CN110546783A - 改进的含纤维垫的隔板、使用其的铅酸电池、以及与之相关的方法和系统 - Google Patents

改进的含纤维垫的隔板、使用其的铅酸电池、以及与之相关的方法和系统 Download PDF

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Abstract

在至少一种实施方式中，隔板设置有用于将活性材料保持在铅酸电池的电极上的纤维垫。还公开、显示、要求保护和/或提供了新的或改进的衬垫、隔板、电池、方法和/或系统。例如，在至少一种可能优选的实施方式中，复合隔板设置有用于将活性材料保持在铅酸电池的电极上的纤维垫。在至少一种可能特别优选的实施方式中，PE膜隔板设置有至少一个纤维垫，其用于将活性材料保持在铅酸电池的电极上。根据至少特定的实施方式、方面和/或目标，本发明、应用或公开可以提供解决方案、新的产品、改进的产品、新的方法和/或改进的方法，和/或可以解决PAM脱落、NAM脱落、电极变形、活性材料脱落、活性材料损失和/或物理分离、电极效率、电池性能、电池寿命和/或循环寿命的困难、需求和/或问题，和/或可提供新的电池隔板、新的电池技术和/或新的电池方法和/或系统，其解决当前铅酸电池或电池系统所带来的挑战，尤其是适用于在优选或特别是增强型富液式铅酸电池、PSoC电池、ISS电池、ESS电池等中防止或阻止活性材料从电极上脱落的新的电池隔板、新的电池技术和/或新的电池方法和/或系统。

Description

改进的含纤维垫的隔板、使用其的铅酸电池、以及与之相关的 方法和系统
相关申请
本申请要求2017年2月10日提交=共同未决的、共有的国际申请No.PCT/US2017/017418的优先权及权益。
技术领域
根据至少选定的实施方式，本公开或发明致力于新的或改进的隔板、电池隔板、富液式电池隔板、增强型富液式电池隔板、纤维垫、电池、原电池和/或制造和/或使用这种隔板、电池隔板、纤维垫、增强型富液式电池隔板、原电池和/或电池的方法。根据至少特定的实施方式，本公开或发明致力于新的或改进的用于启动照明点火(“SLI”)电池的增强型富液式铅酸电池隔板、纤维垫、用于深循环应用的富液式电池和/或增强型富液式电池和/或系统、车辆和/或包括这种隔板、衬垫或电池的类似物，和/或制造和/或使用这种改进的隔板、衬垫、原电池、电池、系统、车辆和/或类似物的改进的方法。根据至少特定的实施方式，本公开或发明致力于用于增强型富液式电池的改进的隔板和/或制造和/或使用这种具有此改进隔板的电池的改进的方法。根据至少选定的实施方式，本公开或发明致力于隔板、富液式电池隔板，特别是用于具有降低的电阻和/或增加的冷启动电流的增强型富液式电池的隔板。此外，本文公开了用于提高电池寿命、降低失水量、降低内部电阻、增加润湿性、减少酸分层、改善酸扩散、改善冷启动电流和/或在至少增强型富液式电池中改善均匀性的方法、系统和电池隔板。根据至少特别的实施方式，本公开或发明致力于用于增强型富液式电池的改进的隔板，其中隔板包括一种或多种性能增强添加剂或涂层、增加的孔隙率、增加的空隙体积、无定形二氧化硅、更高吸油性的二氧化硅、更高硅烷醇基的二氧化硅、活性材料在电极上的保持和/或改善的保持和/或其任意组合。
根据至少选定的实施方式，本公开或发明致力于用于铅酸电池(特别是富液式铅酸电池)的隔板，以及包含这种隔板的各种铅酸电池，诸如富液式铅酸电池或增强型富液式铅酸电池。根据至少选定的实施方式，本公开或发明致力于新的或改进的隔板、原电池、电池和/或制造和/或使用这种隔板、原电池和/或电池的方法。根据至少特定的实施方式，本公开或发明致力于用于铅酸电池的改进的隔板和/或使用这种具有此改进隔板的电池的改进的方法。此外，本文公开了方法、系统和电池隔板，其用于提高电池寿命，减少电池故障，降低失水量，改善氧化稳定性，改善、维持和/或降低浮充电流，改善充电终止(EOC)电流，降低对深循环电池充电和/或完全充电所需的电流和/或电压，使内部电阻的增加最小化，降低电阻，增加润湿性，减少电解液的浸湿时间，减少电池形成时间，减少锑中毒，减少酸分层，改善酸扩散和/或改善铅酸电池中的均匀性。根据至少特别的实施方式，本公开或发明致力于用于铅酸电池的改进的隔板，其中隔板包括一种或多种改进的性能增强添加剂和/或涂层。根据至少特定的实施方式，所公开的隔板可用于深循环应用，比如在移动的机械或车辆和/或静止的机械或车辆中，例如高尔夫球车、叉车、变流器、可再生能源系统和/或替代能源系统(仅举例来说，太阳能系统和风能系统)。特别地，在深循环和/或部分荷电状态操作是电池寿命中的一部分的电池系统中，所公开的隔板是有用的，甚至更特别地，在添加剂和/或合金(锑是关键示例)被添加到电池中以提高电池的寿命和/或性能和/或增强电池的深循环和/或部分荷电状态操作能力的电池系统中。
根据至少选定的实施方式，本公开致力于改进的铅酸电池(例如富液式铅酸电池)、包含铅酸电池的改进的系统和/或电池隔板、改进的电池隔板、包含这种系统的改进的车辆、制造或使用方法或其组合。根据至少特定的实施方式，本公开或发明致力于改进的富液式铅酸电池，用于这种电池的改进的电池隔板、衬垫、复合隔板、层压隔板、正极封装、负极封装和/或类似物，和/或制造、测试或使用这种改进的富液式铅酸电池的方法，或其组合。此外，本文公开了用于在富液式铅酸电池中以及在部分荷电状态下操作的此种电池中减少酸分层、提高电池寿命和性能的方法、系统、电池和/或电池隔板。
背景技术
为了满足在怠速启动/停止应用中对电源的不断增长的需求，已经开发出增强型富液式电池(“EFB”)和吸收式玻璃衬垫(“AGM”)电池。EFB系统具有与常规的富液式铅酸电池类似的结构，其中正极和/或负极被微孔隔板包围并被浸没在液体电解液中。另一方面，AGM系统不含游离液体电解液。相反，电解质被吸收到玻璃纤维衬垫中，然后玻璃纤维衬垫层叠在电极的顶部。从历史上看，AGM系统比富液式电池系统具有更高的放电功率、更好的循环寿命和更大的冷启动电流。然而，AGM电池的制造成本明显更高，并且对过充更敏感。因此，对于各种市场和应用来说，EFB系统仍然是移动电源和固定电源的具有吸引力的选择。
EFB系统可包含一个或多个电池隔板，其在铅酸电池单元内将正极与负极分开或“隔开”。电池隔板可具有两个主要功能。第一，电池隔板应使正极与负极保持物理分开，以防止任何电流在两个电极之间通过。第二，电池隔板应以尽可能小的阻力允许正极和负极之间的离子流。电池隔板可以由多种不同的材料制成，但是这两个相反的功能已经通过由多孔非导体制成的电池隔板很好地满足。利用这种结构，孔有助于电极之间的离子扩散，并且非导电聚合物网络防止电短路。
具有增加的放电功率和冷启动安培或电流(“CCA”)的EFB将能够取代AGM电池。已知冷启动电流与电池的内部电阻相关联。因此预计降低增强型富液式电池的内部电阻将增加冷启动电流的额定值。因此，需要新的电池隔板和/或电池技术来满足和克服当前铅酸电池系统所带来的挑战，尤其是在增强型富液式电池中降低内部电阻并增加冷启动电流。
为了减少燃料消耗和尾管排放的产生，汽车制造商已经实施了不同程度的电混合。混合动力电动车(HEV)的一种形式有时被称为“微型HEV”或“微型混合动力”。在这种微型HEV或类似的车辆中，汽车可具有怠速启动/停止(ISS)功能，其中发动机可以在怠速启动/停止和/或再生制动期间的各个点处关闭。这虽然增加了车辆的燃油经济性，但也增加了电池的压力，电池必须在车辆不运动时为附加设备(例如空调、媒体播放器等)供电。
传统的车辆(例如没有启动/停止功能的汽车)可以使用常规的富液式铅酸电池，例如启动照明点火(SLI)铅酸电池。由于发动机在使用过程中从不关闭，因此仅在发动机起动时从电池获取电力。因此，电池通常处于过充状态，而不是处于部分荷电状态。例如，这种常规富液式铅酸蓄电池可以大于95％、大于96％、大于97％、大于98％、大于99％或者甚至大于100％的充电状态存在，因为它经常处于过充状态。在过充时，气泡(例如氢气泡)会在常规的铅酸电池内产生，而这些循环气泡有混合电池内的液体电解液(酸)的作用。
另一方面，启动/停止车辆不断地从电池获取电力，电池因此始终处于部分充电状态。在部分充电时，不会产生气泡，因而电解液的内部混合显著减少，导致电池内发生酸分层。因此，酸分层是启动/停止富液式铅酸电池和各种增强型富液式电池中的问题，而酸分层对于在过充或满充(或接近满充)的状态下运行的更常规或传统的富液式铅酸电池来说并不是问题。
酸分层是指更高密度的硫酸富集在电池的底部，导致了电池顶部相应的更高水浓度的过程的术语。在富液式铅酸电池中，例如增强型富液式铅酸电池或启动/停止富液式铅酸电池中，酸分层是不可取的。电极顶部的酸含量的降低可能抑制电池系统内的均匀性和充电接受能力，并且可能沿着电池的高度增加内部电阻从顶部到底部的变化。电池底部酸含量的增加会人为提高电池的电压，这会干扰电池管理系统，可能会向电池管理系统发送无意的/错误的健康状态信号。总的来说，酸分层导致电池部件的电阻较高，这可能导致电极问题和/或电池寿命缩短。鉴于为提高车辆燃油效率和减少CO2排放，启动/停止电池和/或其他增强型富液式铅酸电池预计将在混合动力和全电动汽车中越来越普遍，非常需要减少酸分层和/或改善酸混合的解决方案。
在一些情况下，使用VRLA(阀控铅酸)技术可以避免酸分层，其中酸通过凝胶电解液和/或通过吸收式玻璃衬垫(AGM)电池隔板系统固定。与富液式铅酸电池中的自由流体电解液相反，在VRLA AGM电池中，电解液被吸收在纤维或纤维材料上，例如玻璃纤维衬垫、聚合物纤维衬垫、凝胶电解液等。然而，VRLA AGM电池系统的制造成本比富液式电池系统贵得多。在某些情况下，VRLA AGM技术可能对过充更敏感，可能在高温下干透，可能经历容量逐渐下降，并且可能具有较低的比能量。同样地，在某些情况下，凝胶VRLA技术可能具有更高的内部电阻并且可能具有降低的充电接受能力。
因此，需要进一步开发增强型富液式铅酸电池，例如增强型富液式启动/停止电池，其在使用时不经历酸分层和/或在使用时其表现出降低的或显著降低的酸分层程度。对改进的增强型富液式铅酸蓄电池的需求是存在的，这种电池与先前可获得的电池相比具有改进的均匀性和性能，并且具有可能相当或甚至超过某些VRLA AGM电池的性能。
电池隔板用来分隔电池的正负电极或极板以防止电短路。这种电池隔板通常是微孔的，以便离子可以在正负电极或极板之间穿过。隔板可以由聚烯烃(例如聚乙烯和聚丙烯)、木材、纸、橡胶、PVC和玻璃纤维制成。在铅酸蓄电池中，例如汽车电池和/或工业电池和/或深循环电池中，电池隔板通常是微孔聚乙烯隔板；在一些情况下，这种隔板可包括背网和立在背网的一侧或两侧上的多个肋条。参见:Besenhard，J.O.为编辑的《电池材料手册》(Handbook of Battery Materials),Wiley-VCH Verlag GmbH,Weinheim,德国(1999)，第9章，第245-292页。一些用于汽车电池的隔板被制成连续长度并被卷起，随后被折叠，并沿边缘(或特定的边缘)密封，以形成用于电池的容纳电极的小袋或封装或套管或口袋。特定的隔板，例如用于工业(或牵引或深循环存储)电池的，被切割成与电极极板(片或叶)大致相同的尺寸。
由聚烯烃(诸如聚乙烯)制成的隔板通常含有二氧化硅，以促进隔板与亲水电解液的润湿。在一些情况下，亲水性材料(例如玻璃衬垫)被附着到隔板上，以帮助润湿并保持被涂覆在正极上的活性材料。
铅酸电池中的电极通常由具有相对高锑含量的铅合金制成。铅/锑合金在电极框架的制造过程中和电池的使用过程中均具有优势(对前者，仅举例来说，模具中熔融金属的流动特性的改善、更高的铸造电极框架硬度等)；特别是在循环负载的情况下，除了确保机械稳定性之外，其在正极处确保了端子和活性材料之间的良好接触，从而避免容量的过早下降(“无锑”效应)并提供改善的循环性。另外，对于深循环电池，锑通常存在于电池的正栅极中。
然而，含锑正极的缺点是，锑可能被以离子形式溶解在电解液中，然后迁移通过隔板。因为锑比铅更稳定，所以它可以沉积在负极上。这一过程被描述为锑中毒。通过降低氢的过电压，锑中毒导致水耗增加，因此电池需要更多的维护。特别是，锑可以催化水的分解，降低充电电压并增加再次充满电池所需的能量，因为水分解可能消耗使电池再次充满所需的一些能量。已经尝试用其他合金组分完全或部分代替铅合金中的锑，但是这没有产生令人满意的结果。总之，深循环电池正栅极中锑的存在可能是循环寿命缩短的一个源头。
美国专利No.5,221,587公开了一种包含塑料和橡胶的电池隔板，该专利的全部内容通过引用并入本文。发现橡胶会延迟锑中毒的速度。美国专利No.5,221,587公开了在片材上或片材中涂覆或掺入橡胶。
对于至少特定的应用或电池，仍存在对改进的隔板的需求，这种隔板能提供改善的循环寿命、降低的锑中毒、减少的水耗，能减少浮充电流和/或降低电池再次充满电所需的电压。更具体来说，仍然存在对改进的隔板和包含改进的隔板的改进的电池(例如高尔夫球车或高尔夫车电池)的需求，其提供提高电池寿命，减少电池故障，降低失水量，改善氧化稳定性，改进、维持和/或降低浮充电流，改善充电终止(EOC)电流，降低对电池(例如深循环电池)充电和/或完全充电所需的电流和/或电压，最小化内部电阻的增加，降低电阻，增加润湿性，降低电解液的浸湿时间，减少电池形成时间，减少锑中毒，减少酸分层，改善酸扩散和/或改善铅酸电池中的均匀性。
在EFB系统中，电极由铅合金构成。在这种EFB的制造过程中，糊料被施加到栅格上并固化，以形成电极。糊料可包含炭黑、硫酸钡、木质素磺酸盐、硫酸和水中的一种或多种。固化过程将糊料改变为硫酸铅的混合物，其在电池初始充电时变成电化学活性材料。正极上的糊料被称为正极活性材料(“PAM”)。同样地，负极上的活性材料称为负极活性材料(“NAM”)。在电池的充电和放电循环期间，电极经历膨胀和收缩。随着时间的推移，电极的变形导致活性材料脱落并与电极物理分离。随着越来越多的活性材料从电极上脱落，该电极的效率降低，并且电池的性能和寿命也降低。因此，需要新的电池隔板和/或电池技术来满足和克服当前铅酸电池系统所带来的挑战，尤其是防止或阻止在增强型富液式铅酸电池中活性材料从电极脱落。
发明概述
以下描述中阐述了一种或多种实施方式的细节。根据说明书和权利要求，其他特征、目的和优点将是显而易见的。根据至少选定的实施方式，本公开或发明可以解决上述问题或需求。根据至少特定的目的、方面或实施方式，本公开或发明可提供能够克服上述问题的改进的隔板和/或电池，例如通过提供具有改善的活性材料在电极上的保持的电池，在特定的实施方式中，这种改善的活性材料的保持由改进的隔板提供，该隔板包含改进的保留衬垫，例如改进的PAM保留衬垫。虽然本文公开的具体实施方式致力于用于保持PAM的铅酸电池隔板，但其也可用于保持NAM。
本发明的一种实施方式提供了一种具有多孔膜的铅酸电池隔板，其中膜或网在其上具有多个肋条。肋条可以位于面对正极的表面和面对负极的表面中的一个或两个上。本发明的隔板还在面对正极的表面上设有纤维垫。
根据至少选定的实施方式、方面或目的，本公开或发明致力于或可提供新的或改进的隔板、电池隔板、富液式电池隔板、增强型富液式电池隔板、纤维垫、电池、原电池和/或制造和/或使用这种隔板、电池隔板、纤维垫、增强型富液式电池隔板、原电池和/或电池的方法。根据至少特定的实施方式，本公开或发明致力于新的或改进的用于启动照明点火(“SLI”)电池的增强型富液式铅酸电池隔板、纤维垫、用于深循环应用的富液式电池和/或包括这种隔板、衬垫或电池的增强型富液式电池和/或系统、车辆和/或类似物，和/或制造和/或使用这种改进的隔板、衬垫、原电池、电池、系统、车辆和/或类似物的改进的方法。根据至少特定的实施方式，本公开或发明致力于用于增强型富液式电池的改进的隔板和/或制造和/或使用这种具有此改进的隔板的电池的改进的方法。根据至少选定的实施方式，本公开或发明致力于隔板、富液式电池隔板，优选地或特别是用于增强型富液式电池的隔板，该电池具有降低的电阻和/或增加的冷启动电流。此外，本文公开了用于提高电池寿命、降低失水量、降低内部电阻、增加润湿性、减少酸分层、改善酸扩散、改善冷启动电流和/或至少在增强型富液式电池中改善均匀性的方法、系统和电池隔板。根据至少特别的实施方式，本公开或发明致力于用于增强型富液式电池的改进的隔板，其中隔板包括一种或多种性能增强添加剂或涂层、增加的孔隙率、增加的空隙体积、无定形二氧化硅、吸油力更高的二氧化硅、硅烷醇基更多的二氧化硅、活性材料在电极上的保持和/或改善的保持和/或其任意组合。
