CN112385070A - 带纤维垫的酸性电池 - Google Patents

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Abstract

本文描述了富液式铅酸电池和包括该电池的车辆。富液式铅酸电池包括电极阵列，其包括交替布置并彼此穿插的一个或多个负板和一个或多个正板。在一些实施方式中，负板极板被纤维垫包裹或包封，并且多孔膜被包裹或包封在相邻的正极周围。在一些实施方式中，纤维垫被至少部分地集成进负极极板中，并且多孔膜或是被包封在纤维垫被部分地集成进其中的负极极板的周围，或者被包封在相邻的正极极板周围。在其他实施方式中，负板极板被具有肋的多孔膜包封，并且纤维垫存在于被包封的负极极板和包封负极极板的多孔膜之间。还提供了利用所公开的电池的方法、系统和车辆。

Description

带纤维垫的酸性电池
相关专利申请交叉引用
本申请要求2018年4月20日提交的共同未决法国专利申请1853502的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
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、电池单元和/或制造和/或使用这种隔板、电池隔板、纤维垫、富液式电池隔板、增强型富液式电池隔板、电池单元和/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电池隔板、纤维垫、用于深循环应用的富液式电池、用于动力应用的富液式电池、用于部分充电状态(PSoC)应用的富液式电池和/或增强型富液式电池和/或系统、车辆等等(其包括此类隔板、纤维垫、电池)和/或改进的制造和/或使用这种改进的隔板、纤维垫、电池单元、电池、系统、车辆等的方法。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/或使用具有这种改进的隔板的这种电池的改进的方法。根据至少选定的实施方式，本公开或发明致力于隔板，特别是用于增强型富液式电池的隔板，该隔板具有减小的电阻和/或增加的冷启动电流。此外，本文公开的是方法、系统和电池隔板，其用于至少在增强型富液式电池和/或之类的中提高活性材料保留、提高电池寿命、减少水耗、降低内部电阻、增加润湿性、减少酸分层、提高酸扩散、提高冷启动电流、提高均匀性。根据至少特别的实施方式，本公开或发明致力于用于增强型富液式电池的改进的隔板，其中所述隔板包括一种或多种性能增强添加剂或涂层、优化的孔隙率、优化的空隙体积、无定形二氧化硅、较高吸油性的二氧化硅、较高硅烷醇基团的二氧化硅、电极上活性材料的保留和/或改善的保留和/或它们的任何组合。
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)的隔板和具有该隔板的各种铅酸电池(比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、电池单元、电池和/或制造和/或使用这种隔板、电池单元和/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/或使用具有这种改进的隔板的这种电池的改进的方法。此外，本文公开的是方法、系统和电池隔板，其用于在铅酸电池中提高活性材料的保留，延长电池寿命，减少电池故障，减少水耗，提高氧化稳定性，提高、保持和/或降低浮充电流，提高充电终止(EOC)电流，降低深循环电池充电和/或完全充电所需的电流和/或电压，最大程度地减少内部电阻的增加，降低电阻，增加润湿性，减少电解液的浸湿时间，减少电池的形成时间，减少锑中毒，减少酸分层，改善酸扩散和/或改善均匀性。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，其中所述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，例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(也被称为“高尔夫车”)、叉车、逆变器、可再生能源系统和/或可替代能源系统(例如，仅作为示例，太阳能发电系统和风力发电系统)；特别地，所公开的隔板在其中深循环和/或部分充电状态操作是电池寿命的一部分的电池系统中是有用的；甚至更特别地，在这样的电池系统中是有用的，其中在电池中添加了添加剂和/或合金[例如，锑(Sb)]，来提高电池寿命和/或性能和/或增强电池的深循环和/或部分充电状态下运行的能力。
根据至少选定的实施方式，本公开致力于改进的铅酸电池(比如富液式铅酸电池)，包括铅酸电池的改进的系统，和/或电池隔板、改进的电池隔板，包括这样的系统的改进的车辆，制造或使用方法或它们的组合。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富液式铅酸电池、用于这种电池的改进的电池隔板和/或制造、测试、使用这种改进的富液式铅酸电池的方法和/或它们的组合。另外，本文公开的是方法、系统、电池和/或电池隔板，其用于在富液式铅酸电池和在部分充电状态下工作的此类电池中减少酸分层、提高电池寿命和性能。
背景技术
电池隔板将电池的正极(或正极极板)和负极(或负极极板)电隔离，以防止电短路。这种电池隔板通常是微孔的并且是可传导离子的，使得离子可以在正极(或正极极板)和负极(或负极极板)之间穿过。隔板可以由聚烯烃(比如聚乙烯)制成。在铅酸蓄电池(比如汽车电池和/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；在某些情况下，这样的隔板可以包括背网和设立在背网的一面或两面上的多个肋。参见《电池材料手册》(Besenhard，JO编辑，Wiley-VCH Verlag GmbH，魏因海姆(Weinheim)，德国(1999)，第9章，p245-292)。
为了满足怠速起停(ISS)应用中对电源的不断增长的需求，已经开发了增强型富液式电池(EFB)和吸收式玻璃垫(AGM)电池。EFB系统具有与传统的富液式铅酸电池相似的架构，其中正极和/或负极被微孔隔板包围，并浸没在液体电解质中。另一方面，AGM系统不包含游离的液体电解质。取而代之的是，电解质被吸收到层合在电极上的玻璃纤维垫中。从历史上看，与富液式电池系统相比，AGM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。但是，AGM电池的制造成本明显更高，并且对过度充电更为敏感。这样，EFB系统对于多种市场及应用的移动电源和静止电源仍然是有吸引力的选择。
EFB系统可以包括一个或多个电池隔板，其将铅酸电池单元内的正极与负极分开或隔开。电池隔板可能有两个主要功能。电池隔板应保持正极与负极物理分离，以防止任何电流在两个电极之间通过--这会导致电短路。另外，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。电池隔板可以由许多不同的材料制成，不过，由多孔非导体制成的电池隔板已经很好地满足了这两个相反的功能。采用这种结构，孔有助于电极之间的离子扩散，而不导电的聚合物网防止了电短路。
具有提高的放电速率和冷启动电流(CCA)的EFB将能够取代AGM电池。冷启动电流与电池的内阻相关。预期降低增强型富液式电池的内阻将提高CCA等级。因此，需要新的电池隔板和/或电池技术来解决和克服当前铅酸电池系统带来的挑战，特别是在增强型富液式电池中降低内阻并提高冷启动电流。
为了减少燃料消耗和尾气排放物的产生，汽车制造商已实施了不同程度的电混合动力。一种形式的混合动力电动车辆(HEV)有时被称为“微型HEV”或“微型混合动力”。在这样的微型HEV或类似车辆中，汽车可以具有怠速起停(ISS)功能，其中发动机可以在怠速起停和/或再生制动期间的不同点处关闭。尽管这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辅助设备(如空调、媒体播放器等)供电。
常规车辆(比如无启停功能的汽车)可以使用常规的富液式铅酸电池，比如启动照明点火(SLI)铅酸电池。因为在使用过程中发动机永远不会关闭，所以只有在发动机启动或起动时才从电池中获取能量。这样，电池通常以过充电状态而不是部分充电状态存在。例如，这种常规的富液式铅酸电池可以以大于95％充电、大于96％、大于97％、大于98％、大于99％的充电状态存在，或者，因为其经常处于过充电状态下，甚至以大于100％充电的充电状态存在。在过度充电时，在传统的铅酸电池内产生气泡(例如，氢气气泡)，并且这些循环气泡起到混合电池内的液体电解质(例如，硫酸)的作用。
另一方面，ISS车辆则不断从电池汲取能量，因此电池始终处于部分充电状态。在部分充电状态下，不会产生气泡，并且电解液的内部混合会大大减少，从而导致电池内的酸分层。因此，在部分充电状态下工作的各种增强型富液式电池(比如怠速-启-停富液式铅酸电池)中，酸分层是个问题。而对在过度充电、满充电或接近满充电状态下工作的更多常规或传统富液式铅酸电池来说，酸分层根本不是问题。
酸分层是用于一种过程的术语，在此过程中，电解质中的水和硫酸分层，密度较高的硫酸富集在电池底部，相应地在电池顶部产生较高的水含量。在富液式铅酸电池(比如增强型富液式铅酸电池或启动/停止富液式铅酸电池)中，酸分层是不受欢迎的。电极顶部的酸水平降低可能会阻碍电池系统内的均匀性和充电接受性，并且可能增加内阻沿电池高度从顶部到底部的变化。电池底部酸水平的升高会人为地提高电池电压，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。总体而言，酸分层会导致电池各部分的电阻更高，这可能导致电极问题和/或电池寿命缩短。鉴于为提高车辆的燃料效率和减少排放，预期启动/停止电池和/或其他增强型富液式铅酸电池在混合动力和全电动车辆中正变得越来越普遍，非常需要用来降低酸分层和/或改善酸混合的解决方案。
在一些情况下，可以使用阀控式铅酸(VRLA)技术多少减少酸分层，在该技术中，通过凝胶电解质和/或吸收式玻璃垫(AGM)电池隔板系统固定酸。与富液式铅酸电池中自由流动的电解质相反，VRLA、AGM电池中的电解质被吸收在纤维或纤维材料上，比如玻璃纤维垫、聚合物纤维垫、凝胶电解质等等。但是，VRLA、AGM电池系统的制造成本要比富液式电池系统高得多。在一些情况下，VRLA、AGM技术可能对过度充电更为敏感，在高热下可能会变干，容量可能会逐渐下降，并且比能量可能会更低。类似地，在一些情况下，凝胶VRLA技术可能具有更高的内阻，并且可能具有降低的充电接受性。
在EFB系统中，电极或极板是由铅合金栅格和活性材料组成的。在这种EFB的制造过程中，活性材料的浆料被涂覆在铅合金栅格上并固化，以形成电极或极板。浆料可包括炭黑、硫酸钡、木质素磺酸盐、硫酸和水中的一种或多种。固化过程将浆料变成硫酸铅的混合物，其在电池初始充电时变成电化学活性材料。正极上的浆料被称为正极活性材料(PAM)。类似地，负极上的活性材料被称为负极活性材料(NAM)。在电池的充电和放电循环期间，电极经历膨胀和收缩。随着时间的流逝，电极的这种变形导致活性材料从电极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，该电极的效率越来越低，电池的性能和寿命也随之降低。因此，需要新的电池隔板和/或电池技术来解决和克服当前铅酸电池系统带来的挑战，特别是防止或阻止活性材料从增强型富液式铅酸电池中的电极脱落。
对于至少特定的应用或电池，仍然需要改进的隔板，以提供更长的循环寿命、减少的锑中毒、减少的水耗、使电池完全充电的减少浮充电流和/或减少的电压。更特别地，仍需要改进的隔板和包括改进的隔板的改进的电池(比如例如在部分充电状态下工作的那些和/或深循环电池)，其提供用于在铅酸电池中延长电池寿命，减少电池故障，减少水耗，提高氧化稳定性，改善、维持和/或降低浮充电流，改善充电终止(EOC)电流，降低给电池(比如深循环电池)充电和/或完全充电所需的电流和/或电压，最大程度地减小内阻的增加，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，减少酸分层，改善酸扩散和/或改善均匀性。
