混合物。本文更详细地描述了用于对层进行涂覆的方法。
在一些实施方案中，电容层可以例如与电池的组件(例如隔离件和/或电极)的任一侧或两侧相邻(例如，直接相邻)设置，而不将碳浸渍在隔离件和/或电极中。在一些实施方案中，隔离件和电容层可以在电池组装期间并入电池中。在某些实施方案中，隔离件可以与极板(例如，正极板、负极板)直接相邻，使得隔离件存在于电容层与极板之间(即，电容层与极板不直接相邻)。
在一些实施方案中，电容层包含相对于电容层的总重量的大于或等于0重量％且小于或等于95重量％的量的纤维总量。在一些实施方案中，纤维包括玻璃纤维、合成纤维、原纤化纤维、纤维素(或其衍生物)纤维和碳纤维中的一种或更多种。在一些实施方案中，相对于电容层的总重量，多根纤维以如下的量存在于电容层中：大于或等于0重量％、大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、大于或等于15重量％、大于或等于20重量％、大于或等于25重量％、大于或等于30重量％、大于或等于35重量％、大于或等于40重量％、大于或等于45重量％、大于或等于50重量％、大于或等于55重量％、大于或等于60重量％、大于或等于65重量％、大于或等于70重量％、大于或等于75重量％、大于或等于80重量％、大于或等于85重量％、或者大于或等于90重量％。在某些实施方案中，多根纤维以如下的量存在于电容层中：小于或等于95重量％、小于或等于90重量％、小于或等于85重量％、小于或等于80重量％、小于或等于75重量％、小于或等于70重量％、小于或等于65重量％、小于或等于60重量％、小于或等于55重量％、小于或等于50重量％、小于或等于45重量％、小于或等于40重量％、小于或等于35重量％、小于或等于30重量％、小于或等于25重量％、小于或等于20重量％、小于或等于15重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于5重量％。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于0重量％且小于或等于95重量％、大于或等于85重量％且小于或等于95重量％、大于或等于90重量％且小于或等于95重量％、大于或等于80重量％且小于或等于95重量％、大于或等于5重量％且小于或等于50重量％、大于或等于5重量％且小于或等于20重量％)。其他范围也是可能的。
在一个示例性实施方案中，电容层包含多根玻璃纤维。在一些实施方案中，相对于电容层的总重量，多根玻璃纤维以如下的量存在于电容层中：大于或等于0重量％、大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、大于或等于15重量％、大于或等于20重量％、大于或等于25重量％、大于或等于30重量％、大于或等于35重量％、大于或等于40重量％、大于或等于45重量％、大于或等于50重量％、大于或等于55重量％、大于或等于60重量％、大于或等于65重量％、大于或等于70重量％、大于或等于75重量％、大于或等于80重量％、大于或等于85重量％、或者大于或等于90重量％。在某些实施方案中，多根玻璃纤维以如下的量存在于电容层中：小于或等于95重量％、小于或等于90重量％、小于或等于85重量％、小于或等于80重量％、小于或等于75重量％、小于或等于70重量％、小于或等于65重量％、小于或等于60重量％、小于或等于55重量％、小于或等于50重量％、小于或等于45重量％、小于或等于40重量％、小于或等于35重量％、小于或等于30重量％、小于或等于25重量％、小于或等于20重量％、小于或等于15重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于5重量％。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于0重量％且小于或等于95重量％、大于或等于85重量％且小于或等于95重量％、大于或等于90重量％且小于或等于95重量％、大于或等于80重量％且小于或等于95重量％、大于或等于5重量％且小于或等于50重量％、大于或等于5重量％且小于或等于20重量％)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，多根纤维选自玻璃纤维、合成纤维、原纤化纤维、纤维素(或其衍生物)纤维、碳纤维及其组合。在一个特定实施方案中，电容层包含多根玻璃纤维。有利地，与其中电容颗粒(例如，包含碳)与电活性材料混合的某些现有电池单元相比，包含多根玻璃纤维的电容层可以具有期望的特性，包括但不限于增加的电池寿命和/或易于制造(例如，在将电容层作为与电极相邻的单独层并入期间)。
例如，在一些实施方案中，多根纤维包括多根细玻璃纤维和多根粗玻璃纤维。在一些实施方案中，电容层中的细玻璃纤维相对于粗玻璃纤维的比率可以大于或等于10:90、大于或等于15:85、大于或等于20:80、大于或等于等于25:75、大于或等于30:70、大于或等于35:65、大于或等于40:60、大于或等于45:55、大于或等于50:50、大于或等于55:45、大于或等于60:40、大于或等于65:35、大于或等于70:30、大于或等于75:25、大于或等于80:20、或者大于或等于85:15。在某些实施方案中，电容层中的细玻璃纤维相对于粗玻璃纤维的比率可以小于或等于90:10、小于或等于85:15、小于或等于80:20、小于或等于75:25、小于或等于70:30、小于或等于65:35、小于或等于60:40、小于或等于55:45、小于或等于50:50、小于或等于45:55、小于或等于40:60、小于或等于35:65、小于或等于30:70、小于或等于25:75、小于或等于20:80、或者小于或等于15:85。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于10:90且小于或等于90:10)。其他范围也是可能的。在一些实施方案中，细玻璃纤维是微玻璃纤维，而粗玻璃纤维是短切原丝纤维。