根据至少特定的实施方式，本公开或发明致力于改进的富液式铅酸电池，用于这种电池的改进的电池隔板、衬垫、复合隔板、层合隔板、正极封装、负极封装和/或类似物，和/或制造、测试或使用这种改进的富液式铅酸电池的方法或其组合。
根据至少特定的实施方式、方面和/或目标，本发明、应用或公开可以提供解决方案、新的产品、改进的产品、新的方法和/或改进的方法，和/或可以解决PAM脱落、NAM脱落、电极变形、活性材料脱落、活性材料损失和/或物理分离、电极效率、电池性能、电池寿命和/或循环寿命的困难、需求和/或问题，和/或可提供新的电池隔板、新的电池技术和/或新的电池方法和/或系统，其解决当前铅酸电池或电池系统所带来的挑战，尤其是适用于防止或阻止在增强型富液式铅酸电池或在其他电池如其他富液式电池、AGM电池、部分荷电状态(PSoC)电池、ISS电池、储能系统(ESS)电池或等等中活性材料从电极上脱落的新的电池隔板、新的电池技术和/或新的电池方法和/或系统。
附图说明
图1A和1B是如本公开中所述的示例性纤维垫的照片。图1C和1D是图1A和1B中的衬垫的更高分辨率的照片，图1D是与平放的衬垫成斜角度拍摄的。图1E显示了在低放大倍数下的SEM图像，将示例性纤维垫与常规玻璃衬垫进行了比较。图1F-1H是如本公开中所述的示例性纤维垫的SEM图像。
图2A和2B是结合了具有示例性纤维垫的隔板组件的示例性实施方式的富液式铅酸电池的视图。
图3A-3F描绘了根据本公开的示例性实施方式的间断肋条样式的变体。
图4A-4G示出了具有根据本公开示例性实施方式并且如在其中显示的样式中所定义的间断肋条的电池隔板。
图5A详述了具有三个不同的间断肋条样式的区域的隔板。图5B描绘了用于三区域间断肋条隔板的间断肋条的变体。图5C描绘了用于单区域间断肋隔板的间断肋条的变体。
图6A-6H描绘了单区域和多区域间断肋条样式隔板的变体。
图7描绘了具有间断助条样式的示例性的发明的间隔件，其可以放置在例如扁平隔板和电极或衬垫之间。
图8和图9描绘了示例性的发明的酸混合构型的构型原型。
图10描绘了肋条的示例性实施方式，该肋条具有一个或两个锥形纵向端部，或肋条、锯齿状或间断肋条，或成角度的锯齿状或间断肋条，具有特定的端面角度(或特定角度范围内的角度)。
图11描绘了具有一个或多个肋条的隔板的示例性实施方式，该肋条具有一个或多个在特定角度(或在特别优选的范围内的角度)的锥形纵向端部。例如，图10-12中所示的带样式的隔板层为富液式铅酸电池(例如增强型富液式铅酸电池)提供了大量的酸混合(例如，酸性湍流、减少的酸分层等)。另外，例如图10-12中所示的隔板的角度设计使隔板层的最佳表面积、最佳混合以及最佳的可制造性和/或可加工性和/或可封装性得以实现，特别是考虑到MD(加工方向)的刚度和横切加工方向的刚度(CMD)之间的刚度比的改善。此外，图10-12中所示的带样式的隔板层可以是比传统的微孔隔板层更坚固或者甚至显著地更坚固的隔板层。
图12A和12B描绘了隔板层的两种示例性实施方式，图12A描绘了隔板层A，而图12B描绘了隔板层B，二者都以本公开的各种实施方式为根据，它们是被制造成在其上具有一个或多个间断肋条样式的微孔膜，隔板层B具有一个或多个肋条，该肋条具有一个或多个在特定角度(或在特别优选的范围内的角度)上的锥形纵向端部。
图13A是位于正极和负电极之间的示例性电池隔板的俯视图，该隔板和可见于典型的铅酸电池中的隔板一样。图13B是示例性电池隔板和溶胀的负极活性材料的俯视图，其和可见于典型的铅酸电池中的一样。图13C是设置在正极和负极(例如可见于典型的铅酸电池、富液式电池或增强型富液式电池中的电极)之间的本发明的新的或改进的电池隔板的示例性实施方式的俯视图；负极显示为具有溶胀的NAM(如图13B所示，其优选地不接触或偏转背网)。
图14示出了用于本发明的隔板的示例性实施方式的肋条外形的示例性实施方式。
发明详述
现在参照图1A和1B，其显示了纤维垫的一种示例性实施方式的照片。图1C和1D是纤维垫的一种示例性实施方式的更高分辨率的照片。纤维垫可以是非织造的、绒头织物、网织品或其层的任意组合。纤维垫可以是单层、双层或其他多层衬垫。示例性非织造衬垫可具有约100μm至约900μm的厚度，并且优选地在约200μm至约450μm的范围内。图1C和1D显示了成束纤维的样式。这可以在衬垫的形成期间完成，当纤维载液被排出时，可以在排水网中的特定低点处收集纤维。另外，衬垫可具有精梳纤维。
优选的纤维垫成分可以是例如玻璃纤维、合成纤维或其任意组合。纤维垫的示例性实施方式可以是含5％至25％的合成纤维，其余为玻璃和/或粘合剂。然而，衬垫可以完全是玻璃的或完全是合成的。这种合成纤维的例子可以是聚丙烯、聚酯[例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)]、丙烯酸、其他塑料或其任意组合。此外，纤维成分可以是聚合物、均聚物或共聚物，或由这些成分组成的纤维混合物。无论纤维垫的组成如何，优选地是它对铅酸电池的酸电解液具有耐受性。这些材料往往是疏水的，所以会导致气体截留。因此，可以添加如本文一般性描述的表面活性剂涂层。
纤维垫可进一步具有填料，例如颗粒状二氧化硅，以增加表面积并减小孔径。纤维垫成分可进一步含有可溶性纤维。纤维垫还可包括胶凝剂以帮助抵抗酸分层。另外，纤维垫可包括如下文所一般性描述的润湿剂添加剂或涂层。
示例性的纤维垫可具有在约1500l/m2s至约2500l/m2s范围内的优选透气性。
示例性的纤维垫可具有优选小于约4.0μm至5.0μm(以有效直径测量)的孔径。纤维垫孔径优选小于相关电极上使用的活性材料的粒度。下面的表1将根据本发明的纤维垫的孔径(μm2)与常规玻璃衬垫的孔径(mm2)进行比较。
本发明的示例性纤维垫 常规玻璃衬垫
平均值 1332.65μm<sup>2</sup> 6896.95μm<sup>2</sup>
标准差 1573.57μm<sup>2</sup> 6461.03μm<sup>2</sup>
样本量 63 29
表1
示例性的纤维垫可具有在约6mΩ·cm2至约14mΩ·cm2范围的优选电阻，并且优选小于14或小于13或小于12或小于11mΩ·cm2。
示例性的纤维垫可具有在约50g/m2至约100g/m2范围内的优选面积重量或基重，在一些实施方式中，为50g/m2至约65g/m2。
示例性的纤维垫可具有在约15wt％至约21wt％范围的优选粘合剂含量。
示例性的纤维垫可具有约200N/50mm的加工方向(MD)上的优选拉伸强度，约150N/50mm的横切加工方向(CMD)的优选拉伸强度。
此外，纤维可以是实心的或中空的，并且纤维的横截面形状可以是圆形、正圆形、卵形或矩圆形、肾形、狗骨形、跑道形、多边形或其任意组合。另外，示例性的纤维可具有多个部件，其为并排构形、壳芯构形或海中岛型构形。此外，壳芯构形可以采用任何上述形状，并且芯可以是中心的或偏心的。
现在转到图1E，其显示了从示例性纤维垫的两个分开位置和常规玻璃衬垫的两个分开位置取得的低放大倍率的四个SEM图像。图像显示，示例性纤维垫具有比常规玻璃衬垫更密集填充的纤维网。此外，示例性纤维垫的纤维和开口区域小于常规玻璃衬垫的纤维和开口区域。
在图1F中，SEM图像取自两个分开位置的样品，然后从每个样品位置获得两个分开的区域。这样做是为了避免任何区域偏差。该图像是以比图1E更高的放大倍率拍摄的。这些图像进一步显示了纤维的填充密度，并且还显示了一些纤维束，这可能是由于使用的粘合剂及其含量。可用于本文所述的各种实施方式的纤维垫可包括纤维捆或纤维束，例如玻璃纤维和/或合成纤维的捆或束。在特定的实施方式中，可在将纤维粘合在一起之前，将这种捆或束扭曲。在这样的实施方式中，可以进行扭曲，并且可以施加粘合剂以将扭曲的纤维固定在适当位置。在这样的实施方式中，与包含常规衬垫的隔板相比，包含含纤维捆或纤维束的纤维垫的隔板可表现出增加的强度；类似地，在纤维被扭曲的情况下，与包含常规衬垫的隔板相比，包含这种纤维垫的此隔板可表现出甚至更显著的强度增加。当根据本文定义的各种优选实施方式使用湿法成网工艺制造这种纤维垫时，可以生产复合纤维束，其中这种复合纤维束包括玻璃纤维以及合成聚合物纤维，仅举例来说，聚酯纤维或PET纤维。
示例性的纤维垫可具有约7.2μm(±0.5μm)的合成纤维直径，置信区间为±95％。下面的表2将根据本发明的纤维垫的纤维直径(μm)与常规玻璃衬垫的纤维直径进行比较。
示例性的本发明的纤维垫 常规玻璃衬垫
平均值 7.2408μm 13.83μm
标准差 1.9741μm 1.2103μm
样本量 66 37
表2
另外，纤维垫可以在形成衬垫之前或在形成衬垫时形成成束的纤维。纤维束可以由具有不同材料成分、不同横截面形状、不同纤维直径及其任何组合的多种纤维精梳或扭曲而成。束可以成样式的取向铺设、随机放置或其组合。成束的纤维可以铺设在随机铺设的非织造或纤维衬垫层之上和/或之内。因此，所得纤维垫可具有波纹表面或非波纹表面，或其组合。图1C和1D是具有波纹表面的示例性纤维垫的照片。束也可以在衬垫的生产过程中形成。可以简单地通过衬垫生产中使用的载线或表面的轮廓形成束。此外，衬垫可以在两个单独的过程中铺设。例如，束可以用非水溶性粘合剂形成，然后可以铺设第二层非织造纤维以将纤维固定在一起。束可以放置在衬垫的任一表面或两个表面上。
图1G显示了用于测量示例性纤维垫的纤维直径的图像，因为其通过各个纤维的线性距离所测量，未测量束中的纤维,并且对每个测量的纤维取两个直径(如果可能的话)。图1G的数据如上表1中所示。图1H是用于测量纤维垫的孔径的图像。图1H的数据如上表2中所示。
示例性的富液式铅酸电池通常可以由一个或多个原电池组成，每个原电池又通常具有一个或多个正极和负极。电极可以配置为铸造或冲压板或栅格。电极甚至可以配置为圆柱或管。在每个正极和负极之间由隔板进一步隔开。在本公开中，隔板和纤维垫插入在每个电极之间。作为示例，图2A描绘了具有单个原电池和单个负极102a和单个正极104a的电池100。然而，应当理解的是，典型的铅酸电池包含具有交替的一系列正负电极的多个电极。负极102a电耦合到负电池端子或柱102b。同样，正极104a电耦合到正电池端子或柱104b。除了具有两个负极202a之外，图2B与图2A相似。电极102a、104a、202b、204b通常是铅或铅合金。示例性的铅合金通常含有锑(Sb)、钙(Ca)、锡(Sn)、铜(Cu)、铋(Bi)、它们的组合以及类似物。
转到图2A，该图显示了示例性的富液式铅酸电池100，其具有单个负极102a和单个正极104a，每个电极分别电耦合到负端子或柱102b和正端子或柱104b。端子102b、104b设置在电池100的外表面上并且通常从电池100的顶部延伸。应当理解，典型的富液式铅酸电池100将具有多于两个的电极。然而，为简单起见，在该示例中仅示出了两个。示例性电池100还设置有并且基本上填充有电解液101，虚线表示电解液101的填充线。在示例性的实施方式中，电极和隔板组件基本上浸没在电解液中。电解液101通常是硫酸(H2SO4)，其比重在约1.20-1.30之间，优选在约1.26-1.28之间。应该理解，任何优选的比重范围取决于电池的应用。
继续看图2A，示例性的隔板组件设置在电极之间并且配置有隔板层106(例如微孔膜隔板层)和示例性的纤维垫108，其中隔板层106与负极102a相邻，而纤维垫108设置成邻近正极104a。出于解释本发明的目的，隔板层106和纤维垫108一起可以统称为隔板组件，但是应当理解，它们可以连接/层合或不连接/层合在一起。还应理解的是，纤维垫108可以不与任何东西连接，或者可以于活性材料的外表面上而附着或安装到电极上，或者结合在施加到电极上的粘贴纸中，或者可以某种方式压在电极活性材料上，或其任意组合。应进一步理解，纤维垫108可以替代性地设置在负极102a和隔板层106之间，或者可以在隔板层106的两侧均有有纤维垫。发明人所设想的是，无论活性材料是PAM还是NAM，纤维垫都会防止或减缓活性材料从与其相邻的电极上脱落或分离的过程。
如图2A所示，隔板层106和纤维垫108可以设置为在电极之间交错放置的叶片。隔板层106的横向和纵向尺寸优选地大于电极102a、104a的横向和纵向尺寸(即隔板层106比电极102a、104a更宽且更高)。纤维垫108可以从隔板层106的侧端延伸到侧端，或者从端肋延伸到端肋(未示出肋)。此外，隔板层106可以仅仅是平的而不具有肋条，或者可以是有压纹的。
转到图2B，该图显示了示例性的富液式铅酸电池200，其具有两个负极202a和设置在其间的单个正极204a，每个电极分别电耦合到负端子或柱202b和正端子柱204b。应当理解，典型的富液式铅酸电池会具有三个以上的电极。然而，为简单起见，在该示例中仅示出了三个。示例性的富液式铅酸电池200进一步设置有并且基本上填充有如本文所一般描述的电解液201。虚线表示电解液201的填充线，电极和隔板组件基本上浸没在其中。
继续看图2B，其示出了包括可封装的隔板层206和可封装的纤维垫208的示例性隔板组件，其封装正极204a，而隔板层206包裹纤维垫208。隔板层206优选地与两个负极202a均相邻，纤维垫208优选与正极204a相邻并且在隔板层206和正极204a之间。应当理解，隔板层206和纤维垫208可以连接/层合或不连接/层合在一起作为一个单元。应当进一步理解，纤维垫208可以不与任何物体连接，或者可以于活性材料的外表面上而附着或安装到电极上，或者结合在施加到电极上的粘贴纸中。还应理解，纤维垫208可以替代地设置在负极202a和隔板层206之间，其中纤维垫208包裹隔板层206。在隔板层206的两侧也可以存在纤维垫。发明人所设想的是，无论活性材料是PAM还是NAM，纤维垫会阻止或减缓活性材料从与其相邻的电极脱落或分离的过程。
如上所述，包括隔板层206和纤维垫208组合的示例性隔板组件可以是可封装的。组合的侧面可以密封在一起成为连续或间断的接缝。这种密封方法是本领域技术人员所熟知的。另外，封装的底部褶层可以是封闭的，或者具有一个或多个长度小于封装宽度的开口。纤维垫208可以从隔板层206的侧端延伸到侧端，或者从端肋延伸到端肋(未示出肋)。此外，封装隔板层206可以仅仅是扁平的而不具有肋条。
隔板组件配置的一些其他示例性的实施方式包括:负极或正极封装，负极或正极封套、负极或正极混合封装(标准封装上的变化)，两个极板都可以被封装或封套，以及其任意组合。另外，本公开的各种隔板可包括隔板层(例如隔板层106)、纤维垫(例如纤维垫108)以及玻璃衬垫(未示出)。
纤维垫108、208可只简单地设置成与隔板层106、206相邻，或者其可以按某种方式与隔板层106、206连接、附着或层合。将纤维垫108、208附着到隔板层106、206的若干方法对于本领域的技术人员是已知的。该方法可包括，例如，通过粘合剂、超声焊接或密封或超声缝合将不同的层粘合在一起。优选使用诸如丙烯酸酯或聚乙烯热熔的粘合剂来改善微孔聚合物层和纤维层之间的粘合。优选以独立的点或连续的条带的形式将粘合剂施加在隔板的层之间。如果隔板层106和纤维垫108是层合在一起的，则与未和纤维垫层合的隔板层相比，肋条(未示出)间隔可以更远，因为纤维垫将为隔板层提供额外的支撑，从而为电解液提供更多的空间。然而，隔板层106和纤维垫108不需要层合在一起，反而可以简单地设置成彼此相邻。