发明概述
根据至少选定的实施方式，本公开或发明可以解决以上问题或困难，特别是但不限于EFB电池和隔板，和/或可以提供或可以致力于新的或改进的隔板、电池隔板、膜、隔板膜、增强型富液式电池隔板、纤维垫、电池、电池单元和/或制造和/或使用此类隔板、电池隔板、纤维垫、增强型富液式电池隔板、电池单元和/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/或之类的(其包括这样的隔板、垫、电池)和/或制造和/或使用这种改进的隔板、垫、电池单元、电池、系统、车辆和/或之类的改进的方法。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/或使用具有这种改进的隔板的这种电池的改进方法。根据至少选定的实施方式，本公开或发明致力于隔板，特别是用于增强型富液式电池的隔板，该电池具有减小的电阻和/或提高的冷启动电流。另外，本文公开的是方法、系统和电池隔板，其用于在至少增强型富液式电池和/或之类的中改善活性材料的保留、延长电池寿命、减少水耗、减少内阻、增加润湿性、减少酸分层、改善酸扩散、改善冷启动电流、改善均匀性的。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，其中所述隔板包括一种或多种性能增强添加剂或涂层、优化的孔隙率、优化的空隙体积、无定形二氧化硅、较高吸油性的二氧化硅、较高硅烷醇基的二氧化硅、电极上活性材料的保留和/或改善的保留和/或它们的任何组合。
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)的隔板以及具有该隔板的各种不同的铅酸电池(比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、电池单元、电池和/或制造和/或使用这种隔板、电池单元和/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/或使用具有这种改进的隔板的这种电池的改进方法。另外，本文公开的是方法、系统和电池隔板，其用于在铅酸电池中增强活性材料的保留，延长电池寿命，减少电池故障，减少水耗，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，降低深循环电池充电和/或完全充电所需的电流和/或电压，最大程度减少内阻的增加，降低电阻，增加润湿性，减少电解液的湿润时间，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，其中所述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，例如在移动的机械或车辆和/或静止的机械或车辆中，比如高尔夫球车、叉车、逆变器、可再生能源系统和/或可替代能源系统，仅作为示例，如太阳能发电系统和风力发电系统；特别地，所公开的隔板在其中深循环和/或部分充电状态操作是电池寿命的一部分的电池系统中是有用的；甚至更特别地，在这样的电池系统中是有用的，其中在电池中添加了添加剂和/或合金[例如，锑(Sb)]，来改善电池的寿命和/或性能和/或增强电池的深循环和/或部分充电状态的操作能力。
根据至少选定的实施方式，本公开致力于改进的铅酸电池(比如富液式铅酸电池)，包括铅酸电池的改进的系统，和/或电池隔板，改进的电池隔板，包括这种系统的改进的车辆，制造或使用方法，或它们的组合。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富液式铅酸电池，用于这种电池的改进的电池隔板，和/或制造、测试、使用这种改进的富液式铅酸电池的方法，和/或它们的组合。另外，本文公开的是方法、系统、电池和/或电池隔板，其用于在富液式铅酸电池和在部分充电状态下工作的此类电池中减少酸分层、提高电池寿命和性能。
由聚烯烃比如聚乙烯制成的隔板通常包含二氧化硅，以促进隔板被亲水电解质润湿。在一些情况下，在隔板邻近设置亲水材料，比如纤维垫，以辅助润湿和保留涂覆在正极上的活性材料。同样，可以设置纤维垫，以将活性材料保留在负极上。
本申请还致力于新的和改进的铅酸电池和具有这些新的和改进的铅酸电池的车辆。该富液式铅酸电池显示出降低的酸分层，酸分层是一个问题，如果足够严重的话，可能会导致电池无法使用。除了表现出降低的酸分层之外，本文所描述的富液式铅酸电池还可以表现出其他期望的性能，比如改善的充电接受性。
在一个方面，描述了具有电极阵列的富液式铅酸电池，阵列被设置成有一个或多个负极或负极极板和一个或多个正极或正极极板，正极和负极交替排列并彼此分别相对。在此电极阵列中，至少一个负极被用织造材料和非织造材料中的至少一种包裹。带肋的或无肋的多孔膜包裹相邻的正极(与至少一个被包裹的负极相邻的正极)。
在一些负极被织造材料包裹的实施方式中，织造材料可以是选自可挤出的网、织造玻璃垫和碳纤维织造材料中的至少一种。
在负极被非织造材料包裹的其他实施方式中，非织造材料可以由选自玻璃、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种材料形成。在非织造材料是由聚合物形成的实施方式中，其可以单独由聚合物形成或与玻璃和/或纸浆结合形成。聚合物可以是选自聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的组合中的至少一种。在一些实施方式中，除了玻璃、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种之外，非织造材料还可以被设置成有无机粉末。无机粉末可以是二氧化硅。在一些实施方式中，非织造材料可以是纺粘熔纺(spun-bond melt-woven)复合材料。在一些实施方式中，非织造材料是碳纤维非织造材料。
在一些实施方式中，多孔膜可以是带肋的。多孔膜可以在膜的一面或两面上具有肋。肋具有约10μm至约200μm的高度。在一些实施方式中，多孔膜可以是无肋的。无论多孔膜是带肋的还是无肋的，多孔膜都可以由选自聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、橡胶、合成木浆、玻璃纤维、纤维素纤维或它们的组合中的至少一种天然或合成材料制成。
在一些实施方式中，多孔膜可以被设置成有聚乙烯、二氧化硅和残余的或未被提取出的加工油。
在一些实施方式中，被多孔膜包裹的正极的一个或更多个、两个或更多个或者三个但不是四个侧边被密封。在一些实施方式中，被纤维垫包裹的负极一个或更多个、两个或更多个或者三个但不是四个侧边被密封。
在另一方面，描述了具有电极阵列的富液式铅酸电池，阵列被设置成有一个或多个负极和一个或多个正极，正极和负极交替排列并彼此分别相对。在此阵列中，纤维垫被至少部分地集成进负极。另外，在此实施方式中，带肋的或无肋的多孔膜包裹纤维垫被部分集成在其中的负极或相邻的正极。在一些实施方式中，纤维垫的2％至50％被集成进负极。在一些实施方式中，纤维垫的5％至25％被集成进负极。在一些实施方式中，纤维垫的5％至20％被集成进负极。在一些实施方式中，纤维垫的10％至15％被集成进负极。
在一些实施方式中，织造材料被至少部分地集成进负极。织造材料可以是选自可挤出的网、织造玻璃垫和碳纤维织造材料中的至少一种。
在一些实施方式中，非织造材料被至少部分地集成进负极。非织造材料可以由选自玻璃、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种材料形成。在非织造材料是由聚合物形成的实施方式中，可以单独使用聚合物或至少与玻璃和/或纸浆组合使用。聚合物可以是选自聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的组合中的至少一种。在一些实施方式中，除了选自玻璃、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种之外，非织造材料还可以被设置成有无机粉末。无机粉末可以是二氧化硅。在一些实施方式中，非织造材料可以是纺粘熔纺复合材料。在一些实施方式中，非织造材料是碳纤维非织造材料。
在一些实施方式中，多孔膜可以是带肋的。多孔膜可以在膜的一面或两面上具有肋。肋具有约10μm至约200μm的高度。在一些实施方式中，多孔膜可以是无肋的。无论多孔膜是带肋的还是无肋的，多孔膜都可以由选自聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、橡胶、合成木浆、玻璃纤维、纤维素纤维或它们的组合中的至少一种天然或合成材料制成。在一些实施方式中，多孔膜具有聚乙烯、二氧化硅和残留的或未被提取出的加工油。
在一些实施方式中，包裹其中至少部分地集成进纤维垫的负极周围或相邻正极周围的多孔膜的一个或更多个、两个或更多个或者三个但不是四个边被密封。
在另一方面，描述了具有电极阵列的富液式铅酸电池，阵列具有一个或多个负极和一个或多个正极，正极和负极交替排列并彼此分别相对。在一些实施方式中，电极阵列的负极被在其至少一个面上有肋的多孔膜包裹，并且在被包裹的负极和包裹负极的多孔膜之间存在纤维垫。在一些优选的实施方式中，多孔膜的肋至少在多孔膜的最靠近纤维垫的一面上。多孔膜的肋，无论是存在于多孔膜的最靠近纤维垫的一面上还是在相反面上，可以具有5μm至300μm或25μm至200μm的高度。
在一些实施方式中，除了被多孔膜包裹以外，被包裹的负极还包裹有纤维垫。在一些实施方式中，非织造或织造材料被至少部分地集成进被包裹的负极。在一些实施方式中，非织造或织造材料存在于多孔膜的肋之间。在非织造或织造材料存在于多孔膜的肋之间的实施方式中，非织造或织造材料具有肋高度的50％至150％的厚度。
在一些实施方式中，织造材料存在于被包裹的负极和包裹该电极的多孔膜之间。在这样的实施例中，织造材料是选自可挤出的网、织造玻璃垫和碳纤维织造材料中的至少一种。
在一些实施方式中，非织造材料存在于被包裹的负极和包裹该电极的多孔膜之间。有时，非织造材料由选自玻璃、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种材料形成。在非织造材料中单独存在聚合物或聚合物与玻璃和/或纸浆结合存在或者聚合物与另一种材料结合存在的实施方式中，聚合物是选自聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的组合中的至少一种。在一些实施方式中，除了具有玻璃、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种之外，非织造材料还可以具有无机粉末。无机粉末可以是二氧化硅。在一些实施方式中，非织造材料可以是纺粘熔纺复合材料。在一些实施方式中，非织造材料是碳纤维非织造材料。
在本文所述的一些实施方式中，多孔膜可以在两面上均具有肋。多孔膜可以由选自聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、橡胶、合成木浆、玻璃纤维、纤维素纤维或其组合中的至少一种天然或合成材料制成。在一些实施方式中，多孔膜具有聚乙烯、二氧化硅和残留的或未被提取的加工油。在一些实施方式中，被包裹在负极周围的多孔膜的一个或更多个、两个或更多个或者三个但不是四个边可以被密封。
在一些实施方式中，被包裹在负极周围的纤维垫的一个或更多个、两个或更多个或者三个但不是四个边可以被密封。
在另一方面，本文描述了具有一个或多个富液式铅酸电池的车辆，包括启动/停止车辆。