在一些实施方案中，具有特定的活性碳相对于导电碳的比率的电容层可以具有期望的特性，包括但不限于改善的电池性能(例如，包括在电池初始放电时基本上瞬时产生电流)和改善的电池寿命。在一些实施方案中，电容层中的活性碳相对于导电碳的比率大于或等于70:30、大于或等于72:28、大于或等于75:25、大于或等于77:23、大于或等于80:20、大于或等于82:18、大于或等于85:15、大于或等于87:13、大于或等于90:10、大于或等于90.5:9.5、大于或等于91:9、大于或等于91.5:8.5、大于或等于92:8、大于或等于92.5:7.5、大于或等于93:7、大于或等于93.5:6.5、大于或等于94:6、大于或等于94.5:5.5、大于或等于95:5、大于或等于95.5:4.5、大于或等于96:4、大于或等于96.5:3.5、大于或等于97:3、大于或等于97.5:2.5、大于或等于98:2、大于或等于98.5:1.5、或者大于或等于99:1。在某些实施方案中，电容层中的活性碳相对于导电碳的比率小于或等于99.5:0.5、小于或等于99:1、小于或等于98.5:1.5、小于或等于98:2、小于或等于97.5:2.5、小于或等于97:3、小于或等于96.5:3.5、小于或等于96:4、小于或等于95.5:4.5、小于或等于95:5、小于或等于94.5:5.5、小于或等于94:6、小于或等于93.5:6.5、小于或等于93:7、小于或等于92.5:7.5、小于等于92:8、小于或等于91.5:8.5、小于或等于91:9、小于或等于90.5:9.5、小于或等于90:10、小于或等于87:13、小于或等于85:15、小于或等于82:18、小于或等于80:20、小于或等于77:23、小于或等于75:25、或者小于或等于72:28。上述范围的组合也是可能的(例如、大于或等于70:30且小于或等于99:1、大于或等于90:10且小于或等于99:1、大于或等于90:10且小于或等于96:4)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，相对于电容层的总重量，存在于电容层内的碳(例如，包括导电碳和/或活性碳)的总量大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、大于或等于15重量％、大于或等于20重量％、大于或等于25重量％、大于或等于30重量％、大于或等于35重量％、大于或等于40重量％、大于或等于45重量％、大于或等于50重量％、大于或等于55重量％、大于或等于60重量％、大于或等于65重量％、大于或等于70重量％、大于或等于75重量％、大于或等于80重量％、大于或等于84重量％、大于或等于85重量％、或者大于或等于90重量％。在某些实施方案中，相对于电容层的总重量，存在于电容层内的碳的总量小于或等于95重量％、小于或等于90重量％、小于或等于85重量％、小于或等于84重量％、小于或等于80重量％、小于或等于75重量％、小于或等于70重量％、小于或等于65重量％、小于或等于60重量％、小于或等于55重量％、小于或等于50重量％、小于或等于45重量％、小于或等于40重量％、小于或等于35重量％、小于或等于30重量％、小于或等于25重量％、小于或等于20重量％、小于或等于15重量％、或者小于或等于10重量％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于5重量％且小于或等于95重量％、大于或等于50重量％且小于或等于95重量％、大于或等于70重量％且小于或等于95重量％)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，相对于电容层的总重量，导电碳以如下的量存在于电容层内：大于或等于1重量％、大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、大于或等于15重量％、大于或等于20重量％、大于或等于25重量％、大于或等于30重量％、大于或等于35重量％、大于或等于40重量％、或者大于或等于45重量％。在某些实施方案中，相对于电容层的总重量，导电碳以如下的量存在于电容层内：小于或等于50重量％、小于或等于45重量％、小于或等于40重量％、小于或等于35重量％、小于或等于30重量％、小于或等于25重量％、小于或等于20重量％、小于或等于15重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于5重量％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1重量％且小于或等于50重量％、大于或等于1重量％且小于或等于20重量％、大于或等于1重量％且小于或等于10重量％)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，相对于存在于电容层中的碳的总重量，导电碳以如下的量存在于电容层内：大于或等于1重量％、大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、大于或等于15重量％、大于或等于20重量％、大于或等于25重量％、大于或等于30重量％、大于或等于35重量％、大于或等于40重量％、或者大于或等于45重量％。