本发明的隔板优选包括多孔膜(比如具有小于约1微米的孔的微孔膜、具有大于约1微米的孔的介孔或大孔膜)，其由天然或合成材料制成，例如聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂、天然或合成橡胶、乳胶、合成木浆(SWP)、玻璃纤维、合成纤维、纤维素纤维或其组合，更优选的隔板实施方式包含由热塑性聚合物制成的微孔膜。优选的微孔膜可具有约0.1微米(100纳米)的孔径和约60％的孔隙率。原则上，热塑性聚合物可包括适用于铅酸电池的所有耐酸热塑性材料。优选的热塑性聚合物包括聚乙烯化合物和聚烯烃。聚乙烯化合物包括，例如聚氯乙烯(PVC)。聚烯烃包括，例如聚乙烯，其包括超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和聚丙烯。一种优选的实施方式可包括UHMWPE和填料(例如二氧化硅)。通常，优选的膜可以通过在挤出机中混合填料、热塑性聚合物如UHMWPE、胶乳和/或橡胶(如果需要)和加工增塑剂(例如加工油)来制备。
微孔膜层可包括聚烯烃，例如聚丙烯、乙烯-丁烯共聚物，而且优选聚乙烯，更优选高分子量聚乙烯(例如，分子量至少为600,000的聚乙烯)，甚至更优选超高分子量聚乙烯(例如，分子量至少为1,000,000，特别是大于4,000,000，最优选为5,000,000至8,000,000的聚乙烯(由粘度仪测定并通过Margolie方程计算得出))，标准负荷熔融指数基本为零(0)(采用2,160g的标准负荷按ASTM D 1238(条件E)的规定测定)，并且粘度值不小于600ml/g，优选不小于1,000ml/g，更优选不小于2,000ml，最优选不小于3,000ml/g(通过于130℃下在0.02g聚烯烃于100g萘烷的溶液中而测得)。
在特定的选定实施方式中，膜可按如下方法制备:以重量计，使约5-15％的聚合物(在某些情况下，约10％的聚合物)、约10-75％的填料(在某些情况下，约30％的填料)和约10-85％的加工油(在某些情况下，约60％的加工油)混合。在其他实施方式中，填料的含量减少，油含量较高，例如，以重量计，大于约61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％或70％。填料:聚合物之比(以重量计)可以是约(或者可以是在这些具体的范围之间)例如2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4.0:1、4.5:1、5.0:1、5.5:1或6:1。填料:聚合物之比(以重量计)可以是约1.5:1至约6:1，在某些情况下，为2:1至6:1、约2:1至5:1、约2:1至4:1，在某些情况下，约2:1至约3:1。根据运行性能及期望的隔板性能(如电阻(ER)、孔隙率、物理强度、弯曲度，等等)来平衡填料、油、聚合物(如聚乙烯)和橡胶和/或胶乳(如果需要)的量。
根据至少一种实施方式，多孔膜可包括混有加工油和沉淀二氧化硅的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。根据至少一种实施方式，微孔膜可包括混有加工油、添加剂和沉淀二氧化硅的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。混合物还可包括少量的在隔板领域常见的其他添加剂或试剂(例如，润湿剂、着色剂、抗静电添加剂和/或之类的)。在特定情形中，微孔聚合物层可以是如下的均匀混合物:8至100％体积的聚烯烃、0至40％体积的增塑剂和0至92％体积的惰性填料物质。填料可以是干燥的细分二氧化硅。优选的增塑剂为石油。由于增塑剂是最容易从聚合物-填料-增塑剂组合物中去除的组分，其对为电池隔板赋予孔隙率是有用的。
在一些实施方式中，多孔膜可以通过在挤出机中混合约30％重量的二氧化硅和约10％重量的UHMWPE以及约60％的加工油来制备。微孔膜的制备步骤如下:使组分通过加热的挤出机，使由挤出机产生的挤出型材通过模子进入由两个加热的压延辊形成的夹中以形成连续的网，通过使用溶剂从网中提取大量的加工油，将提取后的网干燥，将网切成预定宽度的条，并将条卷成卷。压延辊可以刻有各种凹槽图案，以赋予膜肋条、锯齿、压纹等。作为另外一种选择或除此之外，通过使挤出的膜通过额外的适当凹槽的压延或压纹辊或压机，可以将肋条等赋予多孔膜。
合适的填料包括二氧化硅、氧化铝、滑石和/或其组合。当形成本文所示类型的铅酸电池隔板时，具有相对高水平的吸油性和对矿物油的相对高水平的亲和性的二氧化硅成为如所期望地那样分散在聚烯烃(例如聚乙烯)和矿物油的混合物中。另外，这里使用的二氧化硅可以是沉淀二氧化硅和/或无定形二氧化硅。在一些选定的实施方式中，填料的平均粒度不大于25μm，在一些情况下，不大于22μm、20μm、18μm、15μm或10μm。在一些情况下，填料颗粒(例如二氧化硅)的平均粒度为15-25μm。二氧化硅填料的粒度会影响二氧化硅的吸油性和/或二氧化硅填料的表面积。成品或隔板中的氧化硅颗粒可落在上述大小内。但是，用作原料的初始二氧化硅可以是一种或多种聚集体和/或团聚体，可具有约200μm或更大的尺寸。在某些实施方式中，每单位重量的隔板片制品中，成品隔板片具有约0.5％至约40％范围内的残留或最终含油量，在某些实施方式中，约10至约30％的残留加工油，在某些情况下，约20至约30％的残留加工油或残油。至于隔板膜的孔大小(如果需要的话，在某些实施方式中，包含聚烯烃，例如聚乙烯，和乳胶和/或橡胶)，孔大小可以是亚微米直至100μm，在特定实施方式中，在约0.1μm至约10μm之间。在特定的实施方式中，隔板膜可具有大于约10％且小于约90％的平均孔隙率，并且在其他实施方式中，孔隙率可大于约40％且小于约80％。在某些选定的实施方式中，隔板膜可具有大于约50％的孔隙率，在其他实施方式中，孔隙率可大于约60％，在特定的实施方式中大于约65％，在特定的其他实施方式中大于约70％。优选的实施方式提供孔隙率大于至少约64％的多孔膜。
根据本发明制造的含聚乙烯、填料(如二氧化硅)和胶乳和/或橡胶的微孔膜，通常具有残留的油含量；在某些实施方式中，这种残留的油含量为隔板膜总重量的约0.5％至约40％(在某些情况下，约为隔板膜总重量的10-30％，在某些情况下，约为总重量的20-30％)。在本文特定的选定实施方式中，可以通过添加更多的性能增强添加剂来取代隔板中残留的油含量的部分或全部；性能增强添加剂为例如表面活性剂，HLB小于6的表面活性剂，或者例如非离子表面活性剂。例如，诸如表面活性剂、诸如非离子表面活性剂的性能增强添加剂，可构成达微孔隔板膜的总重量中的残留油含量的0.5％至全部(例如，一直达20或30或甚至40％)，由此部分或完全取代隔板膜中残留的油。
本文公开的隔板含有胶乳和/或橡胶，其可以是天然橡胶、合成橡胶或其混合物。天然橡胶可包括一种或多种聚异戊二烯的共混物，其可购自多个供应商。示例性的合成橡胶包括甲基橡胶、聚丁二烯、氯丁橡胶、丁基橡胶、溴化丁基橡胶、聚氨酯橡胶、表氯醇橡胶、多硫化物橡胶、氯磺酰基聚乙烯、聚降冰片烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶和硅橡胶以及共聚物橡胶，例如苯乙烯/丁二烯橡胶、丙烯腈/丁二烯橡胶、乙烯/丙烯橡胶(EPM和EPDM)和乙烯/乙酸乙烯酯橡胶。橡胶可以是交联橡胶或非交联橡胶；在特定的优选实施方式中，橡胶是非交联橡胶。在特定的实施方式中，橡胶可以是交联和非交联橡胶的共混物。橡胶可以以重量计相对于成品隔板重量(含橡胶和/或乳胶的聚烯烃隔板片或层的重量)至少约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％的量存在于隔板中。在某些实施方式中，橡胶可以以约1-20％、2-20％、2.5-15％、2.5-12.5％、2.5-10％或5-10％(以重量计)的量存在。
为了制造基于本发明的隔板，可以将橡胶和/或胶乳与聚合物(例如聚乙烯)、填料(例如二氧化硅)以及加工油和/或增塑剂一起加入挤出机中。在其他实施方式中，可以将含有橡胶和/或胶乳、可选地二氧化硅和水的液体浆料涂覆在微孔膜(例如聚乙烯膜)的一侧或两侧上，优选在面向负极的一侧上，然后干燥和/或在其中所述微孔膜(例如聚乙烯膜)的表面上形成这种材料的薄膜。为了使此层的润湿性更好，可向浆液中加入用在铅酸电池中的已知润湿剂。在特定实施方式中，浆料还可含有下文详细描述的一种或多种性能增强添加剂(例如表面活性剂)。干燥后，在隔板表面上形成多孔层和/或薄膜，其与微孔膜粘合得很好，并且，就算真的有，也仅无关紧要地提高电阻。在加入橡胶以得到隔板后，可进一步用压机、压延机或辊将其压紧。可以用雕刻压机或压延机使隔板具有肋条、槽、锯齿、锯齿状肋条、压纹等等。
本发明进一步的实施方式涉及通过注入和干燥将橡胶沉积到膜上。为此目的，由合成纤维或含合成纤维的混合物(诸如上述纤维垫中所述的那些)制成的玻璃衬垫、绒头织物或纤维，都可用作载体材料。举例来说，纤维垫可以是性能增强添加剂(如锑抑制添加剂)的载体，而且它可以注入或包含在纤维垫中或涂覆在纤维垫的一个或多个表面上。在这样的实施方式中，包含在纤维垫内和/或纤维垫上的浆料和/或涂料和/或材料可含有橡胶和/或胶乳、可选的二氧化硅、水和/或一种或多种性能增强添加剂(例如本文所述的各种添加剂)，其中在表面实施方式中，此种材料的薄膜可以在经处理的纤维垫的一个或多个表面上形成。粘连可以通过挤压或粘合进行。
在本发明的各种实施方式中，多孔和/或微孔膜含有聚烯烃(例如聚乙烯)、胶乳和/或橡胶、填料(例如二氧化硅)、任何残油和/或增塑剂，并且涂层形式的性能增强添加剂(如表面活性剂涂层)被层合到另一层，例如上述纤维垫或具有增强的毛细管特性和/或增强电解液润湿或保留特性的纤维垫。这样的纤维垫厚度至少约100μm，在一些实施方式中，至少约250μm、至少约400μm、至少约500μm、至少约600μm、至少约1.3mm、至少约2mm等等。之后的层合隔板可被切割成片。在特定实施方式中，纤维垫被层合在微孔膜隔板层的带肋条的表面上。在特定实施方式中，由于其可被以卷或切割片的形式供应，本文所述的改进的隔板给电池制造者带来操作和/或组装便利。并且，如前文所提及的，改进的隔板可以是未加一种或多种纤维垫或保持垫等的独立的隔板片或层。
在一些实施方式中，橡胶和/或胶乳可与聚合物、填料和加工油(可选地与其他添加剂)混合，并一起挤出以得到混合的隔板。用这种方式，可以获得有橡胶均匀分散在整个膜中的均匀隔板。在一些实施方案中，多孔膜可以被注入橡胶胶乳并随后干燥。
如隔板领域中常见的，该混合物还可包括少量其他添加剂或试剂(例如表面活性剂、润湿剂、着色剂、抗静电添加剂、抗氧化剂和/或类似物)。将混合物挤出成平板形状，或是在片材的一侧或两侧上具有肋条或其他突起物的片材。在膜被挤出之后，可以使用机械压机或压延机堆或辊进一步压缩膜。
可以用雕刻压机或压延机将肋条和/或类似物施加到微孔膜中。肋条可以是均匀的组、交替的组，或是以下的混合或组合:实心的、离散的间断肋条；基本沿隔板的加工方向(“MD”)延伸的(即从电池中的隔板的顶部到底部)连续的、不连续的、角形的、线性的、纵向肋条；基本上沿隔板的横切加工方向CMD延伸的侧面肋条；基本沿隔板的横切加工方向(“CMD”)延伸(即，电池中隔板的横向，垂直于MD)的横向肋条；基本上沿隔板的横切加工方向延伸的横切肋条；离散的齿或带齿的肋条、锯齿、锯齿状的肋条、垛状突起或垛状肋条，弧形的或正弦曲线形的，以实心的或间断曲折状方式设置，槽、沟槽、纹理区域、压纹、凹陷、多孔、无孔、迷你肋条或横切迷你肋条，和/或类似物，以及其组合。此外，任一组肋条可以从正极侧、负极侧或两极侧延伸或进入正极侧、负极侧或两极侧。
在某些实施方式中，隔板膜可具有至少约50μm、至少约75μm、至少约100μm、至少约125μm、至少约150μm、至少约175μm、至少约200μm、至少约225μm、至少约250μm、至少约275μm、至少约300μm、至少约325μm、至少约350μm、至少约375μm、至少约400μm、至少约425μm、至少约450μm、至少约475μm，或至少约500μm厚的背网(尽管在特定的实施方式中，提供了厚度小于50μm的非常薄的平板，例如，在10μm和50μm的厚度之间)。在特定的实施方式中，多孔膜可具有约50μm-1,000μm、约50μm-750μm、约100μm-750μm、约200μm-750μm、约200μm-500μm、约150μm-500μm、约250μm-500μm、约250μm-400μm，或约250μm-350μm的背网。
在各种可能优选的实施方式中，多孔膜包含肋条，例如锯齿状的、加固的、角形的肋条，或间断的肋条，或其组合。优选的肋条可以是8μm至1mm高并且可以间隔1μm至20mm，而微孔聚烯烃隔板层(不包括肋条或压纹)的优选背网厚度可以是约0.05mm至约0.50mm(例如，在某些实施方案中，约0.25mm)。例如，肋条间隔可以是0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.25mm、2.5mm、2.75mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。在某些实施方案中，肋条可以形成样式，例如它们可以位于隔板层的一侧或聚烯烃隔板的两侧，相对于彼此为0°-90°。在某些实施方式中，酸混合肋条可以是前侧的、正极的或正极侧的肋条。包括隔板或隔板层两侧上的肋条的各种样式可包括在隔板的第二侧或背面上的正极肋条和负极纵向的或横切的肋条，例如更小、更紧密间隔的负极纵向的或横切的肋条或迷你肋条。在某些情况下，这种负极纵向或横切肋条的高度可以是约0.025mm至约0.1mm，并且优选地约为0.075mm高，但是可以高至0.25mm。其他样式可以包括在隔板层的两侧上的肋条，并在隔板的第二侧或背面上具有负极迷你肋条(与隔板另一侧的主要肋条相比，相对于横切方向，在同一方向延伸的迷你肋条)。在某些情况下，这种负极迷你肋条的高度可以是约0.025mm至约0.25mm，并且优选高度约为0.050mm至约0.125。
在特定的优选实施方式中，肋条可以是锯齿状的。锯齿或锯齿状肋条的平均齿尖长度可为约0.05mm至约1mm。例如，平均齿尖长度可以大于或等于0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或0.9mm；和/或小于或等于1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm或0.1mm。
锯齿或锯齿状肋条的平均底部长度可为约0.05mm至约1mm。例如，平均底部长度可以大于或等于约0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或0.9mm；和/或小于或等于约1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm或0.1mm。
如果存在锯齿或锯齿状肋条，则它们的平均高度可为约0.05mm至约4mm。例如，平均高度可以大于或等于约0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或0.9mm；和/或小于或等于约1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4m、0.3mm、0.2mm或0.1mm。对于锯齿高度与肋条高度相同的实施方式，锯齿状肋条也可被称为突起物。这样的范围可适用于工业牵引型启动/停止电池的隔板，其中隔板的总厚度通常可约为1mm至约4mm，以及汽车启动/停止电池，其中隔板的总厚度可以稍微更小(例如，通常约0.3mm至约1mm)。