在第一示例性实施方式中，铅酸电池设有电极阵列，其具有一个或多个负极，以及在一个或多个负极之间交错的一个或更多个正极。一个或多个负极中的至少一个被纤维垫包封，而与一个或多个负极中的至少一个相邻的一个或多个正极被多孔膜包封。多孔膜可以是微孔电池隔板。
在示例性方面，纤维垫可以是非织造的、网状的、毡和/或之类的和/或它们的组合。纤维垫还可以是玻璃纤维、纸浆、聚合物和/或之类的和/或它们的组合。另外，纤维垫可以由聚合物以及另外的玻璃纤维、纸浆和/或之类的和/或它们的组合形成，并且聚合物可以是聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺和/或之类的和/或它们的组合。纤维垫可以是无机材料，比如二氧化硅。纤维垫是纺粘熔融非织造复合材料或碳纤维非织造材料和/或之类的。
一种示例性的多孔膜可以设置有在其至少一个表面上的一组或多组肋，或者在其两个表面上的一组或多组肋。肋可以具有约10μm至约2.0mm的高度。多孔膜可以是天然材料、合成材料、聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、天然橡胶、合成橡胶、合成木浆、玻璃纤维、木质素、纤维素纤维和/或之类的和/或它们的组合中一种或多种。或者，多孔膜可以是聚乙烯、二氧化硅和加工油，其中加工油的量为多孔膜重量的约5％至多孔膜重量的约15％。
在特定的选定方面，多孔膜具有大于约55％、约60％、约65％的孔隙率。
在另一个示例性方面，示例性的铅酸电池的多孔膜可被包封在正极周围，并且被密封在正极的一边、两边和/或三边上。
在又一个示例性方面，示例性的铅酸电池的纤维垫可被包封在负极周围，并被密封在负极的一边、两边和/或三边。
在又一示例性的实施方式中，优选的铅酸电池的一个示例可以设置有电极阵列，其包括一个或多个负极，以及在一个或多个负极之间穿插的一个或多个正极。电池可进一步设置有一个或多个电极和纤维垫组件，其包括至少被部分地集成进至少一个负极中的纤维垫。多孔膜(可以是微孔膜)可以包封一个或多个电极和纤维垫组件中的一个或多个，或者可以包封与一个或多个电极和纤维垫组件相邻的一个或多个正极中的至少一个。在示例性方面，纤维垫可以以纤维垫垫厚度的约2％至约50％、垫厚度的约5％至约25％、垫厚度的约5％至约20％或垫厚度的约10％至约15％被集成进活性材料中。
任何示例性的纤维垫可以是非织造材料、网状物、毡和/或之类的和/或它们的组合中的一种或多种。另外，纤维垫可以是玻璃纤维、纸浆、聚合物和/或之类的和/或它们的组合中的一种或多种。进一步地，纤维垫可以由聚合物和聚合物与另外的玻璃纤维、纸浆和/或之类的和/或它们的组合一起中的一种或多种形成，并且聚合物可以是聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺和/或之类的和/或它们的组合。
在示例性铅酸电池的另一方面，示例性纤维垫可以是无机材料，比如二氧化硅。纤维垫可以是纺粘熔融非织造物、碳纤维非织造物和/或之类的。
在示例性铅酸电池的又一方面，示例性多孔膜可以在其一个或两个表面上具有一组或多组肋。一组或多组肋中的肋可以具有约10μm至约2.0mm的高度。
示例性的多孔膜可以是天然材料、合成材料、聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、天然橡胶、合成橡胶、合成木浆、玻璃纤维、木质素、纤维素纤维和/或之类的和/或它们的组合中的至少一种。在一种特别的实施方式中，多孔膜可以是聚乙烯、二氧化硅和加工油。
在另一个示例性方面，示例性铅酸电池的多孔膜可以被包封在正极周围并且被密封在正极的一边、两边和/或三边上。在又一个示例性方面，示例性铅酸电池的多孔膜可以被密封在一个或多个电极和纤维垫组件的一边、两边和/或三边上。
在示例性的优选实施方式的进一步的选定实施方式中，铅酸电池设置有电极阵列，其为彼此交替排列的一个或多个负极和一个或多个正极。还进一步设置有多孔膜包封，以包封位于其中的一个或多个负极中的至少一个，多孔膜在其一个或多个表面上包括肋，并且纤维垫位于包封内。肋可以至少部分地在邻近纤维垫的多孔膜的表面上。肋可以具有约10μm至约2.0mm或约5μm至约300μm或约25μm至约200μm的高度。另外，纤维垫可以包封一个或多个负极中的至少一个。进一步地，纤维垫可以被至少部分地集成进负极中。
作为一种替代方案，纤维垫可以是位于肋之间的离散件，并且具有肋高度的约50％至肋高度的约150％的厚度。在本发明的选定方面，纤维垫可以位于负极和多孔膜之间。纤维垫可以是玻璃纤维、纸浆、聚合物以及它们的组合中的一种或多种。纤维垫可以由与玻璃纤维、纸浆和它们的组合中的一种或多种相结合的聚合物形成；其中聚合物可以是聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的组合中的一种或多种。另外，纤维垫可以是无机材料，比如二氧化硅。纤维垫可以是纺粘熔融非织造复合材料或碳纤维非织造材料。
此外，纤维垫可以额外地具有碳组分，该碳组分或是作为垫的一部分或是在与负极相邻的层中。例如，纤维垫可以具有碳纤维、导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积炭黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球，Bucky Balls)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳以及它们的组合。另外，纤维垫可具有成核添加剂，比如如上所述的碳或硫酸钡(BaSO4)。
在选定的实施方式中，多孔膜可在其两个表面上具有肋。另外，多孔膜可以是天然材料、合成材料、聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、天然橡胶、合成橡胶、合成木浆、玻璃纤维、木质素、纤维素纤维以及它们的组合中的一种或多种。具体地，多孔膜可以是聚乙烯、二氧化硅和加工油。
在本发明的选定方面，多孔膜可以被密封在负极的一边、负极的两边或负极的三边上。另外，纤维垫可以被密封在负极的一边、负极的两边和负极的三边上。
在本发明的选定实施方式中，一种系统设置有一种车辆，该车辆利用一种或多种如本文所充分描述的电池。车辆可以是汽车、卡车、摩托车、全地形车辆、摩托车、叉车、高尔夫球车、混合动力车辆、混合电动车辆、电动车辆、怠速起停(ISS)车辆、电动人力车电池、电动三轮车、电动自行车、轮椅或海上船只。
在选定的实施方式中，如本文所充分描述的铅酸电池可以是平板电池、富液式铅酸电池、增强型富液式铅酸电池(EFB)、阀控铅酸(VRLA)电池、凝胶电池、吸收式玻璃垫(AGM)电池、深循环电池、管状电池、逆变器电池、车辆电池、启动-照明-点火(SLI)车辆电池、怠速-启停(ISS)车辆电池、汽车电池、卡车电池、摩托车电池、全地形车电池、叉车电池、高尔夫球车电池、混合动力电动车辆电池、电动车辆电池、轮椅电池、电动人力车电池、电动三轮车电池、电动自行车电池或海上船只电池。
在选定的实施方式中，提供一种方法，其用于防止或减轻在铅酸电池、富液式铅酸电池中或者在或将要在部分充电状态下运行的富液式铅酸电池中的酸置换。该方法可以包括制造这样的电池，其具有与本文所描述的任何电池基本相同的结构。
如本文所描述或展示的新的或改进的系统、车辆、电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、隔板、纤维垫、电池单元、电极，和/或制造和/或使用此类电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、纤维垫、电池单元和/或电极的方法。
新的或改进的电池，特别是如本文所示和/或所述的铅酸电池；新的或改进的系统、车辆、电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、隔板、纤维垫、电池单元、电极，和/或制造和/或使用此类系统、车辆、电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、隔板、纤维垫、电池单元和/或电极的方法；具有用于铅酸电池的改进的隔板的改进的电池，和/或使用具有这种改进的隔板的这种电池的改进方法；方法、系统、处理和电池隔板，其用于在铅酸电池中延长电池寿命、减少电池故障、减少水耗、降低浮充电流、降低内阻的增加、提高润湿性、减少酸分层、改善酸扩散、保留活性材料、减轻活性材料脱落和/或改善均匀性；一种用于铅酸电池的改进的隔板，其中所述隔板包括改进的功能涂层，用于减少酸分层的改进的电池隔板，用于改善酸扩散的改进的电池隔板，用于保留活性材料的改进的铅酸电池，用于减轻活性材料脱落的改进的铅酸电池隔板，包括此类改进的隔板的改进的铅酸电池，长寿命汽车铅酸电池，改进的富液式铅酸电池和/或之类的，和/或电池，其具有减少的酸分层、改善的酸扩散、改善的活性材料保留能力和/或提高的减少活性材料脱落的能力；一种电池，其具有聚乙烯隔板和在其间设置有纤维垫的负极，和/或制造和/或使用这种电池的方法；一种电池，其具有层合在其上的多孔膜和纤维垫，其中在这种电池中，纤维垫与负极相邻，和/或制造和/或使用这种电池的方法。
如本文所述，示例性的隔板可用于各种应用中的铅酸电池中。这样的应用可以包括，例如：部分充电状态应用；深循环应用；汽车应用；卡车应用；摩托车应用；移动动力应用，比如叉车、高尔夫球车(也称高尔夫车)等；电动汽车应用；混合电动汽车(HEV)应用；ISS车辆应用；人力车应用；电动三轮车应用；电动自行车应用；船舶应用；能量收集和存储应用，比如可再生和/或可替代能量收集和存储，比如风能、太阳能等。另外，示例性的隔板可用于各种电池中。这样的示例性电池可包括，例如：富液式铅酸电池，比如增强型富液式铅酸电池；AGM电池；VRLA电池；平板电池；管状电池；部分充电状态电池；深循环电池；汽车电池；卡车电池；摩托车电池；移动动力电池，比如叉车电池、高尔夫球车(也称高尔夫车)电池等；电动车辆电池；混合电动车辆(HEV)电池；ISS车辆电池；电动人力车电池；电动三轮车电池；电动自行车电池；船用电池；能量收集和存储电池，比如可再生和/或可替代性能量收集和存储，比如风能、太阳能，等等。
附图说明
图1示意性地示出了典型的富液式铅酸电池。
图2A和2B是根据本说明书的示例性实施方式的电极/隔板阵列实施方式的侧视图图示。
图3A和3B是根据本说明书的示例性实施方式的电极/隔板阵列实施方式的侧视图描述。
图4是根据本说明书的一种示例性实施方式的电极/隔板阵列的实施方式的侧视图。
图5A和5B是根据本说明书的一种示例性实施方式的电极/隔板阵列实施方式的侧视图图示。
图6A和6B是根据本说明书的一种示例性实施方式的电极/隔板阵列实施方式的侧视图图示。
图7A和7B是如在本公开中所描述的示例性纤维垫的照片。
图8A和8B是图7A和7B的示例性纤维垫的更高的分辨率照片，图8A是俯视图，图8B与垫子所在平面成一斜角拍摄。
图9示出了在低倍率下的SEM图像，其将本文所述的示例性纤维垫与常规玻璃垫的SEM图像进行了比较。
图10示出了比图11更高的放大率的SEM图像，图11是如本公开中描述的示例性纤维垫的SEM图。
图11是如本公开中所述的示例性纤维垫的SEM图像，突出了纤维直径。
图12是如本公开中所述的示例性纤维垫的SEM图像，突出了孔区域。
图13A和13B示出了在加工方向的纵向肋和在横跨加工方向的横向或横切肋。
图14A至图15B是示例性多孔膜的侧视图，其详述了正极肋和负极肋的膜的尺寸。
发明详述
通过参考下面的详细描述、实施例和附图或图，可以更容易地最好地理解本文所述的实施方式。此外，在本文中描述了各种电池、车辆或装置和用来防止酸分层的方法以及其他事项，然而，这不限于在详细描述、实施例和附图中呈现的具体的实施方式。应该认识到，这些实施方式仅仅是本发明原理的说明。对于本领域技术人员来说，许多修改和改变将是显而易见的而不背离所公开的主题。
铅酸电池