在某些实施方案中，相对于存在于电容层中的碳的总重量，导电碳以如下的量存在于电容层内：小于或等于50重量％、小于或等于45重量％、小于或等于40重量％、小于或等于35重量％、小于或等于30重量％、小于或等于25重量％、小于或等于20重量％、小于或等于15重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于5重量％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1重量％且小于或等于50重量％、大于或等于1重量％且小于或等于20重量％、大于或等于1重量％且小于或等于10重量％)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，相对于电容层的总重量，活性碳以如下的量存在于电容层内：大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、大于或等于15重量％、大于或等于20重量％、大于或等于25重量％、大于或等于30重量％、大于或等于35重量％、大于或等于40重量％、大于或等于45重量％、大于或等于50重量％、大于或等于55重量％、大于或等于60重量％、大于或等于65重量％、大于或等于70重量％、大于或等于75重量％、大于或等于80重量％、大于或等于85重量％、或者大于或等于90重量％。在某些实施方案中，相对于电容层的总重量，活性碳以如下的量存在于电容层内：小于或等于95重量％、小于或等于90重量％、小于或等于85重量％、小于或等于80重量％、小于或等于75重量％、小于或等于70重量％、小于或等于65重量％、小于或等于60重量％、小于或等于55重量％、小于或等于50重量％、小于或等于45重量％、小于或等于40重量％、小于或等于35重量％、小于或等于30重量％、小于或等于25重量％、小于或等于20重量％、小于或等于15重量％、或者小于或等于10重量％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1重量％且小于或等于95重量％、大于或等于50重量％且小于或等于95重量％、大于或等于70重量％且小于或等于90重量％)。其他范围也是可能的。
在一些实施方案中，相对于存在于电容层中的碳的总重量，活性碳以如下的量存在于电容层内：大于或等于1重量％、大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、大于或等于15重量％、大于或等于20重量％、大于或等于25重量％、大于或等于30重量％、大于或等于35重量％、大于或等于40重量％、大于或等于45重量％、大于或等于50重量％、大于或等于55重量％、大于或等于60重量％、大于或等于65重量％、大于或等于70重量％、大于或等于75重量％、大于或等于80重量％、大于或等于85重量％、或者大于或等于90重量％。在某些实施方案中，相对于存在于电容层中的碳的总重量，活性碳以如下的量存在于电容层内：小于或等于95重量％、小于或等于90重量％、小于或等于85重量％、小于或等于80重量％、小于或等于75重量％、小于或等于70重量％、小于或等于65重量％、小于或等于60重量％、小于或等于55重量％、小于或等于50重量％、小于或等于45重量％、小于或等于40重量％、小于或等于35重量％、小于或等于30重量％、小于或等于25重量％、小于或等于20重量％、小于或等于15重量％、小于或等于10重量％、或者小于或等于5重量％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1重量％且小于或等于95重量％、大于或等于50重量％且小于或等于95重量％、大于或等于80重量％且小于或等于90重量％)。其他范围也是可能的。
在其中电容层包含活性碳的实施方案中，电容层可以具有期望的比电容。如本文所用的层或电池组件的比电容是由IEC 62576标准确定的以法拉(F)为单位测量的绝对电容值除以所述层或所述电池组件中的活性碳的质量(g)。在一些实施方案中，本文所述的层(例如，电容层)或电池组件的比电容可以大于或等于1F/g、大于或等于5F/g、大于或等于10F/g、大于或等于20F/g、大于或等于30F/g、大于或等于40F/g、大于或等于50F/g、大于或等于60F/g、大于或等于70F/g、大于或等于80F/g、或者大于或等于90F/g。在一些实施方案中，比电容可以小于或等于100F/g、小于或等于90F/g、小于或等于80F/g、小于或等于70F/g、小于或等于60F/g、小于或等于50F/g、小于或等于40F/g、小于或等于30F/g、小于或等于20F/g、或者小于或等于10F/g。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于20F/g且小于或等于80F/g、大于或等于20F/g且小于或等于60F/g)。其他范围也是可能的。
如本文所述，在一些实施方案中，电容层包含粘合剂。用于电容层的合适的粘合剂材料的非限制性实例包括PTFE、CMC、SBR、丙烯酸类、PVDF及其组合。粘合剂可以用于例如将导电碳和/或活性碳粘合至电容层中的多根纤维的至少一部分。