锯齿或锯齿状肋条的平均中心间距可为约0.1mm至约50mm。例如，平均中心间距可以大于或等于约0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.25mm或1.5mm；和/或小于或等于约1.5mm、1.25mm、1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm或0.2mm。
锯齿或锯齿状肋条的平均高度与底部宽度之比可为约0.1:1至约500:1。例如，平均高度与底部宽度之比可以大于或等于约0.1:1、25:1、50:1、100:1、150:1、200:1、250:1、300:1，、350:1或450:1；和/或小于或等于约500:1、450:1、400:1、350:1、300:1、250:1、200:1、150:1、100:1，50:1或25:1。
锯齿或锯齿状肋条的平均底部宽度与齿尖宽度之比可为约1000:1至约0.1:1。例如，平均底部宽度与齿尖宽度比可以大于或等于约0.1:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、15:1、20:1、25:1、50:1、100:1、150:1、200:1、250:1、300:1、350:1、450:1、500:1、550:1、600:1、650:1、700:1、750:1、800:1、850:1、900:1、950:1，和/或小于或等于约1000:1、950:1、900:1、850:1、800:1、750:1、700:1、650:1、600:1、550:1、500:1、450:1、400:1、350:1、300:1、250:1、200:1、150:1、100:1、50:1、25:1、20:1、15:1、10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1或1:1。
在某些实施方式中，隔板可以是有凹陷的。凹陷通常是在隔板的一个或多个表面上的突起型特征或小块。凹陷的厚度可以是隔板厚度的1-99％。例如，凹陷的平均厚度可小于隔板厚度的约95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或5％。凹陷可以沿着隔板成行布置。行或列可以间隔开约1μm至约10mm。例如，行可以是约0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.25mm、2.5mm、2.75mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。相反，凹陷可以以随机阵列或随机方式排列。
凹陷的平均凹陷长度可约为0.05mm至约1mm。例如，平均凹陷长度可以大于或等于约0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或0.9mm；和/或小于或等于约1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm或0.1mm。
凹陷的平均凹陷宽度可为约0.01mm至约1.0mm。例如，平均凹陷宽度可以大于或等于约0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或0.9mm；和/或小于或等于约1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm或0.1mm。
凹陷的平均中心间距可为约0.10mm至约50mm。例如，其平均中心间距可以大于或等于约0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.25mm或1.5mm；和/或小于或等于约1.5mm、1.25mm、1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm或0.2mm。
凹陷的形状可以是四边形，例如正方形和长方形。凹陷的平均凹陷长度与凹陷宽度之比可为约0.1:1至约100:1。例如，平均长度与底部宽度之比可以大于或等于约0.1:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、15:1、20:1、25:1、50:1、100:1、150:1、200:1、250:1、300:1、350:1、450:1、500:1、550:1、600:1、650:1、700:1、750:1、800:1、850:1、900:1、950:1，和/或小于或等于约1000:1、950:1、900:1、850:1、800:1、750:1、700:1、650:1、600:1、550:1、500:1、450:1、400:1、350:1、300:1、250:1、200:1、150:1、100:1、50:1、25:1、20:1、15:1、10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1或1:1。
在某些实施方式中，凹陷可以基本上是圆形的。圆形凹陷的直径可为约0.05至约1.0mm。例如，平均凹陷直径可以大于或等于约0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或0.9mm；和/或小于或等于约1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm或0.1mm。
也可以包括用于凹陷的各种其他形状。仅作为示例，这种凹陷可以是三角形、五边形、六边形、七边形、八边形、卵形、椭圆形以及它们的组合。
在某些实施方式中，隔板可以以下列组合为特征:肋条、锯齿或锯齿状肋条、凹陷或其组合。例如，隔板可以具有沿着隔板从上到下排列的一系列锯齿状肋条，和沿着隔板水平排列的第二系列锯齿状肋条。在其他实施方式中，隔板可具有由锯齿状肋条，凹陷，连续的、断续的或间断实心肋条或其组合组成的交替序列。
表3包括隔板的几个具体实施方式，仅作为实例提供而非限制性的，其具有可用于形成这种隔板的锯齿和/或凹陷以及各种参数，以防止酸分层并增强富液式铅酸电池(有时也称为增强型富液电池)的酸混合。
表3
各种实施方式的特定用途经历开始/停止循环，例如在车辆中使用的那些。这表示车辆及其相关电池将在运动时有停止的间隔时间，从而有效地摇动电池。与常规隔板相比，本文公开的隔板优选提供增强的电解液混合和/或酸循环。在特定的实施方式中，隔板提供较少的酸分层，正如通过电池顶部和底部的电解液密度所测量的。电池经过30、60、90次或更多次的启动/停止事件或循环后，密度差可小于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％、2.5％或1％。在特定的选定实施方式中，电池保持静止24、48、72小时或更长时间后，密度差可小于50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、5％、2.5％或1％。
现在转到图3A-3F，几个示例性实施方式描绘了具有变量的间断肋条的排列，所述变量限定了用于各种电池隔板实施方式的间断肋条的样式。图4A-4G示出了根据本公开的示例性实施方式并且如图3A-3F中的样式或排列所限定的具有间断肋条的电池隔板。示例性的电池隔板示于图4A-4G中；另外，本文公开的示例性电池隔板可具有任何数量的列406，例如列4061-406n。
图5A详细示出了具有三个区域的隔板，三个区域有不同的间断肋条样式，这些区域沿着隔板的横切加工方向在横向方向上变化。应注意，这些区域也可以在隔板的加工方向上展开，或者在隔板的加工和横切加工方向上都展开。还应理解，在任一方向或两个方向上可以有任何数量的区域。另外，隔板的边缘本身可以是它们自己的区域，使得边缘被优化为具有特别的设计和/或带肋条的样式和/或间断肋条样式等，以获得更好的结果。在本文特定的优选实施方式中，按如下目的形成隔板(对多区域隔板):每个区域中的样式的质量相对一致和/或样式化的隔板在电池形成设备上运行良好和/或由于酸填充的高效而使电池的形成更快。
图5B描绘了分区隔板的间断肋条样式变量。下标数字“1”和“2”涉及两种不同的间断肋条样式。在特定的实施方式中，区域1和区域3(下标“1”)包含相同的样式，例如间断肋条样式，区域2(下标“2”)具有例如间断肋条样式的样式，其不同于区域1和3中的样式。图5C描绘了单分区的间断肋条隔板的间断肋条变量。
图6A-6H描绘了分区或多区或三区间断肋条样式隔板的变型。
图7描绘了具有间断肋条702的样式的示例性的本发明的间隔物700，其可以放置在隔板和电极之间。如同所见的那样，间断肋条702由细桁条704的网络保持就位。桁条704以垂直和水平排列展示，但是应当理解，其可以结合其他角度。
图8和9描绘了用于本文中使用的各种隔板层的示例性的发明的酸混合轮廓的轮廓原型。
隔板可包括负极纵向肋条或横切肋条或迷你肋条，例如具有约25至250微米高度的负极肋条，可能优选约50至125微米，更优选约75微米。
在特定的实施方式中，突起物可包括肋条，其中每个肋条具有相对于隔板顶部边缘以0°至小于180°的角度设置的纵向轴线。在某些情况下，隔板中的所有肋条可以以相同的角度设置，而在其他实施方式中，可以存在以不同角度设置的肋条。例如，在某些实施方式中，隔板可包括多行肋条，其中至少一些行具有相对于隔板顶部边缘成角度θ的肋条。单行中的所有肋条可以具有相同的近似角度，但是在其他情况下，单行可以包含不同角度的肋条。
在特定的情况下，隔板的整个面将包含多行突起物或间断的肋条，而在其他实施方式中，隔板面的特定片段将不包括突起物或间断的肋条。这些片段可以在沿着隔板的任何边缘处发生，包括顶部、底部或侧面，或者可以朝向隔板的中间发生，其中片段围绕一个或多个其中部分具有突起物的侧面。
图8包括对隔板800的描绘，隔板800包含顶部边缘803，以及第一行R1和第二行R2。在特定的实施方式中，第一行R1中的肋条801以0°至小于180°的角度θ1设置，而第二行R2中的肋条802以0°至小于180°的角度θ2设置，θ2可以与第一行R1中的肋条801的角度相同或不同。尽管未示出，但是角θ1、θ2可以在每个单独的肋条801、802各自的行R1、R2各处上进一步变化。另外，间断肋条的组可以很容易地以列形成样式。
图9包括对隔板900的描绘，隔板900包括顶部边缘901，其具有中间的第一部分902和外部的第二部分903。在特定的实施方式中，中间的第一部分902可包含一行或更多行。如图9所示，第一行R1和第二行R2的样式类似于图8中所示的样式:第一行R1中的肋条以0°至小于180°的角度设置，第二行R2中的肋条以0°至小于180°的角度设置，其可以与第一行R1中的肋条的角度相同或不同。
继续看图9，外部第二部分903可包括第三行R3，其具有相对于背网的顶部边缘成角度θ3的肋条，其中θ3为0°至90°、30°至85°、45°至85°、60°至85°、60°至80°从60°至75°。θ3的一个优选值是90°。外部第二部分903还可以包括第四行R4，其具有相对于背网的顶部边缘成角度θ4的肋条，其中θ4为90°至小于180°、95°至150°、95°至120°、100°至120°或105°至120°。θ4的一个优选值是90°。不同行中的肋条可以具有与其他行的肋条相同或不同的尺寸，并且行内的肋条可以具有相同或不同的尺寸。相邻行之间的距离可以是-5mm至+5mm，其中负数表示行的重叠程度。距离可以从中心肋条到中心肋条测量。
当存在不同的行时，行可以以重复的样式出现。最简单的重复样式-R3-R4-可以在隔板900中看到。其他样式包括-R3-R3-R4-、-R3-R3-R3-R4-、-R3-R3-R4-R4-、-R3-R3-R3-R3-R4-、-R4-R3-R3-R3-R4-、-R3-R3-R3-R4-R4-等等。另外，间断肋条组可以很容易地通过列形成样式。
在某些选定的实施方式中，多孔隔板可以在膜的相对面上具有负极纵向或横切肋条作为突起物。负极肋条或背面肋条可以平行于隔板的顶部边缘，或者可以与其成一定角度设置。例如，横切肋条可以相对于顶部边缘定向约90°、80°、75°、60°、50°、45°、35°、25°、15°或5°，横切肋条可相对于顶部边缘定向约90-60°、60-30°、60-45°、45-30°或30-0°。通常，横切肋条位于面向负极的膜的面上。在本发明的某些实施方式中，带肋条的膜可具有至少约0.005mm、0.01mm、0.025mm、0.05mm、0.075mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm,、0.7mm、0.8mm、0.9mm,或1.0mm的横向横切肋条高度。在本发明的某些实施方式中，带肋条的膜可具有不大于约1.0mm、0.5mm、0.25mm、0.20mm、0.15mm、0.10mm或0.05mm的横向横切肋条高度。
在本发明的某些实施方式中，带肋条的膜可具有至少约0.005mm、0.01mm、0.025mm、0.05mm、0.075mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm,、0.9mm或1.0mm的横向横切肋条宽度。在本发明的某些实施方式中，带肋条的膜可具有不大于约1.0mm、0.5mm、0.25mm、0.20mm、0.15mm、0.10mm或0.05mm的横向横切肋条宽度。
在特定的选定实施方式中，多孔膜可具有约0.10-0.15mm的横向横切肋条高度和约0.10-0.15mm的纵向肋条高度。在某些实施方式中，多孔膜可具有约0.10-0.125mm的横向横切肋条高度和约0.10-0.125mm的纵向肋条高度。
微孔膜可具有至少0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1.0mm的背网厚度。带肋条的隔板可具有不大于约1.0mm、0.9mm、0.8mm、0.7mm、0.6mm、0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm或0.1mm的背网厚度。在某些实施方式中，微孔膜可具有约0.1-1.0mm、0.1-0.8mm、0.1-0.5mm、0.1-0.5mm、0.1-0.4mm、0.1-0.3mm之间的背网厚度。在某些实施方式中，微孔膜可具有约0.2mm的背网厚度。
图10描绘了隔板1000的侧面轮廓，其具有从多孔膜1002的表面向外延伸的间断肋条1004，多孔膜1002具有由角度θ标识的锥形纵向端部1006。
现在参考图13A，其示出了从示例性电池(未示出整个电池)的顶部向下看的示例性电池单元1300。电池单元装备有酸性电解液1301，例如硫酸(H2SO4)电解液，其浸没负极1302、正极1304，以及设置在电极1302、1304之间的隔板组件1308。隔板组件1306可以设置有多孔膜1308和纤维垫1310。多孔膜1308可以设置有一系列从其延伸并与纤维垫1310接触的正极肋条1308a。纤维垫1310可以与正极1304紧密接触地设置。尽管未示出，多孔膜1308可以进一步设置有如本文所述的负极肋条，并且与负极1302接触。负极1302可以设置有负极活性材料(“NAM”)，并且正极1304可以设置有正极活性材料(“PAM”)。
据信，在特定的电池中，NAM可膨胀到在多孔膜1308上施加足够压力的程度，以使其在正极肋条1308a之间偏转。图13B示意性地示出了这种膨胀和偏转的原因和结果，使得多孔膜1308接触纤维垫1310。当多孔膜1308偏转得足够多时，负极1302和正极1304都缺乏电解液(即，酸饥饿)。这种酸饥饿对电池的性能产生负面影响，并可以在深循环电池和PSoC中运行的电池中看到。尽管未示出，如本文所述，多孔膜1308可以进一步设置有负极肋条，并且与负极1302接触。