现参考图1，示例性的铅酸电池50(比如EFB)设置有交替的正极52和负极54的阵列50a，使得正极52穿插在负极54之间。阵列50a还设置有隔板组件100，其穿插在每个电极52、54之间，从而使隔板组件100分隔开电极52、54，以防止电极52、54之间接触。阵列50a基本上浸没在硫酸(H2SO4)电解液56(例如，具有相对于水的在约1.20和1.35之间的示例性比重的硫酸)中。正极52与正极端子51电连通，负极54与负极端子53电连通。隔板组件100包括多孔膜(图2A-8中的200)，并且可以另外设置有一个或多个纤维垫(一个或多个)(图2A-8中的300)。
对本文所述的铅酸电池没有特别限制，并且可以是富液式铅酸电池，比如增强型富液式铅酸电池、吸收式玻璃垫(AGM)电池、阀控铅酸(VRLA)电池、凝胶电池和/或之类的。在一些优选的实施方式中，本文所述的铅酸电池是富液式铅酸电池，至少是因为本文所公开的一些内容致力于解决富液式铅酸电池(特别是在部分充电状态下或部分充电状态中工作的富液式铅酸电池)的问题，即酸分层和活性材料脱落。
如本文所述，示例性的隔板可用于各种应用中的铅酸电池中。这样的应用可以包括，例如：部分充电状态应用；深循环应用；汽车应用；卡车应用；摩托车应用；移动动力应用，比如叉车、高尔夫球车(也称高尔夫车)等；电动车辆应用；混合电动车辆(HEV)应用；ISS车辆应用；电动人力车应用；电动三轮车应用；电动自行车应用；船舶应用；能量收集和存储应用，比如可再生和/或可替代能量收集和存储，比如风能、太阳能等等。另外，示例性的隔板可用在各种电池中。这样的示例性电池可以包括，例如：富液式铅酸电池，比如增强型富液式铅酸电池；AGM电池；VRLA电池；平板电池；管状电池；部分充电状态电池；深循环电池；汽车电池；卡车电池；摩托车电池；移动动力电池，比如叉车电池、高尔夫球车(也称高尔夫车)电池等；电动车辆电池；混合动力电动车辆(HEV)电池；ISS车辆电池；电动人力车电池；电动三轮车电池；电动自行车电池；船舶电池；能量收集和存储电池，比如可再生和/或可替代能量收集和存储，比如风能、太阳能，等等。
负极和正极
对本文所公开的正极(或正极极板)和负极(或负极极板)没有特别限制，并且可以是已知的可在铅酸电池中使用的任何可接受的正极或负极。典型地，在铅酸电池中，负极或负极极板被设置为氧化铅(PbO2)栅格，并用负极活性材料(NAM)涂覆负极栅格；正极或正极板被设置为海绵铅(Pb)栅格，并用正极活性材料(PAM)涂覆正极栅格。当用在本文时，“电极”和“极板”可以互换使用。在一些优选的实施方式中，电极可以具有普兰特板(planteplate)构造、平板构造或管状电极构造。
具有平板构造的示例性电极设置有栅格和活性材料[例如，正极活性材料(PAM)或负极活性材料(NAM)]。栅格可以单独由铅或由具有锑、钙、锡、硒中的至少一种的铅合金以及它们的组合制成。加进铅的添加剂的量可以是，例如，约1％至约20％、约1％至约15％、约1％至约10％、约1％至约6％、约1％至约5％、约1％至约4％、约1％至约3％、约1％至约2％，等等。在特定的选定实施方式中，栅格可以由铅和锑的合金制成。据信锑可以改善硬度。在其他选定的实施方式中，栅格可以由铅和钙的合金制成。据信钙可以改善硬度。在一些选定实施方式中，可以将锡添加到铅和钙的合金或铅和锑的合金中以提高循环性。在具有平板构造的电极中的活性材料是通过将糊状物施加到栅格上而形成的。可以将糊状物设置成铅(例如，氧化铅)、水和硫酸的混合物。在一些实施例中，在施加糊状物的操作之后，可将电极固化。
具有管状构造的示例性电极设置有一系列从顶杆向下延伸的棘；这被称为篦。篦可以单独由铅或由铅和选自锑、钙、锡和硒中的至少一种制成。加进铅的添加剂的量可以为1％至20％、1％至15％、1％至10％、1％至6％、1％至5％、1％至4％、1％至3％、1％至2％，等等。在一些优选的实施方式中，篦或栅格可以由铅和锑制成。据信锑可以改善硬度。在可能是优选的一些其他实施方式中，栅格(篦)由铅和钙制成。据信钙可以改善硬度。在一些实施方式中，可以将锡添加到铅和钙或铅和锑的合金中以改善循环性。平行管或套环围绕棘并保留活性材料(正极活性材料或负极活性材料)。这些套环可以由多孔惰性织造物或非织造织物制成。
电极阵列
现参考图2A和2B，如上文所一般描述的，示例性的电极/隔板阵列50a设置有正极52的阵列，负极54的阵列穿插其间，隔板组件100的阵列穿插在每个电极52、54之间。如所示，隔板组件100设置有多孔膜200(其可以或可以不设置有正极肋(图2A或2B中未示出，但下文会描述)和/或负极肋[图2A或2B中未示出，但下文会描述)]和纤维垫300。作为替代方案，纤维垫300可以是一个或多个垫。如图2A所示，纤维垫300被布置成与一个或多个正极52和多孔膜200相邻；多孔膜200被布置成与一个或多个负极54和纤维垫300相邻。如图2B所示，纤维垫300被布置成与一个或多个负极54和多孔膜200相邻并且紧密接触；多孔膜200被布置成与一个或多个正极52和纤维垫300相邻。隔板组件100可设置有多孔膜200和纤维垫300，其通过粘合剂、热固、超声焊接或密封、超声缝合、共挤出和/或它们的组合而彼此附接。作为替代方案，隔板组件100可设置有彼此不附接的多孔膜200和纤维垫300。如所示，隔板组件100被设置成活页构造。作为替代方案，隔板组件100可以被设置为封套、混合封套、袋、套筒、包裹物、折叠物或它们的组合。组合是指可以在整个电极/隔板阵列50a中使用不同构造的可能性。
现参考图3A和3B，如上文所一般描述的，示例性的电极/隔板阵列50a设置有正极52的阵列，负极54的阵列穿插其间，隔板组件100的阵列穿插在每个电极52、54之间。如所示，隔板组件100设置有多孔膜200(其可以或可以不设置有正极肋(为清楚起见，图3A或3B中未示出，但下文会描述)和/或负极肋[为清楚起见，图3A或3B中未示出，但下文会描述)]和纤维垫300。作为替代方案，纤维垫300可以是一个或多个垫。如图3A所示，纤维垫300被以封套形式布置在一个或多个正极52周围；多孔膜200被以封套形式布置在纤维垫300周围。如图3B所示，纤维垫300被以封套形式布置在一个或多个负极54周围并与其紧密接触；多孔膜200被以封套形式布置在纤维垫300周围。隔板组件100可设置有多孔膜200和纤维垫300，其通过粘合剂、热固、超声焊接或密封、超声缝合、共挤出和/或它们的组合而彼此附接。作为替代方案，隔板组件100可设置有彼此不附接的多孔膜200和纤维垫300。如所示，隔板组件100被设置成封套构造。做为替代方案，隔板组件100可以被设置为混合封套、袋、套筒、包裹物、折叠物或它们的组合。组合是指可以在整个电极/隔板阵列50a中使用不同构造的可能性。
现参考图4A，如上文所一般描述的，示例性的电极/隔板阵列50a设置有正极52和负极的交替阵列。在图4中，隔板组件100设置有多孔膜200(其可以或可以不设置有正极肋(图4中未示出，但下文会描述)和/或负极肋[图4中未示出，但下文会描述)]和纤维垫300。作为替代方案，纤维垫300可以是一个或多个垫。如所示，纤维垫300被以封套或袋的形式布置在一个或多个负极52周围。多孔膜200被以封套或袋的形式布置在一个或多个正极54周围。多孔膜和纤维垫可以被构造成隔板封套，其可以是或可以不是混合封套构造。作为替代方案，未附接的多孔膜200和纤维垫300可以被设置为活页、袋、套筒、包裹物、折叠物、S形包裹物、Z形折叠物或它们的组合。组合是指可以在整个电极/隔板阵列50a中使用不同构造的可能性。
现在参考图5A和5B，提供了示例性的实施方式，其中一个或多个纤维垫300被至少部分地集成进阵列50a的负极54活性材料中。在图5A中，多孔膜200被以封套形式布置在负极54和纤维垫300的集成体周围。而在图5B中，多孔膜被以封套形式布置在正极52周围。关于多孔膜200，其可以被设置成封套(如所示，可以是混合封套)、活页、袋、套筒、包裹物和/或之类的或者它们的组合。组合是指可以在整个电极/隔板阵列50a中使用不同构造的可能性。多孔膜200可以或可以不设置有正极肋(为清楚起见，在图5A或5B中未示出，但下文会描述)和/或负极肋(为清楚起见，在图5A或5B中未示出，但下文会描述)。
如上所述，纤维垫300至少部分地与负极活性材料集成。因此，纤维垫远非只是与负极表面接触，而是集成性地附着至负极。负极活性材料进入纤维垫的间隙和孔，从而形成层350，其是纤维垫300和负极54的负极活性材料(NAM)的混合物的。在一些实施方式中，纤维垫被以2％至50％集成进NAM中。这意味着纤维垫厚度的2％至50％被嵌入NAM中，从而形成复合层350，其为纤维垫300和NAM的混合物。在一些实施方式中，纤维垫300被以5％至25％集成进负极54中。在一些实施方式中，纤维垫300被以5％至20％被集成进负极54中。在一些实施方式中，纤维垫300被以10％至15％集成进负极54中。
现参考图6A和6B，如上文所一般描述的，示例性的电极/隔板阵列50a设置有正极52的阵列，负极54的阵列穿插其间，隔板组件100的阵列穿插在每个电极52、54之间。在图6中，隔板组件100设置有多孔膜200(其可以或可以不设置有正极肋(为清楚起见，图6中未示出，但下文会描述)和/或负极肋[为清楚起见，图6中未示出，但下文会描述)]和纤维垫300。如所示，纤维垫300被布置成与一个或多个正极52和多孔膜200相邻，而多孔膜200被布置成与一个或多个负极54和纤维垫300相邻。隔板组件100可设置有多孔膜200和纤维垫300，其通过粘合剂、热固、超声焊接或密封、超声缝合、共挤出和/或它们的组合而彼此附接。作为替代方案，隔板组件100可设置有彼此不附接的多孔膜200和纤维垫300。如图6A和6B中所示，示例性的隔板组件100可以设置有多孔膜200，其具有被布置在多孔膜200的加工方向(即，从电池的顶部到底部纵向布置)的负极肋206(即，在多孔膜的面向负极的表面上的肋)。如图6A中所示，示例性纤维垫300的条被布置在这些负极肋206之间。纤维垫300的条可具有肋206高度约50％至肋206高度约150％的厚度。如图6B中所示，示例性的多孔垫300被布置在多孔膜200和负极54之间。
需要理解的是，无论活性材料是NAM还是PAM，纤维垫都将防止或减慢活性材料从与垫相邻的电极脱落或脱离的过程。
纤维垫
优选的纤维垫组合物可以是，例如，玻璃纤维、合成纤维或它们的任何组合。纤维垫的一种示例性的实施方式可以是5％至25％的合成纤维，而其余组分为玻璃和/或粘合剂。但是，垫可以全部是玻璃，也可以全部是合成的。合成纤维的此类实例可以是聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺、聚酰亚胺、丙烯酸、其他塑料、纸浆和它们的组合。进一步地，纤维组合物可以是聚合物、均聚物或共聚物，或者是具有这些成分的纤维的混合物。无论纤维垫的组成如何，优选的是，其能抗铅酸电池的酸性电解质。这些材料往往是疏水的，从而导致气体截留。因此，可以添加如本文所一般描述的表面活性剂涂层。
纤维垫可进一步具有填料，比如颗粒状二氧化硅，以增加表面积并减小孔径。其他示例性的填料可包括二氧化硅、滑石(Mg2SiO4)、氧化铝、水合氧化铝、氧化钛、氧化锆、硅酸钠和/或之类的，以及它们的组合。这种填料和二氧化硅也可用于多孔膜中，并在本文中进一步描述。纤维垫组合物可进一步具有可溶性纤维。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描述的润湿剂添加剂或涂层。示例性的纤维垫可以进一步设置有至少一种碳，比如石墨、乙炔黑、石墨烯和/或之类的。