在一些实施方案中，相对于电容层的总重量，粘合剂以如下的量存在于电容层内：大于或等于1重量％、大于或等于5重量％、大于或等于10重量％、大于或等于20重量％、大于或等于30重量％、或者大于或等于40重量％。在某些实施方案中，相对于电容层的总重量，粘合剂以如下的量存在于电容层内：小于或等于50重量％、小于或等于40重量％、小于或等于30重量％、小于或等于20重量％、小于或等于10重量％、小于或等于5重量％、或者小于或等于2重量％。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于1重量％且小于或等于50重量％、大于或等于1重量％且小于或等于30重量％、大于或等于1重量％且小于或等于20重量％)。其他范围也是可能的。
在某些实施方案中，电容层包含氢抑制剂。适用于电容层的氢抑制剂的非限制性实例包括氧化物、氢氧化物、硫酸盐(例如铅、锌、镉、铋和/或银的硫酸盐)、锡、钛、钴、锑及其组合。氢抑制剂可以任何合适的量存在于电容层中。在一些实施方案中，相对于电容层的总重量，氢抑制剂以如下的量存在于电容层中：大于或等于0.1重量％、大于或等于0.2重量％、大于或等于0.3重量％、大于或等于0.4重量％、大于或等于0.5重量％、大于或等于0.6重量％、大于或等于0.8重量％、大于或等于1重量％、大于或等于1.2重量％、大于或等于1.5重量％、大于或等于2重量％、大于或等于3重量％、大于或等于4重量％、大于或等于5重量％、大于或等于6重量％、大于或等于7重量％、大于或等于8重量％、或者大于或等于9重量％。在某些实施方案中，相对于电容层的总重量，氢抑制剂以如下的量存在于电容层中：小于或等于10重量％、小于或等于9重量％、小于或等于8重量％、小于或等于7重量％、小于或等于6重量％、小于或等于5重量％、小于或等于4重量％、小于或等于3重量％、小于或等于2重量％、小于或等于等于1.5重量％、小于或等于1.2重量％、小于或等于1重量％、小于或等于0.8重量％、小于或等于0.6重量％、小于或等于0.5重量％、小于或等于0.4重量％、小于或等于0.3重量％、或者小于或等于0.2重量％。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于0.1重量％且小于或等于10重量％、大于或等于0.1重量％且小于或等于5重量％、大于或等于0.1重量％且小于或等于2重量％)。其他范围也是可能的。
本文所述的电容层可以具有期望的特性，包括特定的电阻率和/或特定的电导率。在一些实施方案中，电容层的电阻率可以大于或等于0.001欧姆、大于或等于0.005欧姆、大于或等于0.01欧姆、大于或等于0.05欧姆、大于或等于0.1欧姆、大于或等于0.5欧姆、大于等于1欧姆、大于或等于2欧姆、大于或等于3欧姆、大于或等于4欧姆、大于或等于5欧姆、大于等于6欧姆、大于或等于7欧姆、大于或等于8欧姆、或者大于或等于9欧姆。在某些实施方案中，电容层的电阻率小于或等于10欧姆、小于或等于9欧姆、小于或等于8欧姆、小于或等于7欧姆、小于或等于6欧姆、小于或等于5欧姆、小于或等于4欧姆、小于或等于3欧姆、小于或等于2欧姆、小于或等于1欧姆、小于或等于0.5欧姆、小于或等于0.1欧姆、或者小于或等于0.005欧姆。上述范围的组合也是可能的(例如，大于或等于0.001欧姆且小于或等于10欧姆、大于或等于0.001欧姆且小于或等于2欧姆)。其他范围也是可能的。电阻率可以根据测试标准IEC 62576Ed.1.0b:2009来测量。
在某些实施方案中，电容层的电导率可以大于或等于0.1S/m、大于或等于0.2S/m、大于或等于0.5S/m、大于或等于1S/m、大于或等于2S/m、大于或等于5S/m、大于或等于10S/m、大于或等于25S/m、大于或等于50S/m、大于或等于75S/m、大于或等于100S/m、大于或等于150S/m、大于或等于200S/m、大于或等于250S/m、大于或等于500S/m、大于或等于600S/m、大于或等于750S/m、大于或等于800S/m、或者大于或等于900S/m。在某些实施方案中，电容层的电导率小于或等于1000S/m、小于或等于900S/m、小于或等于800S/m、小于或等于750S/m、小于或等于600S/m、小于或等于500S/m、小于或等于250S/m、小于或等于150S/m、小于或等于100S/m、小于或等于75S/m、小于或等于50S/m、小于或等于25S/m、小于或等于10S/m、小于或等于5S/m、小于或等于2S/m、小于或等于1S/m、小于或等于0.5S/m、或者小于或等于0.2S/m。上述范围的组合是可能的(例如，大于或等于0.1S/m且小于或等于1000S/m、大于或等于0.2S/m且小于或等于1000S/m)。其他范围也是可能的。电导率可以由根据测试标准IS6071-1986IEC 62576测量的电阻率来确定。
在一个示例性实施方案中，电容层包含多根纤维(例如，多根玻璃纤维)、导电碳和活性碳。在一些实施方案中，电容层可以是电池中的独立的层。例如，在一些情况下，电容层可以与电池的其余组件分开形成，然后与电池中的一个或更多个组件相邻设置。在一些实施方案中，电容层中的活性碳相对于导电碳的比率大于或等于90:10且小于或等于94:6。在一些实施方案中，相对于电容层的总重量，总碳(例如，包括活性碳和导电碳)以大于或等于80重量％且小于或等于90重量％(例如，大于或等于84重量％)的量存在于电容层中。在一些实施方案中，相对于电容层的总重量，多根纤维(例如，多根玻璃纤维)以大于0重量％且小于或等于95重量％(或本文所述的另外的合适范围)的量存在于电容层内。在一些实施方案中，电容层包含细玻璃纤维(例如，微玻璃纤维)和粗玻璃纤维(例如，短切原丝纤维)两者。电容层中的细玻璃纤维(例如，微玻璃纤维)相对于粗玻璃纤维(例如，短切原丝纤维)的比率可以是例如大于或等于10:90且小于或等于90:10(或本文所述的另外的合适范围)。在一些实施方案中，相对于电容层的总重量，粘合剂可以以小于或等于5重量％且大于或等于1重量％(例如，小于或等于2重量％)的量存在于电容层中。在一些实施方案中，相对于电容层的总重量，氢抑制剂以大于或等于0.1重量％且小于或等于10重量％的量存在于电容层中。其他配置和范围也是可能的。