现在参考图13C，其示出了本发明的示例性隔板组件1306的示意图。在此实施方式中，设置了从多孔膜1308沿加工方向延伸并与纤维垫1310接触的正极肋条1308a的阵列。此外，设置了从多孔膜1308沿加工方向延伸并与负极1302接触的负极肋条1308b的阵列。这提供了NAM和背网之间的间隔，使得NAM膨胀不会影响多孔膜1308。此外，正极肋条1308a和负极肋条1308b两者均可以间隔得比图13B所示的更靠近，以为NAM提供更多支持。
应该注意的是，图13A至13C未按比例绘制。
现在参考图14，示例性多孔膜隔板1400设置有背网1402，背网1402具有从其延伸并且与隔板的加工方向(“MD”)基本一致的正极肋条1404，所述肋条用于接触在示例性电池中的纤维垫(图14中未示出)。隔板还设置有负极肋条1410，其与隔板的加工方向基本一致并且基本平行于正极肋条1404。负极肋条1410用于接触示例性电池中的负极。虽然在示出的示例中的负极肋条1410的方向与隔板的加工方向基本一致，但是它们可替代地与横切加工方向基本一致，通常称为负极横切肋条。
继续参考图14，本发明的隔板的选定实施方式设置有正极肋条1404的阵列。正极肋条1404设置有底部1406，其可沿加工方向延伸隔板的长度。然后，间隔的齿、断续的峰或其他突起物1408可以从底部1406的表面延伸，使得齿1408升高到多孔膜背网1402的下表面上方。此外，底部1406可以比齿1408本身更宽。正极肋条1404以大约2.5mm至大约6.0mm的典型间隔彼此基本上平行地排列，典型的间距为大约3.5mm。从多孔膜背网1402的表面测量的正极肋条1404的高度(底部1406和齿1408之和)可为约10μm至约4.0mm，典型高度为约0.5mm。相邻肋条1404的示例性肋条齿1408可以基本上彼此成一直线。然而，如图14所示，示例性齿1408可以从一个肋条1404到相邻肋条1404彼此偏移，或者与相邻肋条完全或部分不同。如所示出的，齿1408从一个肋1404到相邻肋条完全不同。正极肋条齿1408可以在隔板的加工方向上以大约3.0mm至大约6.0mm的间距隔开，典型的间距为大约4.5mm。
如图14中所示，负极肋条被描绘为基本上平行于隔板的加工方向。然而，它们可替代地基本上平行于横切加工方向。所示的示例性负极肋条显示为实心的且基本笔直的。然而，它们可以替代地以与图14中所示的正极肋条相似的方式带齿。负极肋条可以以大约10μm至大约10.0mm的间距隔开，优选的间距在大约700μm和大约800μm之间，更优选的标称间距大约为740μm。从背网的表面测量的负极肋条的高度可以是大约10μm至大约2.0mm。
应该注意的是，正极肋条可以替代地放置在示例性的电池中，使得它们接触负电极。同样地，负极肋条可以替代地放置在示例性的电池中，使得它们接触正电极。
下表4详细描述了四个隔板(一个示例性的本发明的隔板和三个对照隔板)的肋条数和表面接触面积百分比，隔板为162mm×162mm(262cm2)。如所示出的，本发明的示例性隔板具有43个带齿的肋条，其在横切加工方向上横跨隔板的宽度上均匀地间隔开。本发明的隔板上的正极肋条的齿在正极上与262cm2的3.8％接触。对照隔板的细节在表4中进一步详细说明。应当理解，对照隔板#1、#2和#3是目前商业上可获得的隔板的典型，目前普遍用于富液式铅酸电池并且目前市场上有售。
隔板 肋条[数量(构型)] 接触面积(总面积的％)
发明的隔板 43(带齿肋条) 3.8％
对照#1 22(实心肋条) 4.8％
对照#2 18(实心肋条) 3.9％
对照#3 11(实心肋条) 2.9％
表4
如所陈述的，发明人发现，在最小化接触面积的同时最大化接触点的数量实现了增加隔板弹性同时将电阻保持在控制之下的目标。此外，带齿的设计通过利用电池可能经受的任何运动来帮助促进酸混合。隔板肋条的齿可以与最近的相邻齿分开大约2.5mm至大约6.0mm。发明人发现，优选的非限制性的距离为相邻齿之间约4.2mm。另外，从相邻行偏移的齿完全不同有助于促进酸混合。发明人还发现，底部部分有助于使背网变硬得足以为NAM膨胀提供弹性。
要理解的是，虽然示例性的本发明的肋条被显示和描述为正极肋条，但是它们可被设置在隔板的负极侧上，而且所示和所述的负极肋条可被设置在隔板的正极侧上。
正极肋条或负极肋条还可以是以下的任何形式或组合:实心的肋条、离散的间断肋条、连续的肋条、不连续的肋条、角形的肋条、线状肋条、基本沿所述多孔膜的加工方向延伸的纵向肋条、基本上沿所述多孔膜的横切加工方向延伸的侧面肋条、基本上沿所述隔板的横切加工方向上延伸的横向肋条、离散的齿、带齿的肋条、锯齿、锯齿状肋条、垛状突起、垛状肋条、弧形肋条、正弦曲线形肋条、以连续曲折状似三角波状的方式设置、以间断的不连续曲折状似三角波状的方式设置、槽、沟槽、纹理区域、压纹、凹陷、柱、迷你柱、多孔、无孔、迷你肋条、横切迷你肋条及其组合。
正极肋条或负极肋条还可以是由相对于隔板的边缘既不平行也不垂直的角度限定的任何形式或组合。此外，该角度可以在肋条的整个齿或行中变化。成角度的肋条样式可以是可能优选的 RipTideTM酸混合肋条形状，其可以帮助减少或消除某些电池中的酸分层。此外，该角度可以定义为相对于多孔膜的加工方向，并且该角度可以在约大于零度(0°)和约小于180度(180°)之间，以及约大于180度(180°)和约小于360度(360°)之间。
肋条可以横跨隔板的宽度从侧边缘到侧边缘均匀地延伸。这种被称为通用外形。或者，隔板可具有与侧边缘相邻的侧板，在侧板中设置有较小的肋条。这些较小的肋条可以比主肋条间隔得更近并比主肋条更小。举例来说，较小的肋条可以为主肋条高度的25％至50％。侧板也可以是平的。侧板可有助于将隔板的一个边缘与隔板的另一个边缘密封，如在包封隔板时所做的那样，这将在下文中讨论。
在选定的示例性实施方式中，负极肋条的至少一部分的高度可以优选地为正极肋条高度的大约5％至大约100％。在某些示例性实施方式中，负极肋条高度可以是正极肋条高度的大约5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、95％或100％。在其他示例性实施方式中，负极肋条高度可以不大于正极肋条高度的约100％、95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或5％。
在某些选定的实施方式中，多孔膜的至少一部分可具有为纵向或横向或横切肋条的负极肋条。负极肋条可以平行于隔板的顶部边缘，或者可以与其成一定角度设置。例如，负极肋条可以定向为相对于顶部边缘约0°、5°、15°、25°、30°、45°、60°、70°、80°或90°。横切肋条可以定向为相对于顶部边缘约0°至约30°、约30°至约45°、约45°至约60°、约30°至约60°、约30°至约90°或约60°至约90°。
特定的示例性实施方式可具有底部部分。如果存在，其可具有约5μm至约200μm的平均底部高度。例如，平均底部高度可以大于或等于约5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、100μm或200μm。此外，如果存在，其平均底部宽度可以比齿的宽度宽约0.0μm至约50μm。例如，平均底部宽度可以比齿的宽度宽大于或等于约0.0μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm或50μm。
特定的示例性实施方式可具有齿或带齿的肋条。如果存在，它们的平均尖端长度可为约50μm至约1.0mm。例如，平均尖端长度可以大于或等于约50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或1.0mm。或者，它们可以不大于或等于1.0mm、900μm、800μm、700μm、600μm、500μm、400μm、300μm、200μm、100μm或50μm。
至少一部分齿或带齿的肋条的平均齿根长度为约50μm至约1.0mm。例如，平均齿根长度可以是约50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或1.0mm。或者，它们可以不大于或等于约1.0mm、900μm、800μm、700μm、600μm、500μm、400μm、300μm、200μm、100μm或50μm。
至少一部分齿或带齿的肋条的平均高度(底部高度和齿的高度之和)为约50μm至约1.0mm。例如，平均高度可以是约50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或1.0mm。或者，它们可以不大于或等于约1.0mm、900μm、800μm、700μm、600μm、500μm、400μm、300μm、200μm、100μm或50μm。
至少一部分齿或带齿的肋条在加工方向上的列内可具有从大约100μm到大约50mm的平均中心间距。例如，平均中心间距可以大于或等于约50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或者1.0mm，并以相似的增量直至50mm。或者，它们可以不大于或等于约50μm、100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或1.0mm，并以相似的增量直至50mm。另外，相邻的齿或带齿肋条的列可以相同地设置在加工方向的相同位置或者有偏移。在有偏移的配置中，相邻的齿或带齿的肋条设置在加工方向上的不同位置。
至少一部分齿或带齿的肋条的平均高度与底部宽度之比可为约0.1:1.0至约500:1.0。例如，平均高度与底部宽度之比可以是大约0.1:1.0、25:1.0、50:1.0、100:1.0、150:1.0、200:1.0、250:1.0、300:1.0、350:1、450:1.0或500:1.0。或者，平均高度与底部宽度之比可以不大于或等于约500:1.0、450:1.0、400:1.0、350:1.0、300:1.0、250:1.0、200:1.0、150:1.0、100:1.0、50:1.0、25:1.0或0.1:1.0。
至少一部分齿或带齿的肋条的平均底部宽度与尖端宽度之比可为约1,000:1.0至约0.1:1.0。例如，平均底部宽度与尖端宽度比可以是约0.1:1.0、1.0:1.0、2:1.0、3:1.0、4:1.0、5:1.0、6:1.0、7:1.0、8:1.0、9:1.0、10:1.0、15:1.0、20:1.0、25:1.0、50:1.0、100:1.0、150:1.0、200:1.0、250:1.0、300:1.0、350:1.0、450:1.0、500:1.0、550:1.0、600:1.0、650:1.0、700:1.0、750:1.0、800:1.0、850:1.0、900:1.0、950:1.0或1,000:1.0。或者，平均底部宽度与尖端宽度比可以不大于约1,000:1.0、950:1.0、900:1.0、850:1.0、800:1.0、750:1.0、700:1.0、650:1.0、600:1.0、550:1.0、500:1.0、450:1.0、400:1.0、350:1.0、300:1.0、250:1.0、200:1.0、150:1.0、100:1.0、50:1.0、25:1.0、20:1.0、15:1.0、10:1.0、9:1.0、8:1.0、7:1.0、6:1.0、5:1.0、4:1.0、3:1.0、2:1.0、1.0:1.0或0.1:1.0。
要理解的是，本文所述的任何肋条样式的列之间可具有间隔，以允许在过充事件期间气体上升。此外，间断的肋条样式可以在间断肋条的行之间在加工方向上没有间隔，这样如果折叠隔板以形成封装，则可以提供强度。另外，间断肋条隔板可以进一步带压纹。还需理解，任何肋条样式或其他突起物可设置在电池盒的任何内表面上或设置在正电极和负电极中的任一个或两个的任何表面上。对于放置在车辆中的电池，优选实施方式可以将隔板放置在大致平行于车辆运动的方向上，以便利用该车辆的启动和停止运动。
据信，本文所述的改进的隔板，例如本文所述的间断肋条隔板，可进一步有助于防止硫酸化晶体的形成，并且还可有助于在整个隔板上提供更均匀的热量分布和/或热量混合和/或热量的或热的消散(与已知的用于富液式铅酸电池的隔板(例如实心肋条隔板)相比，在更短的时间内散热)。还据信，本文所述的示例性间断肋条隔板还可以提供改进的或更快或更有效的富液式铅酸电池、凝胶电池、AGM电池、PSoC电池、ISS电池和/或增强型富液式电池的填充。
在本公开的各种实施方式中，所公开的隔板提供减少的酸分层，或甚至完全消除酸分层，使得富液式铅酸电池内的酸或电解液的混合水平或体积均匀性为1.0或几乎接近1.0。在各种实施方式中，本文公开的隔板也是低电阻抗(ER)隔板。在这样的实施方式中，隔板可以包含改进之处，例如改进的填料，其增加隔板的孔隙率、孔径、内部孔表面积、润湿性和/或表面积。在某些实施方式中，改进的填料具有与先前已知的填料相比更高的结构形态和/或减小的粒度和/或不同量的硅烷醇基团，和/或比先前已知的填料更羟基化。改进的填料可以吸收更多的油和/或可以允许在隔板形成期间掺入更大量的加工油，而在挤出后除去油时不会同时收缩或压缩。举例来说，改进的隔板可以使用具有约175-350ml/100g的固有吸油值的二氧化硅形成，在某些实施方式中，200-350ml/100g，在某些实施方式中，250-350ml/100gm，在某些进一步的实施方式中，260-320ml/100g，尽管其他吸油值也是可能的。
填料可进一步减少所谓的电解液离子水合球，提高其横穿过膜的能力，由此再次降低电池(例如增强型富液式电池)或系统的总电阻或ER。
一种填料或多种填料可含有有助于电解液和离子流穿过隔板的多种种类(例如，磁性类，如金属)。当这种隔板被用在富液式电池(例如增强型富液式电池)中时，这也带来总电阻的降低。
本文的低ER微孔隔板进一步可包含新的和改进的孔形态和/或新的和改进的原纤形态，结果当这种隔板被用在这种富液式铅酸电池中时，隔板有助于显著降低富液式铅酸电池中的电阻。这种改进的孔形态和/或原纤形态可产生其孔和/或原纤维接近shish-kebab(或shish kabob)型形态的隔板。描述新的和改进的孔形状和结构的另一种方式是纹理化的原纤维形态，其中二氧化硅节或二氧化硅的节存在于电池隔板内的聚合物原纤维(原纤维有时被称为shish)上的kebab型构型中。另外，在特定的实施方式中，根据本发明的隔板的二氧化硅结构和孔结构可以被描述为骨架结构或椎骨结构或脊柱结构，其中聚合物的kebab上的二氧化硅节(沿着聚合物的原纤维)看起来像椎骨或圆盘(kebab)，并且有时基本上垂直于细长中央脊柱或原纤维[伸展的链状聚合物晶体，其近似于脊柱状形状(shish)]取向。
在一些情况下，包含具有改善的孔形态和/或原纤形态的改进的隔板的改进的电池可以表现出低20％，在一些情况下低25％，在一些情况下，低30％的电阻，并且在一些情况下，甚至超过30％的电阻(“ER”)下降(这可能降低电池内部电阻)，而这种隔板保留并保持铅酸电池隔板的其他关键的理想机械性能的平衡。此外，在特定的实施方式中，与已知的隔板相比，本文所述的隔板具有新的和/或改进的孔形状，使得更多的电解液流过或填充孔和/或空隙。隔板中的超高分子量聚乙烯可包含聚合物，其为shish-kebab构型，包含多个伸展的链晶体(shish构型)和多个折叠的链晶体(kebab构型)，其中kebab构型的平均重复或周期为1nm至150nm，优选地，10nm至120nm，更优选地，20nm至100nm(至少在隔板肋条侧的部分上)。在本发明隔板的这些低ER实施方式中的特定的实施方式中，本文所述的用于铅酸电池的隔板包含选自二氧化硅、沉淀二氧化硅、热解法二氧化硅和沉淀无定形二氧化硅的填料；其中通过29Si-NMR测量的所述填料中OH与Si基团的分子比在21:100至35:100的范围内，在某些实施方式中，在23:100至31:100的范围内，在某些实施方式中，25:100至29:100，而在特定的优选的实施方式中，27:100或更高。