示例性的纤维垫可由随机放置的纤维、绳、长丝或线制成，其通过机械扣锁、通过纤维的熔合和/或通过用诸如胶结介质的粘合剂粘合纤维而被保持在一起。网状物的形成可以通过各种工艺来完成，包括，干铺、湿铺、湿法毡制、针刺毡制、毡合处理或将长丝挤出到移动的带上。在挤出类别中，两种工艺包括纺粘(比如制造纺粘非织造布)和熔喷(比如制造熔喷非织造布)。参见《非织造布：理论、工艺、性能和测试》[Turbak,A.编，TAPPI出版社，佐治亚州，亚特兰大(1993)]。通过引用将第8章并入本文。纺粘非织造布是由长丝形成的，这些长丝先被挤出、拉伸、然后被铺在连续的带上。熔喷非织造布是通过以下方式形成的：将熔融的聚合物挤出通过模具，通过空气或蒸汽使挤出的长丝变细，然后将它们汇集到移动的带上。非织造材料也可以是熔喷纺粘材料，其具有以任何顺序设置的一个或多个熔喷层和一个或多个纺粘层。例如以任何顺序的一个纺粘层和一个熔喷层，或两个以上的层。
对本文所描述的纤维垫没有特别限制。它可以是非织造材料、网状物、绒布、毡、基布、粘贴纸或它们的组合。例如，纤维垫可以是下列复合材料：彼此相邻的非织造布和网状材料，彼此相邻的多个不同的非织造垫，彼此相邻的多个相同非织造材料的层片或其他各种组合。复合材料可以具有一个、两个或多个(3或更多)彼此相邻或可能彼此附着的材料的片层或层。
现参考图7A和7B，其示出了纤维垫的示例性实施方式的照片。图8A和8B是纤维垫的示例性实施方式的较高分辨率的照片。纤维垫可以是非织造的、绒布、毡、网状的或它们的层的任意组合。纤维垫可以是单层、两层或其他多层垫。示例性的非织造垫可具有在约100μm至约900μm的范围内、并且优选在约200μm至约450μm的范围内的厚度。图8A和8B示出了束状纤维的图案。这可以在形成垫的过程中完成，随着纤维载流排出，纤维可以汇集在排出网的特定低点处。另外，垫可以具有精梳纤维。
非织造布中使用的示例性纤维、长丝或绳可具有约7.2μm(±0.5μm)的纤维厚度或直径，置信限度为±95％。
下表1比较了根据本发明的非织造材料和常规玻璃垫的以μm计的纤维直径。
<u>示例性的纤维垫</u> <u>常规玻璃垫</u>
<u>平均值</u> 7.2408μm 13.83μm
<u>标准偏差</u> 1.9741μm 1.2350μm
<u>样本量</u> 66 37
表1纤维直径
示例性的非织造材料可具有约1500l/m2·s至约2500l/m2·s的优选透气率。
示例性的非织造材料可具有优选小于约4.0μm至5.0μm的孔径(通过SEM测量而测得的有效直径)。纤维垫的孔径优选小于用在相关联的负极或正极上的活性材料的粒径。下表2比较了根据本发明的示例性的纤维垫和常规玻璃垫的孔径面积。
<u>示例性纤维垫</u> <u>常规玻璃垫</u>
<u>平均值</u> 1332.65μm<sup>2</sup> 6896.95μm<sup>2</sup>
<u>标准偏差</u> 1573.57μm<sup>2</sup> 6461.03μm<sup>2</sup>
<u>样本量</u> 63 29
表2孔面积
示例性的纤维垫可具有在大约6mΩ·cm2至大约14mΩ·cm2范围内的优选电阻(ER)，并且优选小于14mΩ·cm2，或小于13mΩ·cm2，或小于12mΩ·cm2，或小于11mΩ·cm2。
示例性的纤维垫可具有在约50g/m2至约100g/m2范围内的优选单位重量(areaweight)或基重(basis weight)，在一些实施方式中，为约60g/m2至约80g/m2。
示例性的纤维垫可具有在约15％至约21％范围内的优选粘合剂含量。
示例性的纤维垫可具有在大约200μm至约450μm范围内的优选厚度，在特定的实施方式中，为约350μm至约450μm。
示例性的纤维垫可在加工方向(MD)上具有约200N/50mm的优选拉伸强度，并且在横跨加工方向(CMD)上具有约150N/50mm的优选拉伸强度。
进一步地，纤维垫的纤维可以是实心的或空心的，并且纤维的横截面形状可以是圆的、圆形的、卵形的或椭圆形的、肾形的、狗骨形的、跑道形的、多边形的或它们的任何组合。另外，示例性的纤维可以具有多个组件，其或是并排构型，或是壳芯构型，或是海中岛构型。而且，壳芯构型可以采用上述任何形状，并且芯可以是居中的或偏心的。
纤维垫可以在整个电极/隔板阵列中被设置成片状形式或包裹物、袋、套筒、封套或它们的组合的形式。示例性的纤维垫可以包封负极(负极包封垫)，使得隔板具有两个面对负极的内表面和两个面对相邻正极和/或一个或多个多孔膜的相反表面。作为替代方案，另一种示例性的纤维垫可以包封正极[正极包封隔板(垫)]，使得纤维垫具有两个面对正极的内表面和两个面对相邻正极(负极)和/或一个或多个多孔膜的相反表面。在这样的包封垫中，底部边缘可以是包围被包封的电极底部的折叠的或密封的折痕边。进一步地，侧边可以开口的、连续密封的接缝边或间断密封的接缝边。这些边缘可以通过粘合剂、加热、超声焊接和/或之类的或它们的任何组合来粘合或密封。
隔板组件的特定的示例性纤维垫可被加工成混合封套。混合封套可被设置为通过在形成封套之前、期间或之后形成一个或多个狭缝或开口。开口或狭缝的长度可以是整个边长度的至少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。混合封套可具有至少1-5或更多个开口，1-4个、2-4个、2-3个或2个开口，这些开口可沿底边长度均匀或不均匀地分布。优选的是在封套的角处没有开口。
隔板组件构型的一些其他示例性实施方式包括：负极或正极封套、负极或正极套筒、负极或正极混合封套、两个电极均可被包封或套筒以及它们的任意组合。
可以通过以下密封方式中的至少一种来实现密封：粘合剂、热(熔融)密封、机械密封、超声密封、压缩、焊接或它们的组合。机械密封可以使用带有或不带有轮齿的压力辊。机械密封可以在加热或不加热的情况下进行。本领域技术人员将理解，取决于纤维垫的材料，某些密封方法可能更合适。例如，对于主要为玻璃纤维的垫来说，粘合剂密封可能更合适，而如果纤维垫包含可熔融的聚合物，则粘合剂密封或热密封可能更合适。
现转到图9，其示出了从示例性纤维垫的两个分开的位置和常规玻璃垫的两个分开的位置获取的四个低放大倍率下的SEM图像。图像显示，示例性纤维垫比常规玻璃垫具有更紧密堆积的纤维网。此外，示例性纤维垫的纤维和开口面积小于常规玻璃垫的纤维和开口面积。
在图10中，是这样获取样品的SEM图像的：先确定两个分开的位置，然后从每个样品位置确定两个分开的区域。这样做是为了避免任何区域偏差。以比图9更高的放大倍率拍摄图像。这些图像进一步显示了纤维的堆积密度，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导致的。在本文所描述的各种实施方式中有用的纤维垫可以包括纤维束或扎，比如玻璃纤维和/或合成纤维的束或捻。在特定的实施方式中，可以在将纤维粘合在一起之前将这种束或捻捻合。在这样的实施方式中，可以进行捻合，并且可以施加粘合剂，以将这种捻合保持在适当的位置。在这样的实施方式中，具有带纤维束或捻的纤维垫的隔板可以表现出比具有常规垫的隔板提高的强度。类似地，具有这样的纤维垫(其中纤维被捻合)的这种隔板可以比具有常规垫的隔板在强度方面表现出甚至更显著的增加。当采用湿铺法制造根据本文所定义的各种优选实施方式的这种纤维垫时，可以制备复合纤维束，其中，这样的复合纤维束设置有玻璃纤维和合成聚合物纤维，仅举例而言，比如聚酯纤维或PET纤维。
另外，可以在形成垫之前或在形成垫时使纤维成束而形成纤维垫。束可以由多种纤维精梳或捻合而成，这些纤维具有不同的材料组成、不同的横截面形状、不同的纤维直径以及它们的任意组合。束可以以图案化的方向铺放、随机放置或它们的组合。成束的纤维可以被铺放在无规放置的非织造材料或纤维垫层上和/或之内。因此，所得的纤维垫可具有波纹表面或非波纹表面或它们的组合。图8A和8B是具有波纹表面的示例性纤维垫的照片。也可以在垫的生产期间形成束。可以简单地通过垫生产中使用的载线或表面轮廓来形成束。进一步地，可以以两个单独的过程来铺放垫。例如，可以用不溶于水的粘合剂形成束，然后可以铺放非织造纤维的第二层，以将纤维保持在一起。束可以位于垫的一个或两个表面上。
图11示出了用于测量示例性纤维垫的纤维直径的图像，直径是通过横跨单个纤维的线性距离而获取的，未测量束中的纤维，并且对每个被测量的纤维取两个直径(如果可能的话)。来自图12的数据被列在上面的表1中。图12是用于测量纤维垫的孔径的图像。来自图12的数据被列在上面的表2中。
纤维垫可另外具有碳组分，碳组分或作为垫的一部分，或在与负极相邻的层中。例如，纤维垫可具有碳纤维、导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积炭黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳以及它们的组合。另外，纤维垫可以具有成核添加剂，比如如上文所述的碳或硫酸钡(BaSO4)。
多孔膜
物理描述
对多孔膜没有特别限制，可以是任何多孔膜，多孔膜具有任意尺寸的孔(例如，大孔、微孔、纳米孔等)，并且可以由任何材料制成。在一些优选的实施方式中，多孔膜是微孔膜，比如电池隔板。例如，微孔膜可以是任何由达拉米克
Figure BDA0002841171320000101
或者现在或将来任何其他的铅酸电池隔板制造商制造的聚乙烯电池隔板。
在优选的实施方式中，多孔膜优选是由天然或合成材料(比如聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂、PVC、橡胶、合成木浆(SWP)、玻璃纤维、纤维素纤维或它们的组合)制成的微孔膜(具有小于约1μm的孔)、中孔膜或大孔膜(具有大于约1μm的孔)。更优选地，多孔膜是由热塑性聚合物制成的微孔膜。优选的微孔膜可以具有大约0.1μm(100纳米)的孔径和大约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[比如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)]和聚丙烯。一种优选的实施方式可能包括填料(例如二氧化硅)和UHMWPE的混合物。
在一些实施方式中，多孔膜的孔径小于5μm，优选小于1μm。优选地，大于50％的孔为约0.5μm或更小。可能优选的是，至少90％的孔具有小于约0.9μm的直径。微孔隔板优选具有约0.05μm至约0.9μm范围内的平均孔径，在一些情况下，为约0.1μm至约0.3μm。
在一些情况下，可以使用在Ritter,H.L.和Drake,L.C.，Ind.Eng.Chem.Anal.Ed.,17,787(1945)中所述的压汞法来测量孔径。根据此方法，通过利用孔隙率计(2000型孔隙率计，Carlo Erba)改变施加在汞上的压力，将汞压入不同尺寸的孔中。可以通过使用MILESTONE 200软件评估原始数据来确定孔分布。
在特定的示例性实施方式中，多孔膜200设置有背网202，背网202可以设置有从一个或两个主表面延伸的一个或多个肋的阵列204、206。当将多孔膜200放置在典型的铅酸电池中时，背网202通常具有面对正极的表面202p和面对负极的表面202n。参照图13A至15B，根据相对于其背网和肋(尽管不是所有的都是必须的)的一组典型尺寸，描述或定义了示例性的多孔膜。
参考图13A，示例性的多孔膜200上设置有背网202，其具有加工方向(由标记为“md”的垂直箭头线描绘)和横跨加工方向(由标记为“cmd”的水平箭头线划描绘)。多孔膜200还设置有正极肋阵列204，当布置在铅酸电池中时，正极肋204从面对正极的表面202p延伸。正极肋204基本上在加工方向md纵向对齐。正极肋阵列204以基本相同的间距间距正极(SpacingPos)在横跨整个横跨加工方向cmd上被间隔开。肋204可以是正极肋204。参照图13B，示例性的多孔膜200设置有背网202，其具有加工方向(由标记为“md”的垂直箭头线描绘)和横跨加工方向(由标记为“cmd”的水平箭头线划描绘)。多孔膜200还设置有负极肋阵列206，当布置在铅酸电池中时，负极肋206从面对负极的表面202n延伸。负极肋206基本上在横跨加工方向cmd上横向对齐，并且可以被称为交叉负极肋206。负极肋阵列204(206)以基本相同的间距间距负极(SpacingNeg)在纵跨加工方向md上被间隔。