如上所述，本文所述的电池组件(或电池组件的纤维层)可以用于诸如铅酸电池的电池中。电池可以包括负极板、正极板和电池组件(例如，包括本文所述的纤维层)。在一些实施方案中，电池组件可以设置在负极板与正极板之间。在一些实施方案中，电池组件可以与电池栅组合以形成极板的一部分。在一些实施方案中，电池栅可以经冲孔或膨胀的。在一个示例性实施方案中，电池栅是铅栅(例如，铅合金栅)。
电池组件可以施加至负极板和/或正极板。一旦施加，电池组件(例如，糊贴纸)就集成至电池极板中并成为电极的一部分。
应理解，本文中没有明确讨论的电池的其他组件可以是常规的电池组件。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，在容器格式化电池(containerformatted battery)中，极板可以包括包含导电材料的栅，所述导电材料可以包括但不限于铅、铅合金、石墨、碳、碳泡沫、钛、陶瓷(例如)、层合体和复合材料。栅通常糊贴有活性材料。经糊贴的栅通常通过称为“成型”的工艺转换成正电池极板和负电池极板。成型包括使电流通过交替的正极板和负极板以及在相邻极板之间的隔离件的组合件，同时使所述组合件在合适的电解质中(例如，以使所糊贴的氧化物转化为活性材料)。
作为一个具体实例，正极板可以包含二氧化铅作为活性材料，并且负极板可以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、炭黑和木质素磺酸盐作为主要组分。可以使膨胀剂的组分预混合或不预混合。膨胀剂可商购自例如Hammond Lead Products(Hammond,IN)和Atomized Products Group,Inc.(Garland,TX)。
可商购的膨胀剂的一个实例是膨胀剂(Atomized Products Group,Inc.)。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。
可以使用任何期望的技术组装电池。例如，可以将电池组件切成片并且可以将其放置在两个极板之间，或者可以将组件卷绕在极板(例如，正电极、负电极)周围。然后使用常规铅酸电池组装方法将正极板、负极板和组件组装在壳体中。在一些实施方案中，电池组件可以用作糊贴纸和/或导电层或电容层。在一些实施方案中，电池组件与电池的电极(例如，正电极、负电极)相邻(例如，直接相邻)。例如，在一组实施方案中，将电池组件作为糊贴纸施加至电池极板上并且集成至极板中，使其成为电极的一部分。在某些实施方案中，在将组件组装在壳体中之后对其进行压缩，即，在将组件放入壳体中之后使其厚度减小。然后将电解质(例如硫酸)置于壳体中。应认识到，本文所述的电池组件的形状(例如，平面的)是非限制性的，并且本文所述的电池组件可以具有任何合适的形状。
在一些实施方案中，本文所述的电池组件可以例如与以下隔离件组合(例如，相邻设置)使用：叶片隔离件、封套隔离件(即，隔离件在三个侧面上是密封的)、z形折叠隔离件、套筒隔离件、波纹隔离件、C形卷绕隔离件或U形卷绕隔离件。在某些实施方案中，隔离件是非织造玻璃隔离件。
在一些实施方案中，电池组件(例如，包括本文所述的纤维层)可以用于铅酸电池，包括阀控式电池(例如，吸收性玻璃垫电池)。在阀控式铅酸(VRLA)电池中，例如，内部环境通过用于排气的阀来控制，当压力累积时，阀将气体(例如氢气、氧气)从电池排出。阀是减压阀，仅在内部电池压力达到阈值时打开。当电池中内部压力低于此阈值时，阀防止任何气体逃逸。产生的O2可以从正电极扩散至负电极。对负电极进行放电通常能够使电解质中的氧离子复合，从而起到抑制氢气生成的作用。阀控式铅酸电池(VRLA)使氧复合的能力决定了电池性能和安全性的几个方面。氢气是爆炸性气体，因此氧的复合对于降低爆炸的可能性是重要的。低水平的氧复合还负面地影响电池的充电接受能力。本文所述的电池隔离件可以促进氧的复合，减少氢气的形成，从而提高电池的效率和性能。
本文所述的纤维层可以使用合适的工艺来制造，例如湿法成网工艺。通常，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，可以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，原纤化纤维)混合在一起以提供纤维浆料。浆料可以是例如基于水的浆料。在某些实施方案中，纤维在被混合在一起之前任选地分别或组合地储存在各种存储槽中。
例如，可以将第一纤维在一个容器中混合并制浆在一起，并且可以将第二纤维在一个单独的容器中混合并制浆。随后可以将第一纤维和第二纤维组合到一起成为单一纤维混合物。可以在混合到一起之前和/或之后通过碎浆机对合适的纤维进行处理。在一些实施方案中，在混合在一起之前，通过碎浆机和/或存储槽对纤维的组合进行处理。可以理解，还可以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以用于纤维混合物，例如本文所述的纤维类型。