在特定的选定实施方式中，所公开的隔板表现出降低的电阻，例如，电阻不大于约200mΩ·cm2、180mΩ·cm2、160mΩ·cm2、140mΩ·cm2,、120mΩ·cm2、100mΩ·cm2、80mΩ·cm2、60mΩ·cm2、50mΩ·cm2、40mΩ·cm2、30mΩ·cm2,或20mΩ·cm2。在各种实施方式中，与相同厚度的已知隔板相比，本文所述的隔板表现出约20％或更多的ER降低。例如，已知的隔板可具有60mΩ·cm2的ER值；因此，根据本发明的相同厚度的隔板可具有小于约48mΩ·cm2的ER值。本文描述的具有低ER的隔板可以具有属于Daramic,LLC并于2016年4月8日提交的美国临时专利申请No.62/319,959中阐述的任何或所有特征，该申请的全部内容通过引用并入本文。
根据至少选定的实施方式，本公开致力于改进的铅酸电池，例如富液式铅酸电池，改进的包括铅酸电池的系统，和/或电池隔板、改进的电池隔板改、进的包括这种系统的车辆、制造或使用方法，或其组合。根据至少特定的实施方式，本公开致力于改进的富液式铅酸电池、改进的用于这种电池的电池隔板，和/或制造、测试或使用这种改进的富液式铅酸电池的方法，或其组合。此外，本文公开了一种在富液式铅酸电池中减少酸分层、的提高池寿命和性能的方法、系统、电池和/或电池隔板。
本文公开的示例性隔板的优选特征可在于具有或提供长时间内改善的电导。电导可以通过例如在Midtronics测试仪中测量的冷启动电流(CCA)来确定。例如，通过Midtronics CCA测试仪在30天内测量，配备有本发明隔板的铅酸电池的CCA值可表现出小于10％、小于9％、小于8％、小于7％、小于6％、小于5％、小于4％、小于3％、小于2％、小于1％或小于0.5％的降低。
多孔膜可以和一种添加剂、表面活性剂、试剂、填料、或多种添加剂以多种方式提供。例如，可以在多孔膜完成时(例如，在提取后)用一种添加剂或多种添加剂涂覆多孔膜，和/或将一种添加剂或多种添加剂加入到用来制造膜的混合物中。根据优选的实施方式，将添加剂或添加剂的溶液涂覆于多孔膜的表面。这种变体特别适合施加热不稳定的添加剂和能溶解于后续提取工序所用溶剂的添加剂。特别适合作为根据本发明的添加剂的溶剂的是低分子量的醇，例如甲醇和乙醇，以及这些醇与水的混合物。涂覆可以发生在面向负极的一侧、面向正极的一侧或在微孔膜的两侧。
本文公开的示例性隔板的优选特征可在于具有或提供长时间内改善的电导。电导可以通过例如在Midtronics测试仪中测量的冷启动电流(CCA)来确定。例如，通过Midtronics CCA测试仪在30天内测量，配备有本发明隔板的铅酸电池的CCA值可表现出小于10％、小于9％、小于8％、小于7％、小于6％、小于5％、小于4％、小于3％、小于2％、小于1％或小于0.5％的降低。
多孔膜可以和一种添加剂、表面活性剂、试剂、填料、或多种添加剂以多种方式提供。例如，可以在多孔膜完成时(例如，在提取后)用一种添加剂或多种添加剂涂覆多孔膜，和/或将一种添加剂或多种添加剂加入到用来制造膜的混合物中。根据优选的实施方式，将添加剂或添加剂的溶液涂覆于多孔膜的表面。这种变体特别适合施加热不稳定的添加剂和能溶解于后续提取工序所用溶剂的添加剂。特别适合作为根据本发明的添加剂的溶剂的是低分子量的醇，例如甲醇和乙醇，以及这些醇与水的混合物。涂覆可以发生在面向负极的一侧、面向正极的一侧或在微孔膜的两侧。
也可以通过将微孔膜浸入添加剂或添加剂溶液中并随后任选地除去溶剂(例如通过干燥)来进行涂覆。以这种方式，添加剂的涂覆可以与例如在隔板生产中经常进行的提取相结合。
另一种优选的选项是将一种或多种添加剂混合到热塑性聚合物和任选的填料以及用于制备多孔膜的其他添加剂的混合物中。然后将含有添加剂的均匀混合物制成网状材料。
本发明的隔板可以是低ER隔板、低失水量隔板，和/或至少可以具有包括突起物、间断肋条、锯齿状肋条、不连续肋条和/或类似物(而不是实心肋条)的一部分以改善隔板的酸混合或电导。突起物包括诸如短肋条段、小块、压纹等的特征。突起物可位于隔板的任一面或两面上。通常，突起物至少会在面向正极极板的一侧(正极活性材料或PAM)。突起物可以成行排列，每行中的突起物彼此之间和与相邻行中的突起物间隔开。在一些情况下，突起物可位于隔板面向正极活性材料的一侧、隔板面向负极活性材料的一侧(或NAM)、或隔板的两侧。
本发明的隔板可以以片材形式或以片状隔板、罩、套、袋、封装、混合封装、板罩、板银罩(例如，在例如五点电池系统中的板罩下的板银罩，例如，包括正极极板、用作银罩、板罩、箱的本文所述的纤维垫，和围绕板罩和/或围绕相邻的负极极板的隔板的系统)等等的形式提供。在某些实施方式中，可以在至少一侧上覆盖有至少一个纤维层的微孔膜作为袋或封装提供。当存在纤维层时，优选微孔膜具有比纤维层更大的表面积。因此，当组合微孔膜和纤维层时，纤维层不完全覆盖微孔层。优选的是，膜层的至少两个相对的边缘区域保持未被覆盖以提供用于热密封的边缘，这便于形成袋或封装。可以处理隔板以形成混合封装。可通过在形成一个或多个切口或开口之前、期间或之后将隔板片材折叠成一半并将隔板片材的边缘粘合在一起形成封装来形成混合封装。使用焊接或机械密封将侧面粘合在一起以形成接缝，该接缝使隔板片的一侧与隔板片的另一侧连接。例如，可以使用加热或超声工艺来完成焊接。此过程产生具有底部折叠边缘和两个侧边缘的封装形状。
本文公开的封装形式的隔板可以是混合封装，并且沿着封装的折叠或密封折痕具有一个或多个切口或开口。开口的长度可以是整个边缘长度的至少1/50、1/25、1/20、1/15、1/10、1/8、1/5、1/4或1/3。开口的长度可以是整个边缘长度的1/50至1/3、1/25至1/3、1/20至1/3、1/20至1/4、1/15至1/4、1/15至1/5或1/10至1/5。混合封装可具有1-5、1-4、2-4、2-3或2个开口，其可沿底部边缘的长度均匀或不均匀地设置。优选在封装的边角没有开口。可以在将隔板折叠并密封以形成封装之后切割出切口，或者可以在将多孔膜成形为封装之前形成切口。
如本文所公开的隔板的特征可在于在长时间内改善的电导。电导可以通过例如在Midtronics测试仪中测量的冷启动电流(CCA)来确定。例如，通过Midtronics CCA测试仪在30天内测量，配备有本发明隔板的铅酸电池的CCA值可表现出小于10％、小于9％、小于8％、小于7％、小于6％、小于5％、小于4％、小于3％、小于2％、小于1％或小于0.5％的降低。相反，在类似条件下观察到的常规电池的CCA降低通常要大得多。
与由常规隔板制成的电池相比，本文提供的隔板允许生产在电池中具有降低的失水量和浮充电流的电池。在一些实施方式中，失水量的降低可超过10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％或80％。在一些实施方式中，浮充电流的降低可超过10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％或80％。用所公开的隔板制备的电池在整个时间段内表现出减少的内部电阻增加，并且在某些情形下，不表现出内部电阻的增加。
除了降低失水量并使得电池寿命延长之外，可能优选的隔板还设计成带来其他益处。关于组装，隔板具有负极横切肋条设计，以最大化弯曲刚度并确保最高的制造生产率。为了防止高速组装期间和以后使用期间短路，与标准PE隔板相比，本隔板具有优异的抗穿刺性和抗氧化性。
根据至少选定的实施方式，本公开或发明致力于改进的电池隔板、低ER或高电导隔板、改进的铅酸电池(例如富液式铅酸电池)、高电导电池，和/或改进的包含这种电池的车辆，和/或制造或使用这种隔板或电池的方法，和/或它们的组合。根据至少特定的实施方式，本公开发现或发明致力于改进的铅酸电池，其包含改进的隔板并且表现出增加的电导。
据信，本文所述的改进的隔板，例如本文所述的间断肋条隔板，可进一步有助于防止硫酸化晶体的形成，并且还可有助于提供更均匀的热量分布和/或热量混合和/或热量或热的消散(与已知的用于富液式铅酸电池的隔板(例如实心肋条隔板)相比，在更短的时间内散热)。还据信，本文所述的示例性间断肋条隔板还可以提供改进的或更快或更有效的富液式铅酸电池、凝胶电池和/或增强型富液式电池的填充。
在各种实施方式中，本文公开的隔板也是低电阻抗(“ER”)隔板。在这样的实施方式中，隔板可包含改进之处，例如改进的填料，其增加了隔板的孔隙率、孔径、内部孔表面积、润湿性和/或表面积。在某些实施方式中，改进的填料相比先前已知的填料具有高结构形态和/或减小的粒度和/或不同量的硅烷醇基团，和/或比先前已知的填料更羟基化。改进的填料可以吸收更多的油和/或可以允许在隔板形成期间掺入更大量的加工油，而在挤出后除去油时不会同时收缩或压缩。举例来说，改进的隔板可以使用具有约175-350ml/100g的固有吸油值的二氧化硅形成，在某些实施方式中，吸油值约200-350ml/100g，在某些实施方式中，250-350ml/100g，在某些另外的实施方式中，260-320ml/100g，尽管其他吸油值也是可能的。
隔板包含一种或多种性能增强添加剂。性能增强添加剂可以是表面活性剂。特定的合适的表面活性剂是非离子的，而其他合适的表面活性剂是阴离子的。添加剂可以是一种单一表面活性剂或是两种或更多种表面活性剂的混合物，例如两种或更多种阴离子表面活性剂、两种或更多种非离子表面活性剂，或至少一种离子表面活性剂和至少一种非离子表面活性剂。将这些特定的合适的表面活性剂与本文所述的发明隔板结合使用，可以得到甚至进一步改进的隔板，当在铅酸电池中使用时，其使得该铅酸电池失水量降低、锑中毒降低、循环改善、浮充电流降低、浮充电位降低，和/或等等。合适的表面活性剂包括诸如下列的表面活性剂:烷基硫酸盐、烷基芳基磺酸盐、烷基酚-环氧烷加成产物、脂肪酸盐、烷基萘磺酸盐、一种或多种磺基琥珀酸盐(例如阴离子磺基琥珀酸盐)、磺基琥珀酸盐的二烷基酯、氨化合物(伯胺、仲胺、叔胺或季胺)、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物、各种聚环氧乙烷/单和二烷基磷酸酯盐。添加剂可包括非离子表面活性剂，例如多元醇脂肪酸酯、聚乙氧基化酯、聚乙氧基化醇、烷基多糖如烷基多糖苷及其共混物、胺乙氧基化物、脱水山梨糖醇脂肪酸酯乙氧基化物、有机硅基表面活性剂、乙烯乙酸乙烯酯三元共聚物、乙氧基化的烷基芳基磷酸酯和脂肪酸的蔗糖酯。
电池隔板可以各种方式与一种或多种添加剂、试剂和/或填料组合。例如，可以在隔板完成时(例如，在提取和/或引入橡胶之后)将一种或多种添加剂涂覆于隔板上，和/或将一种或多种添加剂加入到用来挤出并最终生产出隔板的混合物中。根据特定的优选实施方式，将添加剂或添加剂溶液(例如水溶液)涂覆于隔板的一个或多个表面上。这种变体特别适合涂覆热不稳定的添加剂和能溶解于用于提取加工油的溶剂的添加剂。特别适合作为根据本发明的添加剂的溶剂的是低分子量的醇，例如甲醇和乙醇，以及这些醇与水的混合物。涂覆可发生在隔板面对负极的一面、面对正极的一面或两面都涂。涂覆也可发生在于溶剂浴中提取成孔剂期间。在某些实施方式中，在引入橡胶组分之前或之后，可以使用任何上述方法将添加剂与微孔膜组合。在特定的选定实施方式中，部分性能增强添加剂，例如在制造隔板前加进挤出机的表面活性剂涂层或性能增强添加剂(或两者)可与电池系统中的锑结合在一起，并可使其钝化和/或与其形成化合物和/或使其降至电池的浆空间中和/或防止其沉积到负极上。
在特定的实施方式中，添加剂(例如非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或其混合物)可以至少以如下密度或添加量存在:0.5g/m2、1.0g/m2、1.5g/m2、2.0g/m2、2.5g/m2、3.0g/m2、3.5g/m2、4.0g/m2、4.5g/m2、5.0g/m2、5.5g/m2、6.0g/m2、6.5g/m2、7.0g/m2、7.5g/m2、8.0g/m2、5.5g/m2、9.0g/m2、9.5g/m2或10.0g/m2，或者甚至高达约20.0g/m2。添加剂可以如下密度或添加量存在于隔板上:在0.5-15g/m2、0.5-10g/m2、1.0-10.0g/m2、1.5-10.0g/m2、2.0-10.0g/m2、2.5-10.0g/m2、3.0-10.0g/m2、3.5-10.0g/m2、4.0-10.0g/m2、4.5-10.0g/m2、5.0-10.0g/m2、5.5-10.0g/m2、6.0-10.0g/m2、6.5-10.0g/m2、7.0-10.0g/m2、7.5-10.0g/m2、4.g/m2、5.0-g/m2、5.0-12.0g/m2或5.0-15.0g/m2之间。
涂覆也可以通过将电池隔板浸入添加剂或添加剂溶液(溶剂浴添加)中并且如果必要除通过干燥法，添加剂的涂覆可以与例如在隔板生产中经常进行的提取相结合。其他优选的方法是用添加剂喷涂表面，将一种或多种添加剂浸涂、辊涂或幕涂在隔板表面上。
另一个优选的选项是将一种或多种添加剂加入到热塑性聚合物和任选的填料以及用于生产膜的其他试剂或添加剂的混合物中。然后将含添加剂的混合物成形为网状材料。
在本文所描述的特定实施方式中，将减少量的阴离子或非离子表面活性剂加入到本发明的隔板中。在这些情形中，所期望的特点可包括降低的总有机碳(TOC)和/或降低的挥发性有机化合物(VOC)(由于表面活性剂的量较少)，并可制得根据这类实施方式的所期望的隔板。
在特定的实施方式中，添加剂可以用式(I)化合物来代表
其中:
.R为具有10至4200个、优选13至4200个碳原子(其可以被氧原子打断)的非芳香基烃基；
.R1＝H；或优选为H，其中k＝1或2；
.M为碱金属或碱土金属离子、H+或NH4 +，其中不能所有的变量M同时为H+；
.n＝0或1；
.m＝0或10至1400的整数，并且
.x＝1或2。
根据式(I)的化合物中的氧原子与碳原子之比在1:1.5至1:30的范围内，并且m和n不能同时为0。但是，优选变量n和m中只有一个不为0。
非芳香基烃基是指那些不含芳族的烃基或者其本身就代表一类。烃基可以被氧原子打断(即，含一个或多个醚基团)。
R优选为可被氧原子打断的直链或支链脂肪族烃基。饱和的、非交联的烃基是相当特别优选的。
通过使用式(I)化合物生产电池隔板，能有效防止其遭受氧化破坏。
包含根据式(I)化合物的电池隔板是优选的，其中:
·R为具有10至180、优选12至75并且相当特别优选14至40个碳原子的烃基，其可被1至60、优选1至20并且相当特别优选1至8个氧原子打断，特别优选为式R2—[(OC2H4)p(OC3H6)q]—的烃基，其中:
.R2为具有10至30个碳原子的烷基，优选12至25、特别优选14至20个碳原子；
.P为0至30、优选0至10、特别优选0至4的整数，以及
.q为0至30、优选0至10、特别优选0至4的整数；
.其中p和q的和为0至10、特别是0至4的化合物是特别优选的；
οn＝1，并且
οm＝0。
式R2—[(OC2H4)p(OC3H6)q]—应当被理解为也包括方括号中的基团顺序与所示不同的那些化合物。例如根据本发明，括号中的基团由交替出现的(OC2H4)和(OC3H6)基构成的化合物是合适的。