参考图14A，示例性的多孔膜200上设置有背网202，其具有背网厚度，尺寸为背网(Backweb)。多孔膜200还设置有正极肋阵列204，其从多孔膜的面对正极的表面202p延伸，并基本上在加工方向md上对齐。正极肋204具有：肋底部宽度，尺寸为底部宽度正极(BaseWPos)；肋尖端宽度，尺寸为尖端宽度正极(TipWPos)；正极肋高度，尺寸为高度正极(HeightPos)；肋至肋的间距，尺寸为SpacingPos。多孔膜200还设置有负极肋阵列206，其从多孔膜的面对负极的表面202n延伸。负极肋206基本上在横跨加工方向cmd上对齐，并具有负极肋高度，尺寸为高度负极(HeightNeg)。最终，多孔膜由总厚度[尺寸为总厚度(Overall)]限定，其等于背网厚度Backweb、正极肋高度HeightPos和负极肋高度HeightNeg之和。现参照图14B，示出了与图14A中所示基本相同的示例性多孔膜200，其还具有负极肋底部宽度BaseWNeg、负极肋尖端宽度TipWNeg和负极肋至肋的间距SpacingNeg。
参考图15A，示例性的多孔膜200上设置有背网202，其具有背网厚度，尺寸为Backweb。多孔膜200还设置有正极肋阵列204，其从多孔膜的面对正极的表面202p延伸，并基本上在加工方向md上对齐。正极肋204具有：肋底部宽度，尺寸为BaseWPos；肋尖端宽度，尺寸为TipWPos；正极肋高度，尺寸为HeightPos；肋至肋的间距，尺寸为SpacingPos。多孔膜200还设置有负极肋阵列206，其从多孔膜的面对负极的表面202n延伸。负极肋206基本上在横跨加工方向cmd上对齐，并具有负极肋高度，尺寸为HeightNeg。最终，多孔膜由总厚度(尺寸为Overall)限定，其等于背网厚度Backweb、正极肋高度HeightPos和负极肋高度HeightNeg之和。现参照图15B，示出了与图15A中所示基本相同的示例性多孔膜200，其还具有负极肋底部宽度BaseWNeg、负极肋尖端宽度TipWNeg和负极肋至肋的间距SpacingNeg。另外，正极肋204被分割成锯齿204s。正极锯齿204s具有底部长度BaseLPos、肋尖端长度TipLPos和锯齿至锯齿间距PitchPos。
在本发明的特定选定方面，肋阵列中的一个或两个选自下列：不间断的肋、离散间断的肋、连续的肋、不连续的肋、成角度的肋、线性的肋、基本上在多孔膜的加工方向上延伸的纵向肋、基本上在多孔膜的横跨加工方向上延伸的横向肋、基本上在多孔膜的横跨加工方向上延伸的横切肋、基本上在多孔膜的横跨加工方向延伸的交叉肋、负极交叉肋(NCR)、离散的齿或带齿的肋、锯齿或锯齿状肋、垛状突起或垛状肋、弯曲的或正弦型的肋、以不间断或间断的之字形方式设置的、凹槽、沟槽、纹理区域、凸起、凹陷、多孔的、无孔的、微型肋或交叉微型肋和它们的组合。一种可能优选的肋或外形的实施方式是正极侧锯齿状肋和负极侧交叉肋(NCR)。另一种可能优选的肋或外形的实施方式是正极侧纵向肋和负极侧交叉肋(NCR)。
多孔膜或微孔膜的总厚度(包括背网厚度和肋高度)优选大于约100μm且小于或等于约5.0mm。隔板的总厚度可以在大约0.15mm至大约2.5mm、大约0.25mm至大约2.25mm、大约0.5mm至大约2.0mm、大约0.5mm至大约1.5mm或者大约0.75mm至大约1.5mm的范围内。在一些情况下，隔板的总厚度可以为大约0.8mm或大约1.1mm厚。
隔板组件的示例性的多孔膜可被设置为平板、片或叶、包覆物、套筒或为封套或袋状隔板。示例性的封套多孔膜可包封正极(正极包封隔板)，这使多孔膜具有两个面对正极的内侧和两个面对相邻负极的外侧。作为替代方案，另一种示例性的封套多孔膜可以包封负极(负极包封隔板)，这使多孔膜具有两个面向负极的内侧和两个面向相邻正极的外侧。在这种包封的多孔膜中，底部边缘350可以是折叠的或密封的折痕边缘。此外，侧边缘105a、105b可以是连续或间断地密封的接缝边缘。边缘可以通过机械方式、粘合剂、加热、超声焊接和/或类似方法或其任意组合来粘结或密封。
特定的示例性的多孔膜可被加工成混合封套。混合封套可通过在形成封套之前、之中或之后形成一个或多个狭缝或开口而被提供。开口的长度可为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。混合封套可具有1-5或更多个开口、1-4、2-4、2-3或2个开口，其可以沿底边的长度均匀或不均匀地被设置。优选的是在封套角处没有开口。
多孔膜构造的一些其他示例性的实施方式包括：负极或正极封套、负极或正极套筒、负极或正极混合封套、两个电极可被包封或套封以及它们的任意组合。
在本发明的一些实施方式中，肋具有至少为约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、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm或3.0mm的肋高度。
在本发明的一些实施方式中，突起是短长度的肋，其具有至少为约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、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm或1.5mm的肋宽度。肋可具有在大约0.005-1.5mm、0.01-1.0mm、0.025-1.0mm、0.05-1.0mm、0.075-1.0mm、0.1-1.0mm、0.2-1.0mm、0.3-1.0mm、0.4-1.0mm、0.5-1.0mm、0.4-0.8mm或0.4-0.6mm之间的宽度。
隔板可包括负极纵向或交叉肋或微型肋，比如负极肋，其具有约25μm至约250μm、可能优选为约50μm至约125μm、更优选为约75μm的高度。
在特定的实施方式中，突起可以包括肋，其中每个肋具有相对于隔板的顶部边缘以从0°到小于180°的角度设置的纵轴。在一些情况下，隔板中的所有肋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。例如，在一些实施方式中，隔板可包括多行肋，其中至少一些行具有相对于隔板的顶部边缘成θ角度的肋。单行中的所有肋可以具有相同的近似角度，尽管在其他情况下，单行中可以包含不同角度的肋。
在特定的情形中，隔板的整个表面将包含肋(例如，多行连续的或不连续的肋、随机布置的肋、以某种图案布置的肋，或者不连续的肋，其在行中彼此偏移)，而在其他实施方式中，隔板表面的特定片段将不包括肋。这些片段可以沿隔板的任何边缘(包括顶部、底部或侧面)出现，或者可以朝着隔板的中间出现，其中，片段在一侧或多侧被带有肋的部分包围。
在各种可能优选的实施方式中，多孔或微孔膜具有背网，背网表面上具有一个或多个肋，比如锯齿状的、垛状的、成角度的肋，或间断的肋，或它们的组合。优选的肋可以是8μm至1mm高，并且可间隔开8μm至20mm，而微孔聚烯烃隔板层(不包括肋或凸起)的优选背网厚度可以是约0.05mm至约0.50mm(例如，在特定的实施方式中，为约0.25mm)。例如，肋可以间隔开约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或约10mm。在一些实施方式中，肋可以形成图案，比如它们可以以相对于彼此0°-90°的角度在隔板层的一面或聚烯烃隔板的两面上。在一些实施方式中，酸混合肋可以是前肋、正极肋或正极侧肋。在隔板或隔板层的两面均包括肋的不同图案可包括正极肋和在隔板的第二面或背面上的负极纵向肋或交叉肋，比如更小的、间隔更近的负极纵向肋或交叉肋或微型肋。在一些情况下，这种负极纵向肋或交叉肋的高度可以为约0.025mm至约0.1mm，并且高度优选地为约0.075mm，但是可以高达0.25mm。其他图案可以包括肋在隔板层的两面，隔板的第二面或背面带有负极微型肋(与在隔板的另一面上的主肋相比，在相同方向上延伸的微型肋与横向方向相对)。在一些情况下，这种负极微型肋可以具有约0.025mm至约0.25mm的高度，优选具有约0.050mm至约0.125mm的高度。
在特定的优选实施方式中，肋可以是锯齿状的。锯齿可具有约0.05mm至约1mm的平均尖端长度。例如，平均尖端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或约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或约0.1mm。
锯齿可具有约0.05mm至约1mm的平均底部长度。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或约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或约0.1mm。
如果存在锯齿，则其可具有约0.05mm至约4mm的平均高度。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或约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或约0.1mm。对于锯齿高度与肋高度相同的实施方式，锯齿状的肋也可以被称为突起。可将这样的范围用于工业牵引型启动/停止电池用隔板(其中隔板的总厚度通常可以为大约1mm至大约4mm)以及汽车启动/停止电池用隔板(其中隔板的总厚度可以稍小一些，例如，通常为约0.3mm至约1mm)。
锯齿可具有约0.1mm至约50mm的平均中心距。例如，平均中心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或约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或约0.2mm。
锯齿可具有约0.1:1至约500:1的平均高度与底部宽度之比。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。
锯齿可具有约1000:1至约0.1:1的平均底部宽度与尖端宽度之比。例如，平均底部宽度与尖端宽度之比可以大于或等于大约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。
在一些实施方式中，隔板可以是凹陷状的。凹陷通常是隔板的一个或多个表面上的突出型特征或小块。凹陷的厚度可以是隔板厚度的1-99％。例如，凹陷的平均厚度可以小于隔板厚度的约95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或5％。凹陷可沿隔板成行布置。行或线可间隔开约1μm至约10mm。例如，行可间隔开约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。相反地，也可以以随机阵列或随机方式布置凹陷。
凹陷可具有约0.05mm至约1mm的平均凹陷长度。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。
凹陷可具有约0.01mm至约1.0mm的平均凹陷宽度。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。
凹陷可具有约0.10mm至约50mm的平均中心距。例如，平均中心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，例如正方形和矩形。凹陷可具有约0.1:1至约100:1的平均凹陷长度与凹陷宽度之比。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。
在一些实施方式中，凹陷可以是基本上为圆形的。圆形凹陷可具有约0.05至约1.0mm的直径。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。