可以使用用于产生纤维浆料的任何合适的方法。在一些实施方案中，将另外的添加剂添加至浆料中以促进处理。还可将温度调节至合适的范围，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。如上所述，可以在一个或更多个碎浆机中制备浆料。在碎浆机中适当地混合浆料之后，可以将浆料泵送至流浆箱中，在流浆箱中浆料可以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。还可以用另外的水将浆料稀释以使纤维的最终浓度在适当范围内，例如，约0.1重量％至0.5重量％。
在其中添加剂(例如，基于碳的添加剂，例如导电碳和活性碳)被包括在纤维网中例如用于形成糊贴纸电池组件的一些实施方案中，添加剂可以以任何合适的量添加至纤维浆料中。还可以将另外的组分(例如，一种或更多种助留剂)添加至浆料中。可以在纤维浆料进入流浆箱之前的任何阶段将添加剂和/或另外的组分添加至纤维浆料中。在另一些实施方案中，例如对于电容纸电池组件，可以在形成纤维网之后添加添加剂(例如，基于碳的添加剂，例如导电碳和活性碳)。
在一些情况下，可以根据需要调节纤维浆料的pH。例如，浆料的纤维可以在酸性或中性条件下分散。
在将浆料运送至流浆箱之前，可以使浆料任选地通过离心净浆器和/或压力筛以除去未纤维化的材料。可以或可以不使浆料通过另外的设备例如精制机或疏解机以进一步增强纤维的分散。例如，疏解机可以用于平滑或除去可能在纤维浆料形成期间的任何点处出现的块或突出物。然后可以使用任何合适的设备(例如，长网造纸机、真空圆网造纸机、筒形/圆形造纸机、或斜网长网造纸机)以适当的速率将纤维收集在筛或网上。
在一些实施方案中，电池组件的两个或更多个层可以分别形成，并通过任何合适的方法(如层合、整理或通过使用粘合剂)进行组合。两个或更多个层可以使用不同的工艺或相同的工艺形成。例如，各层可以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来形成。
在一些实施方案中，可以通过相同的工艺形成两个或更多个层。在一些情况下，可以同时形成两个或更多个层。
可以通过任何合适的方法将不同的层粘附在一起。例如，层可以通过粘合剂粘附和/或在任一侧上彼此熔融粘合。还可以使用层合和轧光工艺。在一些实施方案中，另外的层可以由任何类型的纤维或纤维的共混物通过添加的流浆箱或涂布机来形成，并适当地粘附至另一层上。
在一些实施方案中，电池组件可以至少部分地通过在纤维层的至少一部分上用浆料(例如，包含活性碳和导电碳)和/或糊料涂覆预成形的纤维层(例如，包含多根纤维，例如本文所述的纤维网)来形成。
可以使用任何合适的涂覆方法在纤维层上形成涂层。在一些实施方案中，可以使用非压缩涂覆技术将涂层或浆料施加至纤维层。非压缩涂覆技术可以涂覆纤维层，而基本上不使层的厚度减小。在另一些实施方案中，可以使用压缩涂覆技术将涂层或浆料施加至纤维层。涂覆方法的非限制性实例包括使用槽模涂覆机、凹版涂覆、施胶压榨涂覆(例如，双辊型或计量刀片型施胶压榨涂覆机)、膜压榨涂覆、刮刀涂覆、辊刮刀涂覆、气刀涂覆、辊涂、泡沫施加、逆向辊涂、棒涂、幕涂、复合涂覆、刷涂、比尔刮刀涂覆、短驻留刮刀涂覆、唇涂、门辊涂覆、门辊施胶压榨涂覆、实验室涂覆、熔涂、浸涂、刀辊涂覆、旋涂、喷涂、和饱和浸渍。其他涂覆方法也是可能的。
涂层或浆料可以涂覆纤维层的任何合适部分。在一些实施方案中，可以形成涂层或浆料，使得纤维层的表面被涂覆而基本上不涂覆纤维层的内部。在一些情况下，可以涂覆纤维层的单个表面。例如，可以涂覆纤维层的顶表面。在另一些情况下，可以涂覆纤维层的多于一个表面(例如，顶表面和底表面)。在另一些实施方案中，可以涂覆纤维层内部的至少一部分而基本上不涂覆纤维层的至少一个表面。还可以形成涂层或浆料，使得纤维层的至少一个表面和纤维层的内部被涂覆。在一些实施方案中，整个纤维层被涂覆。例如，在一些实施方案中，纤维网的纤维可以用涂料或浆料浸渍。
在一个示例性实施方案中，相对于电池组件的总重量，用于电化学电池单元的电池组件(例如，如糊贴纸)的碳(例如，包括活性碳和导电碳)的总重量％大于或等于50重量％且小于或等于90重量％(例如，大于或等于80重量％且小于或等于90重量％)。在一个示例性配置中，相对于电池组件的总重量，存在于电池组件中的碳的总重量％可以是90重量％。在一些情况下，相对于总电池组件重量，电池组件可以包含大于或等于3重量％且小于或等于6重量％的量的多根细玻璃纤维；相对于总电池组件重量，大于或等于3重量％且小于或等于6重量％的量的多根粗玻璃纤维；相对于总电池组件重量，大于或等于0.1重量％且小于或等于1.5重量％的量的多根原纤化纤维；相对于总电池组件重量，大于或等于0重量％且小于或等于1重量％的量的多根双组件纤维；相对于总电池组件重量，大于或等于0.1重量％且小于或等于1.5重量％的量的树脂；以及相对于总电池组件重量，大于或等于1重量％且小于或等于2重量％的量的粘合剂。
实施例
以下实施例旨在举例说明本发明的某些实施方案，但不应解释为限制性的并且没有例示出本发明的整个范围。
实施例1
以下实施例显示了根据一些实施方案的用于电化学电池单元的糊贴纸电池组件的形成。
糊贴纸电池组件(样品1)包括：
多根细玻璃纤维(1.5微米平均直径)：41重量％
多根粗玻璃纤维(2.6微米平均直径)：41重量％
多根粗玻璃纤维(13.5微米平均直径)：7重量％
多根双组分(PET芯/PE鞘)纤维，1.3分特，6mm长：2重量％
多根原纤化纤维素(雪松浆)纤维(40微米平均纤维直径)：7重量％；和
树脂：2重量％。
图3示出了与两个比较电池组件(样品2和样品3)相比，上述电池组件(样品1)的归一化性能特性(比表面积(“SSA”)、孔尺寸(“孔尺寸”)和干拉伸强度(“拉伸”))的图。第一比较电池组件(样品2)包括：
多根粗玻璃纤维(8微米平均直径)：47.5重量％
多根粗玻璃纤维(短切，13.5微米平均直径)：12重量％
多根粗玻璃纤维(3微米平均直径)：23.5重量％