已证明R2为具有10至20、优选14至18个碳原子的直链或支链烷基的添加剂特别有利。OC2H4优选代表OCH2CH2，OC3H6代表OCH(CH3)2和/或OCH2CH2CH3。
作为优选的添加剂，可被特别提及的是醇(p＝q＝0，m＝0)，其中伯醇是特别优选的，伯醇的脂肪醇乙氧基化物(p＝1至4，q＝0)、脂肪醇丙氧基化物(p＝0，q＝1至4)和脂肪醇烷氧基化物(p＝1至2，q＝1至4)乙氧基化物是优选的。脂肪醇烷氧基化物可通过例如相应的醇与乙烯氧化物或丙烯氧化物反应而得到。
已证明，m＝0类型的添加剂(其在水中不溶或只是难溶)和硫酸是特别有利的。
含根据式(I)的化合物的添加剂也是优选的，其中:
·R为具有20至4200、优选50至750且相当特别优选80至225个碳原子的烷基；
·M为碱金属或碱土金属离子、H+或NH4 +，特别是碱金属离子，例如Li+、Na+和K+或H+，其中不能所
有的变量M同时为H+；
·n＝0；
·m为10至1400的整数，以及
·x＝1或2。
作为合适的添加剂，这里可以特别提及聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸和丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物，它们的酸基团至少被部分(例如，优选40％，特别优选80％)中和。百分比是指酸基团的数量。非常特别优选的是完全以盐形式存在的聚(甲基)丙烯酸。适合的盐包括Li、Na、K、Rb、Be、Mg、Ca、Sr、Zn和铵(NR4，其中R是氢或碳官能团)。聚(甲基)丙烯酸是指聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸和丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物。聚(甲基)丙烯酸是优选的，特别是平均摩尔质量Mw为1,000至100,000g/mol的聚丙烯酸，Mw特别优选1,000至15,000g/mol，相当特别优选1,000至4,000g/mol。聚(甲基)丙烯酸聚合物和共聚物的分子量通过测量用氢氧化钠溶液中和的1％水溶液聚合物的粘度来确定(Fikentscher常数)。
同样适合的是(甲基)丙烯酸的共聚物，除(甲基)丙烯酸外，特别是含有乙烯、马来酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和/或丙烯酸乙基己酯作为共聚单体的共聚物。含有至少40wt.-％、优选至少80wt.-％(甲基)丙烯酸单体的共聚物是优选的，该百分比基于单体或聚合物的酸形式。
用碱金属和碱土金属氢氧化物如氢氧化钾，尤其是氢氧化钠，来中和聚丙烯酸聚合物和共聚物是特别合适的。另外，用于增强隔板的涂层和/或添加剂可以包括例如金属醇盐，其中金属可以是仅作为示例(非限制性地)的Zn、Na或Al，仅举例来说，乙醇钠。
在某些实施方式中，微孔聚烯烃隔板层可在这种层的一面或两面上都包括涂层。这种涂层可包括表面活性剂或其他材料。在特定的实施方式中，涂层在橡胶添加之前与膜结合、图层在橡胶添加之后与膜结合或者图层在橡胶添加之前和之后均与膜结合。在某些实施方式中，涂层可包括例如本文通过引用并入的美国专利No.9,876,209B中描述的一种或多种材料。这种涂层可以例如降低电池系统的过充电压，从而延长电池寿命，同时减少电网腐蚀并防止干透和/或失水。
改进的隔板可用于各种电池(特别是铅酸电池)应用。电池可以是富液式电池，其可以是管状或平板电池。电池可用于动力应用，例如高尔夫球车(有时称为高尔夫车)电池，或其他深循环应用，例如太阳能或风能电池。
具有本文公开的改进的隔板的电池，特别是富液式铅酸电池，特别是深循环电池，其特征可在于在以14.4伏的浮充电压给一个12伏的电池(即每个原电池2.4伏特，而12伏电池有六个原电池)在给定时间(例如21天，并且测试可延长至84天，每隔21天测量一次)充电之后具有更低的浮充电流(以安培为单位)。
此外，本文公开和描述的所发明的电池隔板使得使用了这种隔板的改进的深循环电池具有更一致的和更低的充电终止(EOC)电流。保持较低的EOC电流表明本文中所述的改进的电池表现出Sb中毒抑制。举例来说，随着新的深循环铅酸电池的老化，电池中存在更多的Sb，这意味着EOC电流可能在电池寿命期间增加，从而增加电池的水耗并因此减少电池的整体寿命循环性能。本文所述的发明隔板意味着EOC电流在电池的整个循环寿命期间保持得更加一致，从而显示出Sb中毒的降低。
充电终止电流有时可以指在空闲期间为铅酸电池维持固定电压所需的浮充电流。在含锑的铅酸电池中，用常规的铅酸电池隔板来说明典型的行为:发生锑中毒，并通过测量整个寿命循环的充电终止电流的增加而被观察到。目前市场上有的或目前可得到的最佳技术的锑抑制电池隔板，在一定程度上减少了锑中毒。然而，根据本发明发现的隔板能够满足或甚至超过目前可得到的最佳技术。本文公开的隔板提供的最低限度的锑抑制水平，相当于但通常优于已知的可得到的最佳技术，同时还进一步降低了充电终止电流，使其低于当今可得到的最佳技术。
简而言之，本文描述并要求保护改进的柔性电池隔板，其包括至少一种性能增强添加剂和/或涂层，当被用于富液式铅酸电池(例如深循环富液式铅酸电池)时，产生在以下方面改进的甚至显著改进的深循环富液式铅酸电池:相对于使用完全由橡胶制成的隔板制成的电池和相对于使用不含橡胶和/或乳胶成分的隔板制成的电池，锑抑制增强了(通过充电终止(EOC)电压测量并通过改进的EOC电压抑制显示)。关于锑抑制，锑中毒可以从铅酸电池(例如富液式铅酸电池，例如深循环富液式铅酸电池)开始操作而发生。然而，在电池的寿命期间，更多的锑被从电池的重复操作中释放出来，这意味着锑抑制在电池寿命的后期变得更加关键。本文所述的改进的隔板解决了这一问题，使得它们即使在逐步到达电池寿命的终点时(例如，超过电池内置或预期寿命的50％)也能抑制锑。
另外，相对于使用先前已知的隔板制造的电池，本文所述的改进的柔性电池隔板还提供深循环富液式铅酸电池，其以稳定状态的电势表现出降低的浮充电流；相对于使用先前已知的隔板制造的深循环电池，恢复深循环操作的电池到完全充电所需的电压和/或能量降低；相对于使用先前已知的隔板制造的电池，总体上改善了电压控制；和/或相对于使用先前已知的隔板制造的电池，减少了栅极腐蚀。
另外，已在使用本发明隔板的实验中发现，使用同样隔板的电池的Sb中毒被降低。Sb中毒是通过电化学还原水的释氢过电位降低或释氢速度增加而表现出来的。可通过在一不变的电位测量释氢电流来测量此过电位，结果这种实验表明，根据本发明的隔板比已知隔板表现更好。在相似的实验中还确定，对包含根据本发明隔板的电池，可以观察到CV曲线中的大阳极(正极电流)的峰有所不同。这种峰源于铅工作电极表面上的Pb被氧化成PbSO4。对传统的、作为对比的隔板，峰的位置显示正偏移了40–60mV，这可归因于表面Sb的存在改变了Pb转化为PbSO4的化学过程。对包含根据本发明的隔板的电池，观察到较小的峰位置偏移，这是铅表面上存在Sb抑制的表现。此现象与释氢速度的明显降低一起表明，根据本发明的隔板减少了Sb在负极(铅电极)上的沉积。
本文公开了用于铅酸电池的改进的隔板。隔板可包括多孔膜、橡胶和/或乳胶以及至少一种性能增强添加剂或表面活性剂。
根据至少选定的实施方式、方面或目标，本文公开或提供的是新的或改进的隔板、电池隔板、增强型式富液电池隔板、电池、原电池和/或制造和/或使用这种隔板、电池隔板、增强型富液式电池隔板、原电池和/或电池的方法。根据至少特定的实施方式，本公开或发明致力于用于增强型富液式电池的新的或改进的电池隔板。另外，本文公开了用于提高电池寿命、减少内部电阻、增加冷启动电流和/或在至少增强型富液式电池中改善均匀性的方法、系统和电池隔板。根据至少特定的实施方式，本公开或发明致力于用于增强型富液式电池的改进的隔板，其中隔板具有性能增强添加剂或涂层、改进的填料、降低的曲折度、增加的润湿性、降低的油含量、减小的厚度、降低的电阻和/或增加的孔隙率，并且在电池中使用这种隔板减少了电池的失水量、降低了电池的酸分层、降低了电池的电压降和/或提高了电池的CCA。根据至少特定的实施方式，提供的隔板包括或表现出性能增强添加剂或涂层、增加的孔隙率、增加的空隙体积、无定形二氧化硅、更高吸油性的二氧化硅、更高硅烷醇基的二氧化硅、抗锑中毒、电解液混合、电极上活性材料的保留及其任意组合。
根据至少特定的实施方式，本公开或发明致力于改进的富液式铅酸电池，用于这种电池的改进的电池隔板、衬垫、复合隔板、层合隔板、正极封装、负极封装和/或类似物，和/或制造、测试或使用这种改进的富液式铅酸电池的方法，或其组合。
根据至少特定的实施方式、方面和/或目标，本发明、应用或公开可以提供解决方案、新产品、改进的产品、新方法和/或改进方法，和/或可以解决PAM脱落、NAM脱落、电极变形、活性材料脱落、活性材料损失和/或物理分离、电极效率、电池性能、电池寿命和/或循环寿命的困难、需求和/或问题，和/或可提供新的电池隔板、新的电池技术和/或新的电池方法和/或系统，其解决当前铅酸电池或电池系统所带来的挑战，尤其是适用于在增强型富液式铅酸电池或其他电池如其他富液式电池、AGM电池、PSoC电池、ISS电池、ESS电池或等等中防止或阻止活性材料从电极上脱落的新的电池隔板、新的电池技术和/或新的电池方法和/或系统。
在至少一种可能的优选实施方式中，隔板设置有纤维垫，其用于将活性材料保持在铅酸电池的电极上。在至少一种可能特别优选的实施方式中，PE膜隔板设置有至少一个纤维垫，其用于将活性材料保持在铅酸电池的电极上。还公开、显示、要求保护和/或提供了新的或改进的衬垫、隔板、电池、方法和/或系统。例如，根据至少特定的实施方式、方面和/或目标，本发明、应用或公开可以提供解决方案、新的产品、改进的产品、新的方法和/或改进的方法，和/或可以解决PAM脱落、NAM脱落、电极变形、活性材料脱落、活性材料损失和/或物理分离、电极效率、电池性能、电池寿命和/或循环寿命的困难、需求和/或问题，和/或可提供新的电池隔板、新的电池技术和/或新的电池方法和/或系统，其解决当前铅酸电池或电池系统所带来的挑战，尤其是适用于优选或特别是在增强型富液式铅酸电池、PSoC电池、ISS电池、ESS电池或等等中防止或阻止活性材料从电极上脱落的新的电池隔板、新的电池技术和/或新的电池方法和/或系统。
在至少一种实施方式中，隔板设置有用于将活性材料保持在铅酸电池的电极上的纤维垫。并且还公开、显示、要求保护和/或提供了新的或改进的衬垫、隔板、电池、方法和/或系统。例如，在至少一种可能的优选实施方式中，复合隔板设置有用于将活性材料保持在铅酸电池的电极上的纤维垫。在至少一种可能特别优选的实施方式中，PE膜隔板设置有至少一个用于将活性材料保持在铅酸电池的电极上的纤维垫。根据至少特定的实施方式、方面和/或目标，本发明、应用或公开可以提供解决方案、新的产品、改进的产品、新的方法和/或改进的方法，和/或可以解决PAM脱落、NAM脱落、电极变形、活性材料脱落、活性材料损失和/或物理分离、电极效率、电池性能、电池寿命和/或循环寿命的困难、需求和/或问题，和/或可以提供新的电池隔板、新的电池技术和/或新的电池方法和/或系统，其解决当前铅酸电池或电池系统所带来的挑战，尤其是适用于优选或特别是在富液式铅酸电池、增强型富液式铅酸电池、PSoC电池、ISS电池、ESS电池或等等中防止或阻止活性材料从电极上脱落的新的电池隔板、新的电池技术和/或新的电池方法和/或系统。
根据至少选定的实施方式、方面或目的，本公开或发明致力于或可提供新的或改进的隔板、电池隔板、增强型富液式电池隔板、纤维垫、电池、原电池，和/或制造和/或使用这种隔板、电池隔板、纤维垫、增强型富液式电池隔板、原电池和/或电池的方法。根据至少特定的实施方式，本公开或发明致力于用于启动照明点火(“SLI”)电池、纤维垫、用于深循环应用的富液式电池的新的或改进的增强型富液式铅酸电池隔板，和/或增强型富液式电池和/或系统、车辆和/或等等，其包含这种隔板、衬垫或电池，和/或制造和/或使用这种改进的隔板、衬垫、原电池、电池、系统、车辆、和/或类似物的改进的方法。根据至少特定的实施方式，本公开或发明致力于改进的用于增强型富液式电池的隔板和/或改进的制造和/或使用具有这种改进隔板的电池的方法。根据至少选定的实施方式，本发明或发明致力于隔板，特别是用于增强型富液式电池的隔板，其具有降低的电阻和/或增加的冷启动电流。另外，本文公开了在至少增强型富液式电池中用于提高电池寿命、降低失水量、降低内部电阻、增加润湿性、减少酸分层、改善酸扩散、改善冷启动电流和/或改善均匀性的方法、系统和电池隔板。根据至少特别的实施方式，本公开或发明致力于用于增强型富液式电池的改进的隔板，其中隔板包括一种或多种性能增强添加剂或涂层、增加的孔隙率、增加的空隙体积、无定形二氧化硅、更高吸油性的二氧化硅、更高硅烷醇基的二氧化硅、活性材料在电极上的保持和/或改善的保持和/或其任意组合。
所附权利要求的组成和方法并不被限于本文所描述的具体的组成和方法的范围内，本文所描述的具体的组成和方法只是意欲举例说明权利要求书的某些方面，功能上等同的任何组成和方法均意图落在权利要求的范围内。除去本文所示和所描述的组成和方法外，多种组成和方法的变化也意图落在所附权利要求的范围之内。此外，尽管只具体描述了本文所公开的特定的具有代表性的组成和方法步骤，其他组成和方法步骤的组合也意图落在所附权利要求的范围之内，即使没有明确列举。因此，步骤、元素、组分或成分的组合可能在本文被明确或不那么明确地提及，但是，即使没有被明确阐述，本文也包括其他步骤、元素、组分或成分的组合。
在不背离本发明的精神和基本属性的情况下，本发明可以其他形式实施，因此，当指明本发明的范围时，应当参考所附的权利要求书，而不是前述说明书。所公开的是可用于实施所公开的方法和系统的组件。这些组件和其他组件在本文中公开，并且应当理解，对所有方法和系统来说，当公开这些组件的组合、子集、交互、组等时，虽然可能未明确公开具体提及其每个不同的个体和集体组合以及排列组合，但是每个都被在本文中特别考虑和描述。这对本申请的所有方面均适用，包括但不限于所公开方法中的步骤。因此，如果存在可以执行的各种额外步骤，则应理解，可以利用所公开方法的任何特定实施方式或实施方式的组合来执行这些额外步骤中的每一个。
仅出于说明的目的给出了前述对结构和方法的书面描述。实施例用于公开示例性的实施方式，包括最佳模式，以及使本领域技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。这些实施例并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确步骤和/或形式中，根据前文的教导，可以有许多修改和变化。可以用任何组合对本文所描述的特征进行组合。可以以物理上可能的任何顺序执行本文所描述的方法的步骤。本发明的可专利范围由所附权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有与权利要求的字面语言无异的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等同结构元件，则这些其他实施例意欲在权利要求的范围内。
所附权利要求书的组成和方法不被限于本文所描述的具体的组成和方法的范围内，本文所描述的具体的组成和方法意欲举例说明权利要求的某些方面。功能上等同的任何组成和方法均落在权利要求的范围内。除了本文所示和所描述的以外，组成和方法的多种变化也落在所附权利要求的范围内。此外，虽然只有特定有代表性的组成和方法步骤被本文所公开和具体描述，其他组成和方法步骤的组合也被意欲落在附加的权利要求的范围内，即使没有特别叙述。因此，步骤、元素、组分或成分的组合可能在本文中被明确或不那么明确地提及，但是，即使没有被明确阐述，其他步骤、元素、组分或成分的组合也被包括在内。