凹陷的各种其他形状也可以被包括在内。仅作为示例，这样的凹陷可以是三角形、五边形、六边形、七边形、八边形、卵形、椭圆形以及它们的组合。
在一些实施方式中，隔板的特点在于肋、锯齿、凹陷或它们的组合。例如，隔板可具有沿着隔板自上而下分布的一组锯齿状肋，以及沿着隔板水平地分布的第二组锯齿状肋。在其他实施方式中，隔板可具有交替序列的锯齿状肋、凹陷、连续的、间断的或间断的不间断肋或它们的组合。
膜组成
在特定的实施方式中，改进的隔板可包括多孔膜，其可以被单独地或与纤维垫一起用作隔板，特别是铅酸电池隔板，并且隔板可由以下材料制成：天然或合成底材、加工增塑剂、填料、一种或多种天然或合成橡胶和/或乳胶(一种或多种橡胶和/或胶乳可以是固化或交联的，或是未固化或未交联的)、一种或多种其他添加剂和/或涂层(比如表面活性剂、抗氧化剂和/或之类的)以及它们的任意组合。
基底材料
在特定的实施方式中，示例性的天然或合成基底材料可包括：聚合物、热塑性聚合物、酚醛树脂、天然或合成橡胶、合成木浆、木质素、玻璃纤维、合成纤维、纤维素纤维以及它们的任意组合。在特定的优选实施方式中，示例性的隔板可以是由热塑性聚合物制成的多孔膜。原则上，示例性的热塑性聚合物可包括所有适合在铅酸电池中使用的耐酸热塑性材料。在特定的优选实施方式中，示例性的热塑性聚合物可包括聚乙烯基化合物和聚烯烃。在特定的实施方式中，聚乙烯基化合物可包括例如聚氯乙烯(PVC)。在特定的优选实施方案中，聚烯烃可包括例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丁烯共聚物以及它们的任意组合，但优选聚乙烯。在特定的实施方式中，示例性的天然或合成橡胶可包括例如乳胶、未固化或未交联的橡胶、交联或固化的橡胶、橡胶碎屑或研磨橡胶以及它们的组合。
聚烯烃
在特定的实施方式中，多孔膜层优选包括聚烯烃，特别是聚乙烯。优选地，聚乙烯是高分子量聚乙烯(HMWPE，例如，具有至少约600,000分子量的聚乙烯)。甚至更优选的，聚乙烯是超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。示例性的UHMWPE可以具有至少约1,000,000的分子量，特别是超过约4,000,000，并且最优选的是大约5,000,000至大约8,000,000，分子量通过粘度计测量并通过Margolie方程计算。此外，示例性的UHMWPE可具有基本为零(0)的标准负荷熔融指数，其按照ASTM D 1238(条件E)中所规定的测量，使用2,160g的标准负荷。此外，示例性的UHMWPE可具有不小于约600ml/g、优选不小于约1,000ml/g、更优选不小于大约2,000ml/g、最优选不小于大约3,000ml/g的粘度值，其是在130℃下于0.02g聚烯烃在100g十氢化萘的溶液中所确定的。
橡胶
本文所公开的新的多孔膜和/或纤维垫可包含乳胶和/或橡胶。当用在本文时，“橡胶”将描述橡胶、乳胶、天然橡胶、合成橡胶、未固化的或未交联的橡胶、交联的或固化的橡胶、橡胶碎屑或磨碎的橡胶和/或之类的或它们的混合物或组合。示例性的天然橡胶可包括一种或多种聚异戊二烯的共混物，其可从不同的供应商处购得。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、溴丁橡胶、聚氨酯橡胶、环氧氯丙烷橡胶、聚硫橡胶、氯磺酰基聚乙烯、聚降冰片橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶和硅橡胶以及共聚物橡胶，比如苯乙烯/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未交联橡胶；在特定的优选实施方式中，橡胶是未交联橡胶。在特定的实施方式中，橡胶可以是交联橡胶和未交联橡胶的共混物。
增塑剂
在多孔膜的特定实施方式中，示例性的加工增塑剂可以包括加工油、石油、石蜡基矿物油、矿物油以及它们的任意组合。通常，示例性的实施方式在挤出基底材料以形成膜、片或网的同时使用增塑剂。在形成多孔膜之后，增塑剂被提取出去，留下少量的残余增塑剂，比如残余油。
填料
隔板可包含具有高结构形态的填料。示例性的填料可包括：二氧化硅、干法细分二氧化硅、沉淀二氧化硅、无定形二氧化硅、高易碎性二氧化硅、氧化铝、滑石、鱼粉、鱼骨粉、碳、炭黑，等等，以及它们的组合。在特定的优选实施方式中，填料是一种或多种二氧化硅。高结构形态是指增加的表面积。填料可具有高表面积，例如，大于约100m2/g、110m2/g、120m2/g、130m2/g、140m2/g、150m2/g、160m2/g、170m2/g、180m2/g、190m2/g、200m2/g、210m2/g、220m2/g、230m2/g、240m2/g或250m2/g。在一些实施方式中，填料(例如二氧化硅)可具有约100至约300m2/g、约125至约275m2/g、约150至约250m2/g或优选约170至约220m2/g的表面积。表面积可使用TriStar 3000TM获得多点BET氮表面积来评估。高结构形态允许填料在制造过程中吸纳更多的油。例如，具有高结构形态的填料具有高水平的吸油性，例如，大于约150ml/100g、175ml/100g、200ml/100g、225ml/100g、250ml/100g、275ml/100g、300ml/100g、325ml/100g或350ml/100g。在一些实施方式中，填料(例如二氧化硅)可具有约200ml/100g至约500ml/100g、约200ml/100g至约400ml/100g、约225ml/100g至约375ml/100g、约225ml/100g至约350ml/100g、约225ml/100g至约325ml/100g、优选约250ml/100g至约300ml/100g的吸油量。在一些情况下，使用具有大约266ml/100g吸油量的二氧化硅填料。这样的二氧化硅填料具有大约5.1％的含水量、大约178m2/g的BET表面积、大约23μm的平均粒径、大约0.1％的230目筛余以及约135g/L的堆积密度。
当形成本文所示类型的示例性的铅酸电池隔板时，具有相对高水平的吸油性和对增塑剂(例如矿物油)有相对高的亲和力的二氧化硅变得合乎期望地可分散在聚烯烃(例如聚乙烯)和增塑剂的混合物中。过去，当使用大量二氧化硅来制造这种隔板或膜时，一些隔板经受了由二氧化硅聚集引起的分散性差的损害。在本文所示和描述的至少特定的发明隔板中，由于在冷却熔融的聚烯烃时几乎没有抑制聚烯烃分子运动的二氧化硅聚集体或团聚物，诸如聚乙烯的聚烯烃形成串晶(shish-kebab)结构。所有这些都有助于改善穿过所得隔板膜的离子渗透性，并且shish-kebab结构或形态的形成意味着生产出了整体ER较低而机械强度得以保持甚至提高的隔板。
在一些选定的实施方式中，填料(例如，二氧化硅)具有不大于约25μm、在一些情况下不大于约22μm、20μm、18μm、15μm或10μm的平均粒径。在一些情况下，填料颗粒的平均粒径为约15μm至约25μm。二氧化硅填料的粒径和/或二氧化硅填料的表面积对二氧化硅填料的吸油性有贡献。最终产品或隔板中的二氧化硅颗粒可落在上述尺寸内。然而，用作原料的初始二氧化硅可以以一种或多种团聚物和/或聚集物的形式出现，并且可具有约200μm或更大的尺寸。
在一些优选的实施方式中，用于制造本发明隔板的二氧化硅与以前用于制造铅酸电池隔板的二氧化硅填料相比，具有增加的表面硅醇基团(表面羟基)数目或数量。例如，可与本文特定的优选实施方式一起使用的二氧化硅填料可以是那些与用于制造已知聚烯烃铅酸电池隔板的已知二氧化硅填料相比，具有多至少约10％、至少约15％、至少约20％、至少约25％、至少约30％或至少约35％的硅烷醇和/或羟基表面基团的二氧化硅填料。
硅烷醇基团(Si-OH)与硅(Si)元素之比[即(Si-OH)/Si]可例如按如下方式测定。
1.冷冻压碎聚烯烃多孔膜(其中特定的本发明的膜含有根据本发明的特定种类的吸油二氧化硅)，并制备用于固态核磁共振谱(29Si-NMR)的粉末状样品。
2.对粉末状样品进行29Si-NMR，并观察光谱，其包括与羟基直接键合的Si光谱强度(光谱：Q2和Q3)和仅与氧原子直接键合的Si光谱强度(光谱：Q4)，其中每个NMR峰光谱的分子结构可描绘如下：
·Q2：(SiO)2-Si*-(OH)2：具有两个羟基
·Q3：(SiO)3-Si*-(OH)：具有一个羟基
·Q4：(SiO)4-Si*：所有Si键都是SiO
其中Si*是通过NMR观察被证明的元素。
3.用于观察29Si-NMR的条件如下：
·仪器：Bruker BioSpin Avance 500
·共振频率：99.36MHz
·样品量：250mg
·NMR管：
Figure BDA0002841171320000141
·观察方法：DD/MAS
·脉冲宽度：45°
·重复时间：100sec
·扫描：800
·魔角自旋：5000Hz
·化学位移参比：硅橡胶为-22.43ppm
4.数值上将光谱的峰分离，并计算属于Q2、Q3、Q4的各峰的面积比。之后，根据比值，计算直接与Si键合的羟基(-OH)的摩尔比。数值峰分离的条件按以下方式进行：
·拟合区域：-80至-130ppm
·初始峰顶：分别地，Q2为-93ppm、Q3为-101ppm、Q4为-111ppm
·初始半峰宽最大值：分别地，Q2为400Hz、Q3为350Hz、Q4为450Hz
·高斯函数比：初始时为80％，拟合时为70至100％。
5.根据拟合得到的每个峰计算Q2、Q3、Q4的峰面积比(总量为100)。NMR峰面积对应于各硅酸盐键结构的分子数(因此，对于Q4NMR峰，该硅酸盐结构内存在4个Si-O-Si键；对于Q3NMR峰，该硅酸盐结构内存在3个Si-O-Si键，同时存在1个Si-OH键；对于Q2NMR峰，该硅酸盐结构内存在2个Si-O-Si键，同时存在2个Si-OH键)。因此Q2、Q3、Q4的各羟基(-OH)数分别乘以二(2)、一(1)和零(0)。将这三个结果相加。该总和值显示了直接与Si键合的羟基(-OH)的摩尔比。
在特定的实施方式中，二氧化硅可具有通过29Si-NMR测量的OH与Si基团的分子比(即，OH/Si)，该分子比可在大约21:100至35:100的范围内，在一些优选的实施方式中，为大约23:100至大约31:100，在特定的优选实施方式中，为大约25:100至大约29:100，而在其他优选的实施方式中，为至少约27:100或更大。
在一些选定的实施方式中，使用上述填料使得能在挤出步骤中使用更大比例的加工油。由于隔板中的多孔结构部分地是通过在挤出后去除油而形成的，较高的初始油吸收量导致较高的孔隙率或较高的空隙体积。而加工油是挤出步骤的一个组成部分，并且油是隔板中的非导电性成分。隔板中的残余油保护隔板与正极接触时不被氧化。在常规隔板的制造中，可以控制加工步骤中油的精确量。一般来说，常规隔板使用约50％至约70％的加工油、在一些实施方式中约55％至约65％、在一些实施方式中约60％至约65％、在一些实施方式中约62％的加工油而制造。百分比是相对于其他基底材料(例如，聚合物、填料等)的重量的重量百分比。已经知道，将油减少至约59％以下会因与挤出机部件的摩擦增加而引起燃烧。然而，将油量增加到远高于所规定的量可能会在干燥阶段引起收缩，导致尺寸不稳定。虽然以前增加油含量的尝试导致在除油期间孔的收缩或缩减，但如本文所公开的制备的隔板在除油期间表现出，即使有，也是最小的收缩和缩减。因此，可以在不影响孔径和尺寸稳定性的情况下增加孔隙率，从而降低电阻。
在特定的选定实施方式中，使用上述填料可使成品隔板中的最终油浓度降低。由于油是非导体，降低油含量可以增加隔板的离子传导性，并有助于降低隔板的电阻(ER)。因此，具有降低的最终油含量或残余油含量的隔板可以具有增加的效率。在特定的选定实施方式中，提供隔板，其具有小于约20％，例如，在约14％至约20％之间，并且在一些特别的实施方式中，小于大约19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％或5％的最终或残余加工油含量(以重量计)。