多根原纤化纤维素纤维：17重量％
第二比较电池组件(样品3)包括：
多根细玻璃纤维(0.8微米平均直径)：80重量％
多根粗玻璃纤维(3微米平均直径)：20重量％
通过将各电池组件的特性的测量值除以所有样品的该特性的最大值(例如，将各电池组件的孔尺寸除以所有电池组件的最大孔尺寸)来获得归一化值。糊贴纸电池组件(样品1)显示出比表面积、干拉伸强度和平均孔尺寸之间的期望的平衡(例如，通常导致耐酸分层性、易加工性和糊贴粘附性之间的期望的平衡)。相比之下，样品2与样品1相比具有相对高的平均孔尺寸和相对高的干拉伸强度、具有相对低的比表面积。类似地，样品3与样品1相比具有相对高的比表面积、具有相对低的平均孔尺寸和相对低的干拉伸强度。
实施例2
以下实施例显示了根据一些实施方案的用于电化学电池单元的电容层的形成。
形成具有不同配方(不同量的活性碳(AC)相对于导电碳(CC)比率)的电容层并进行测试。
样品1包括100:0AC:CC的比率。
样品2包括0:100AC:CC的比率。
样品3包括50:50AC:CC的比率。
样品4包括89.6:10.4AC:CC的比率。
样品5包括93.75:6.25AC:CC的比率。
对所有样品均使用具有水/异丙醇作为溶剂/分散剂的PTFE粘合剂。将各电容层层合至包含多根玻璃纤维的纤维层，使得AC/CC/粘合剂嵌入纤维层中。在干燥电容层的同时水/异丙醇蒸发。在这种形式中，玻璃稀松布(scrim)为电容层的总重量的约10％(重量％)。相对于电容层的总重量，粘合剂以约3重量％至4重量％的量存在。各样品中AC和CC的重量百分比为：
样品1：86重量％AC；0重量％CC。
样品2：0重量％AC；86重量％CC。
样品3：43重量％AC；43重量％CC。
样品4：77.5重量％AC；9重量％CC。
样品5：81重量％AC；5.5重量％CC。
针对这五个样品制作对称电容器，并测量使用比电容和等效串联电阻(ESR)值的其性能评估。样品4和5以高比电容和低ESR显示出最佳性能配方。对于样品4和5，获得了超过40F/g的比电容值和低至0.13欧姆的ESR值。样品1至3的比电容和ESR由于差的电特性而无法确定。例如，具有86重量％AC的样品1具有差的结构互连和差的电行为(例如，装置不能完全充电)。类似地，样品2和3不能充电并且没有显著的比电容。

Claims (33)

1.一种电池组件，包含：
平均纤维直径小于2微米的多根细玻璃纤维，其中相对于所述电池组件的总重量，所述多根细玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在；
平均纤维直径大于或等于2微米的多根粗玻璃纤维，其中相对于所述电池组件的总重量，所述多根粗玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在；
多根原纤化纤维，相对于所述电池组件的总重量，所述多根原纤化纤维以大于或等于1重量％且小于或等于15重量％的量存在；
树脂，相对于所述电池组件的总重量，所述树脂以大于或等于1重量％且小于或等于10重量％的量存在；和
多根双组分纤维，相对于所述电池组件的总重量，所述多根双组分纤维以大于0重量％且小于或等于8重量％的量存在。
2.一种电池组件，包含：
平均纤维直径小于2微米的多根细玻璃纤维，其中相对于所述电池组件的总重量，所述多根细玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在；
平均纤维直径大于或等于2微米的多根粗玻璃纤维，其中相对于所述电池组件的总重量，所述多根粗玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在；
多根原纤化纤维，相对于所述电池组件的总重量，所述多根原纤化纤维以大于或等于1重量％且小于或等于15重量％的量存在；和
树脂，相对于所述电池组件的总重量，所述树脂以大于或等于1重量％且小于或等于10重量％的量存在，
其中所述电池组件的透气率大于或等于1CFM且小于或等于1000CFM。
3.一种电池组件，包含：
平均纤维直径小于2微米的多根细玻璃纤维，其中相对于所述电池组件的总重量，所述多根细玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在；
平均纤维直径大于或等于2微米的多根粗玻璃纤维，其中相对于所述电池组件的总重量，所述多根粗玻璃纤维以大于或等于30重量％且小于或等于60重量％的量存在；
多根原纤化纤维，相对于所述电池组件的总重量，所述多根原纤化纤维以大于或等于1重量％且小于或等于15重量％的量存在；和
树脂，相对于所述电池组件的总重量，所述树脂以大于或等于1重量％且小于或等于10重量％的量存在，
其中所述树脂是疏水性的。
4.一种电池组件，包含：
平均纤维直径小于2微米的多根细玻璃纤维；
平均纤维直径大于或等于2微米的多根粗玻璃纤维；和
多根原纤化纤维，
其中所述电池组件的表面积大于或等于0.5m2/g且小于或等于100m2/g，
其中所述电池组件的平均孔尺寸大于或等于0.1微米且小于或等于15微米，以及
其中所述电池组件在机器方向上的干拉伸强度大于或等于0.1磅/英寸且小于或等于15磅/英寸。
5.一种电池极板，包括：
铅栅；和
根据权利要求1至4中任一项所述的电池组件。
6.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述电池组件包含活性碳。
7.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述电池组件包含导电碳。