当用在说明书和所附权利要求中时，除非上下文另有明确说明，单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数指示。范围在本文中可以表示为从“约”或“近似”一个特定值，和/或至“约”或“近似”另一个特定值。当表达这样的范围时，另一种实施方式包括从一个特定值和/或至另一个特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将数值表示为近似值时，其应被理解为该特定值形成另一种实施方式。进一步应理解，每个范围的端点相对于另一个端点都是重要的，并且独立于另一个端点。“可选的”或“可选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，而且该描述包括所述事件或情况发生的情形和所述事件或情况不发生的情形。
在本说明的整个说明书和权利要求书中，词语“包含”以及该词语的变体，例如“分词形式的包含”和“第三人称单数形式的包含”，意指“包括但不限于”，并且无意排除例如其他添加剂、组分、整数或步骤。术语“基本由……组成”和“由……组成”可用于代替“包含”和“包括”，以提供本发明的更具体的实施方式，并且其也被公开。“示例性的”或“例如”意指“一个例子”，而无意传递出其为优选或理想实施方式的意思。类似地，“诸如”不是用于限制性意义，而是用于说明或示例性目的。不同于实施例中，或另有说明之处，说明书和权利要求书中所用的所有表示成分、反应条件等的数量的数字不是试图将等同原则的应用限制在权利要求的范围内，其应至少被理解为根据有效数字和常规的四舍五入方法来解释。
除了注明的之外，在说明书和权利要求中使用的表示几何形状、尺寸等的所有数字不是试图将等同原则的应用限制在权利要求的范围内，其应至少被理解为根据有效数字和常规的四舍五入方法来解释。
除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与所公开发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。本文所引用的出版物以及它们引用的材料通过引用明确地并入本文。
另外，本文说明性地公开的发明可适当地在不存在本文未具体公开的任何要素的情况下实施。

Claims (59)

1.一种铅酸电池隔板组件，包括:
隔板层；
非织造纤维垫；
所述纤维垫与所述隔板层相邻设置；并且
其中，所述纤维垫具有在约6mΩ·cm2至约14mΩ·cm2范围内的电阻抗；并且
其中，所述纤维垫具有小于约5μm的平均孔径。
2.如权利要求1所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述隔板层和纤维垫被层合在一起。
3.如权利要求1或2所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述纤维垫具有在约200μm至450μm之间的厚度。
4.如权利要求1-3所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述纤维垫具有在约1500l/m2s至约2500l/m2s范围内的透气率。
5.如权利要求1-4所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述纤维垫具有小于约11mΩ·cm2的电阻抗。
6.如权利要求1-5所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述纤维垫具有在约50g/m2至约65g/m2范围内的面积重量。
7.如权利要求1-6所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述纤维垫具有在约15wt％至约21wt％范围内的优选粘合剂含量。
8.如权利要求1-7所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述纤维垫具有约200N/50mm的加工方向上的拉伸强度。
9.如权利要求1-8所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述纤维垫具有约150N/50mm的在垂直于加工方向的方向上的拉伸强度。
10.如权利要求1-9所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述纤维垫包含约7.2μm的合成纤维直径。
11.如权利要求1-10所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述纤维垫包含从玻璃纤维、合成纤维及其组合中选择的纤维。
12.如权利要求11所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述合成纤维是从聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)、丙烯酸、其他塑料、聚合物、均聚物、共聚物以及其任何组合中选择的。
13.如权利要求1-12所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述纤维垫包含从橡胶、二氧化硅、可溶性纤维、胶凝剂、表面活性剂及其组合中选择的添加剂。
14.如权利要求13所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述添加剂选自:作为涂层应用，注入到所述纤维垫中，分散在所述纤维垫内，在所述多孔膜的制造过程中加入，以及其任意组合。
15.如权利要求1-14所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述隔板层和所述纤维垫是叶状的。
16.如权利要求1-14所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述隔板层和所述纤维垫是套状的。
17.如权利要求1-14所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述隔板层和所述纤维垫是封装。
18.如权利要求17所述的铅酸电池隔板组件，其中所述封装是混合封装。
19.如权利要求1-18所述的铅酸电池隔板组件，
其中，所述隔板层为微孔膜；
其中，所述隔板层包含聚乙烯(优选超高分子量聚乙烯)、颗粒状填料、和加工增塑剂；
其中，所述隔板层包含颗粒状填料，其量为所述隔板层重量的40％或以上；并且
其中，所述聚乙烯包含呈shish-kebab构型的聚合物，其包含多个伸展的链晶体(shish构型)和多个折叠的链晶体(kebab构型)，并且其中kebab构型的平均重复或周期在1nm至150nm之间，优选小于120nm。
20.如权利要求19所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述填料选自：二氧化硅、沉淀二氧化硅、热解法二氧化硅、沉淀的无定形二氧化硅及其任何组合；通过29Si-NMR测量的所述填料中OH与Si基团的分子比在约21:100至27:100或更高的范围内。
21.如权利要求19所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述微孔膜具有大于约64％的孔隙率。
22.如权利要求19所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述加工增塑剂选自：加工油、石蜡基矿物油、矿物油及其任意组合。
23.如权利要求19所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述颗粒状填料存在于聚合物的kebab构型中。
24.如权利要求1-23所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述隔板层选自：聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、橡胶、聚氯乙烯、酚醛树脂、纤维素、合成木浆、玻璃纤维、合成纤维及其组合。
25.如权利要求1-24所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述隔板层包含下组中的一种：填料、表面活性剂及其组合。
26.如权利要求13或25所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述表面活性剂选自：非离子表面活性剂、离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。
27.如权利要求1-26所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述隔板层包含下组中的一个：肋条、间断的肋条、锯齿状肋条、垛状的肋条、带压纹的肋条、负极横切肋条及其任意组合。
28.如权利要求1-26所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述隔板层包括多个间断的肋条；所述的多个间断的肋条由角度取向限定。
29.如权利要求28所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述角度取向是相对于所述隔板层的加工方向，并且所述角度取向选自以下角度：大于零度(0°)和小于180度(180°)之间，以及大于180度(180°)和小于360度(360°)之间。
30.如权利要求26所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述隔板层包括在所述多个间断的肋条中的一组或多组肋条；所述一组或多组肋条内的第一组肋条具有第一种角度取向；而所述一组或多组肋条内的第二组肋条具有第二种角度取向。
31.如权利要求1所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述隔板层包含橡胶。
32.如权利要求31所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述橡胶选自：乳胶、甲基橡胶、聚丁二烯、氯丁橡胶、丁基橡胶、溴化丁基橡胶、聚氨酯橡胶、表氯醇橡胶、聚硫化橡胶、氯磺酰基聚乙烯、聚降冰片烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶、硅橡胶、共聚物橡胶及其组合。
33.如权利要求32所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述共聚物橡胶选自：苯乙烯/丁二烯橡胶、丙烯腈/丁二烯橡胶、乙烯/聚丙烯橡胶(EPM和EPDM)、乙烯/乙酸乙烯酯橡胶，及其组合。
34.如权利要求31所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述橡胶是交联的或未交联的。
35.如权利要求31所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述橡胶涂覆在所述隔板层的至少一个面上。
36.如权利要求31所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述橡胶被充满至所述隔板层中。
37.如权利要求31所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述橡胶与用于形成隔板层的聚合物混合。
38.一种铅酸电池，其包含如权利要求1-37所述的铅酸电池隔板组件。
39.如权利要求38所述的铅酸电池，其中，所述电池包含交替的一系列正电极和负电极；所述正电极包含活性材料。
40.如权利要求39所述的铅酸电池，其中，所述隔板层和所述纤维垫被插入在所述正电极和所述负电极之间。
41.如权利要求39所述的铅酸电池，其中，所述隔板层和所述纤维垫是包裹所述正电极的封装。
42.如权利要求41所述的铅酸电池，其中，所述封装是混合封装。
43.如权利要求38所述的铅酸电池，其中，所述隔板层和所述纤维垫被层压成一个单元。
44.如权利要求38所述的铅酸电池，其中，所述隔板层和所述纤维垫彼此相邻。
45.如权利要求40所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫放置于所述隔板层和所述正电极之间。
46.如权利要求40所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫压紧所述活性材料。
47.如权利要求40所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫合并在所述活性材料中。
48.如权利要求40所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫合并在粘贴纸中。
49.如权利要求38所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫具有小于所述活性材料平均粒度的平均孔径。
50.如权利要求38所述的铅酸电池，其中，所述电池选自管状电池、平板电池、高尔夫球车电池、变流器电池、SLI电池、富液式铅酸电池、深循环电池、和以部分荷电状态运行的电池。
51.一种车辆，其包含如权利要求38所述的铅酸电池。
52.如权利要求51所述的车辆，其中，所述车辆选自汽车、卡车、叉车、高尔夫球车、电子人力车和混合动力电动车(HEV)。
53.如权利要求51所述的车辆，其中，所述车辆经历以停止-起动为特征的运动。
54.如权利要求1-9所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述纤维垫具有约0.3mm的厚度。
55.如权利要求1-9所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述纤维垫具有约0.2mm的厚度。
56.如权利要求1-9所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述纤维垫具有约0.4mm的厚度。
57.如权利要求1-9所述的铅酸电池隔板组件，其中，所述纤维垫具有约0.1至约0.5mm的厚度。
58.一种铅酸电池隔板，其包含:
多孔膜；
非织造纤维垫；
所述纤维垫被与所述多孔膜相邻设置；并且
其中，所述纤维垫的电阻在约6mΩ·cm2至约14mΩ·cm2的范围内；并且
所述纤维垫具有小于约5μm的平均孔径。
59.新的或改进的隔板、电池隔板、富液式电池隔板、增强型富液式电池隔板、纤维垫、电池、原电池，和/或制造和/或使用这种隔板、电池隔板、纤维垫、增强型富液式电池隔板、原电池和/或电池的方法；可以提供解决方案、新的产品、改进的产品、新的方法和/或改进的方法，和/或可以解决PAM脱落、NAM脱落、电极变形、活性材料脱落、活性材料损失，和/或物理分离、电极效率、电池性能、电池寿命和/或循环寿命的困难、需求和/或问题，和/或可以提供新的电池隔板、新的电池技术，和/或新电池方法和/或系统，其解决当前的铅酸电池或电池系统所产生的挑战，尤其是适于在增强型富液式铅酸电池或者在其他电池诸如其他富液式电池、PSoC电池、ISS电池和/或ESS电池中防止或阻止活性材料从电极脱落的新的电池隔板、新的电池技术和/或新的电池方法和/或系统；和/或如本文中所示、所描述、公开、提供和/或要求保护的等等。
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