8.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中活性碳相对于导电碳的比率大于或等于90:10且小于或等于94:6。
9.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述活性碳和/或所述导电碳沉积在所述电池组件上。
10.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述活性碳和/或所述导电碳存在于所述电池组件内。
11.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述电池组件包含相对于所述电池组件的总重量的小于或等于2重量％的量的氢抑制剂。
12.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中相对于所述电池组件的总重量，细玻璃纤维和粗玻璃纤维的总重量小于或等于98重量％。
13.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述多根细玻璃纤维的平均纤维直径小于或等于1微米。
14.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述多根粗玻璃纤维的平均纤维直径大于5微米。
15.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述多根原纤化纤维的平均长度小于或等于25mm。
16.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述多根原纤化纤维的加拿大标准游离度(CSF)大于或等于20CSF且小于或等于650CSF。
17.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述多根原纤化纤维包括基于纤维素的纤维、丙烯酸类、液晶聚合物、聚唑、芳族聚酰胺、对芳族聚酰胺、聚乙烯、聚酯、聚酰胺、棉、聚烯烃和/或烯烃。
18.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述树脂是疏水性树脂。
19.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中根据标准ASTM D5946(2009)，所述树脂的接触角大于90度。
20.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述电池组件的Cobb参数大于或等于50gsm。
21.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述电池组件的定重大于或等于10g/m2且小于或等于200g/m2。
22.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述电池组件的平均厚度大于或等于0.1mm且小于或等于0.6mm。
23.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述电池组件的比表面积大于或等于0.2m2/g且小于或等于5m2/g。
24.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述电池组件的最大孔尺寸大于或等于5微米且小于或等于100微米。
25.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述电池组件的平均孔尺寸大于或等于0.1微米且小于或等于15微米。
26.根据任一前述权利要求所述的电池组件，其中所述电池组件的干拉伸强度大于或等于0.1磅/英寸且小于或等于15磅/英寸。
27.一种电池组件，包括：
层，所述层包括：
多根玻璃纤维；
导电碳；
活性碳；
粘合剂；和
氢抑制剂，
其中：
所述导电碳和所述活性碳形成总碳，相对于所述电池组件的总重量，所述电池组件中的所述总碳以大于或等于80重量％且小于或等于90重量％的量存在，
相对于所述电池组件的总重量，所述多根玻璃纤维以大于0重量％且小于或等于95重量％的量存在于所述电池组件内，
相对于所述电池组件的总重量，所述粘合剂以小于或等于5重量％且大于或等于1重量％的量存在于所述电池组件中，
相对于所述电池组件的总重量，所述氢抑制剂以大于或等于0.1重量％且小于或等于10重量％的量存在于所述电池组件中，以及
活性碳相对于导电碳的比率大于或等于70:30且小于或等于99:1。
28.根据权利要求27所述的电池组件，其中活性碳相对于导电碳的比率大于或等于90:10且小于或等于94:6。
29.根据根据权利要求27至28中任一项所述的电池组件，其中所述多根玻璃纤维以大于或等于85重量％且小于或等于95重量％的量存在于所述电池组件内。
30.根据权利要求27至28中任一项所述的电池组件，其中所述多根玻璃纤维以大于或等于5重量％且小于或等于50重量％的量存在于所述电池组件内。
31.根据权利要求27至30中任一项所述的电池组件，其中所述粘合剂选自PTFE、CMC、SBR、丙烯酸类、PVDF及其组合。
32.根据权利要求27至31中任一项所述的电池组件，其中所述氢抑制剂选自氧化物、氢氧化物、硫酸盐、锡、钛、钴、锑及其组合。
33.一种铅酸电池，包括：
负极板；
正极板；和
设置在所述负极板与所述正极板之间的根据任一前述权利要求所述的电池组件。
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