填料可进一步减少所谓电解液离子的水合球，增强其跨膜传输，从而再次降低电池(比如增强型富液式电池)或系统的整体ER。
一种或多种填料可包含有利于电解液和离子流过隔板的各种物质(例如，极性物质，比如金属)。当这种隔板被用在富液式电池(比如增强型富液式电池)中时，这也导致整体电阻降低。
脆性
在特定的选定实施方式中，填料可以是氧化铝、滑石、二氧化硅或它们的组合。在一些实施方式中，填料可以是沉淀二氧化硅，并且在一些实施方式中，沉淀二氧化硅是无定形二氧化硅。在一些实施方式中，优选使用二氧化硅的聚集物和/或团聚物，其允许填料在整个隔板中很好地分散，从而降低弯曲度和电阻。在特定的优选实施方式中，填料(例如二氧化硅)的特征在于具有高水平的脆性。良好的脆性提高了填料在多孔膜的挤出过程中在整个聚合物中的分散性，提高了孔隙率，从而提高了通过隔板的整体离子传导率。
脆性可测量为二氧化硅颗粒或材料(聚集体或附聚物)分解成更小尺寸和更易分散的颗粒、碎片或组分的能力、趋势或倾向。如图30左侧所示，新的二氧化硅比标准二氧化硅更脆(在超声处理30秒后和60秒后被分解成更小的碎片)。例如，新的二氧化硅具有在0秒超声处理时24.90μm、在30秒时5.17μm和在60秒时0.49μm的50％体积粒径。因此，在超声处理30秒时，50％体积的二氧化硅颗粒的尺寸(直径)有超过50％的减小，并且在60秒时，尺寸(直径)有超过75％的减小。因此，“高脆性”的一种可能优选的定义可以是二氧化硅颗粒在超声处理30秒时的平均尺寸(直径)至少降低50％，并且在超声处理60秒时的平均尺寸(直径)至少降低75％(或在树脂二氧化硅混合形成膜的加工过程中)。在至少特定的实施方式中，可能优选的是使用更脆的二氧化硅，并且甚至更优选使用脆的且多模的二氧化硅，比如在脆性上是双模(modal)或三模的。参考图30，标准二氧化硅在脆性或粒度分布上呈单模，而新的二氧化硅看起来更脆，并且在30秒超声处理时为双模(两个峰)，且在60秒超声处理时为三模(三个峰)。这些脆的和多模粒度的一种或多种二氧化硅可提供增强的膜和隔板性能。
使用具有一个或多个上述特征的填料可以生产具有较高最终孔隙率的隔板。本文所公开的隔板可具有大于约60％、61％、62％、63％、64％、65％、66％、67％、68％、69％或70％的最终孔隙率。孔隙率可以用气体吸附法测量。孔隙率可采用BS-TE-2060测量。
在一些选定的实施方式中，多孔隔板可具有更大比例的较大的孔，同时保持平均孔径不大于约1μm、0.9μm、0.8μm、0.7μm、0.6μm、0.5μm或0.1μm。
根据至少一种实施方式，隔板是由聚乙烯[比如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)]与加工油和填料以及任何所需添加剂混合而制成的。根据至少一种其他实施方式，隔板是由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)与加工油和滑石混合而制成的。根据至少一种其他实施方式，隔板是由UHMWPE与加工油和二氧化硅(例如沉淀二氧化硅、例如无定形沉淀二氧化硅)混合而制成的。之后，可以通过上述一种或多种技术将添加剂施加到隔板上。
除了降低电阻和增加冷启动电流外，优选的隔板还被设计成带来其他优点。在组装方面，该隔板更容易通过加工设备，因此制造效率更高。为了防止在高速组装的过程中和以后的使用中短路，当与标准PE隔板相比时，该隔板具有优异的穿刺强度和抗氧化性。结合降低的电阻和增加的冷启动电流，电池制造商容易发现，使用这些新的隔板，他们的电池的电性能得到了改善和持续。
添加剂/表面活性剂
在特定的实施方式中，示例性隔板可包含一种或多种添加至隔板或多孔膜中的性能增强添加剂。性能增强添加剂可以是表面活性剂、润湿剂、着色剂、抗静电添加剂、锑抑制添加剂、紫外线防护添加剂、抗氧化剂和/或之类的，以及它们的任意组合。在特定的实施方式中，添加的表面活性剂可以是离子型、阳离子型、阴离子型或非离子型表面活性剂。
在本文描述的特定的实施方式中，向本发明的多孔膜或隔板中添加减量的阴离子或非离子表面活性剂。由于表面活性剂的量较低，期望的特征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)。
特定的合适的表面活性剂是非离子型的，而其他合适的表面活性剂是阴离子型的。添加剂可以是单一的表面活性剂或是两种或多种表面活性剂的混合物，例如，两种或多种阴离子表面活性剂，两种或多种非离子表面活性剂，或者至少一种离子表面活性剂和至少一种非离子表面活性剂。特定的合适的表面活性剂可具有小于6、优选小于3的HLB值。将这些特定的合适的表面活性剂与本文所述的所发明的隔板一起使用，可以产生更进一步改进的隔板，当将其用在铅酸电池中时，可为铅酸电池带来减少的水耗、减少的锑中毒、改善的循环、减少的浮充电流、降低的浮充电压和/或之类的或它们的任意组合。合适的表面活性剂包括表面活性剂，比如烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、烷基酚-环氧乙烷加成产物、肥皂、烷基萘磺酸盐的表面活性剂；一种或多种磺基琥珀酸酯，比如阴离子磺基琥珀酸酯、磺基琥珀酸盐的二烷基酯；氨基化合物(伯、仲、叔胺或季胺)；环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物、各种聚环氧乙烷以及单和二烷基磷酸酯的盐。添加剂可包括非离子型表面活性剂，比如多元醇脂肪酸酯、聚乙氧基化酯、聚乙氧基化醇、诸如烷基多糖苷及其混合物的烷基多糖、胺乙氧基化物、失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、脂肪酸的乙氧基化烷基芳基磷酸酯和蔗糖酯。
在特定的实施方式中，添加剂可用式(I)的化合物表示
Figure BDA0002841171320000151
其中：
·R是具有10至4200个、优选13至4200个碳原子的线性或非芳族烃基，其可被氧原子中断；
·R1＝H、
Figure BDA0002841171320000152
或
Figure BDA0002841171320000153
优选为H，其中k＝1或2；
·M是碱金属或碱土金属离子、H+或NH4 +，其中并非所有变量M同时为H+；
·n＝0或1；
·m＝0或10至200的整数；和
·x＝1或2。
在依据式(I)的化合物中，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。然而，优选变量n和m中仅一个不等于0。
所谓非芳族烃基是指不含芳族基团或其本身就代表芳族基团的自由基。烃基可被氧原子中断(即，含有一个或多个醚基)。
R优选为可被氧原子中断的直链或支链脂肪族烃基。饱和的、非交联的烃基是非常特别优选的。然而，如上所述，在特定的实施方式中，R可以是含芳环的。
通过使用式(I)的化合物来生产电池隔板，可有效地保护隔板免受氧化破坏。
含有依据式(I)的化合物的电池隔板是优选的，其中：
·R是具有10至180个、优选12至75个且非常特别优选14至40个碳原子的烃基，其可被1至60个、优选1至20个且非常特别优选1至8个氧原子中断，特别优选式R2—[(OC2H4)p(OC3H6)q]—的烃基，
其中：
οR2为具有10至30个碳原子、优选12至25个、特别优选14至20个碳原子的烷基，其中R2可以是线性或非线性的，比如含有芳环；
οP为0至30、优选0至10、特别优选0至4的整数；和
οq为0至30、优选0至10、特别优选0至4的整数；
ο其中p和q之和为0至10、特别是0至4的化合物是特别优选的；
·n＝1；和
·m＝0。
式R2—[(OC2H4)p(OC3H6)q]—应被理解为还包括其中方括号中的基团序列与所示不同的那些化合物。例如，根据本发明，其中括号中的自由基是由交替的(OC2H4)和(OC3H6)基团形成的化合物是合适的。
已证实，其中R2是具有10至20个、优选14至18个碳原子的直链或支链烷基的添加剂是特别有利的。OC2H4优选代表OCH2CH2，OC3H6代表OCH(CH3)2和/或OCH2CH2CH3。
作为优选的添加剂，在此可特别提及的是醇(p＝q＝0，m＝0)，伯醇是特别优选的，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)、伯醇的乙氧基化物是优选的。脂肪醇烷氧基化物例如可通过相应的醇与环氧乙烷或环氧丙烷的反应而获得。
已证实，不溶于或难溶于水和硫酸的m＝0型的添加剂是特别有利的。
还优选的是含有依据式(I)的化合物的添加剂，其中：
·R为具有20至4200个、优选50至750个且非常特别优选80至225个碳原子的烷烃基；
·M是碱金属或碱土金属离子、H+或
Figure BDA0002841171320000161
特别是诸如Li+、Na+和K+的碱金属离子或H+，其中并非所有的变量M同时为H+；
·n＝0；
·m为10至200的整数；和
·x＝1或2。
多孔膜的制造
在一些实施方式中，可通过在挤出机中混合各组成成分来制造示例性的多孔膜。例如，可以在挤出机中混合以重量计约5％至约15％的聚合物(例如聚乙烯、UHMWPE等)、以重量计约10至约75％的填料(例如二氧化硅)、约10至约85％的加工油和任选地以重量计约1％至约50％的橡胶和/或乳胶。示例性的多孔膜可通过下述步骤制成：使各组成成分通过加热的挤出机，使由挤出机产生的挤出物通过模具并进入由两个加热的压力机或压延机辊组或辊形成的夹缝以形成连续的网。可以通过使用溶剂将网中大量的加工油提取出来。然后，可将网干燥并切割成预定宽度的带，之后将其卷到辊上。此外，压力机或压延辊上可雕刻各种沟槽图案(或压花辊可具有凸起的元件)，以赋予如本文所充分描述的肋、沟槽、纹理区域、凸起和/或之类的。橡胶、填料、油和聚合物的量均针对运行性和期望的隔板性能(比如电阻、基重、抗穿刺性、抗弯刚度、抗氧化性、孔隙率、物理强度、弯曲度等)而进行平衡。
除了被加入到挤出机的组成成分中之外，特定的实施方式在挤出后将橡胶与多孔膜结合。例如，可以用含橡胶和/或乳胶、任选二氧化硅和水的液体浆料将橡胶涂覆在一面或两面上，优选是面对负极的一面上，然后干燥，使得在示例性的多孔膜的表面上形成这种材料的薄膜。为了使此层有更好的润湿性，可将用在铅酸电池中的润湿剂加入到浆料中。在特定的实施方式中，浆料还可以包含一种或多种如本文所述的性能增强添加剂。干燥后，在隔板表面形成多孔层和/或薄膜，其非常好地粘附在多孔膜上，并且即使有，也只是微不足道地增加电阻。加入橡胶之后，可使用机器压力机或压延机辊组或辊对其进一步压缩。施加橡胶和/或胶乳的其他可能方法是通过浸涂、辊涂、喷涂或幕涂或其任意组合将橡胶和/或胶乳浆料施加到隔板的一个或多个表面上。这些过程可发生在加工油被提取之前或之后，或者在隔板被切割成带之前或之后。
本发明进一步的实施方式涉及通过浸渍和干燥将橡胶沉积到膜上。
用性能增强型添加剂制造
在特定的实施方式中，也可将性能增强添加剂或试剂(比如表面活性剂、润湿剂、着色剂、抗静电添加剂、抗氧化剂和/或之类的以及它们的任意组合)与其他组成成分在挤出机内混合在一起。然后可将根据本公开的多孔膜以与上述基本相同的方式挤成片或网的形状，并制成成品。
在特定的实施方式中，作为添加进挤出机中的补充或替代，例如，可以在制完隔板时(例如，在提取大量加工油之后和在加入橡胶之前或之后)，将一种或多种添加剂施加于隔板多孔膜。根据特定的优选实施方式，将添加剂或添加剂的溶液(例如水溶液)施加于隔板的一个或多个表面。这种变体特别适用于施加非热稳定添加剂和可溶于提取加工油所用溶剂的添加剂。特别适合作为根据本发明的添加剂的溶剂是低分子量醇，比如甲醇和乙醇，以及这些醇与水的混合物。施加可在隔板面对负极的一面、面对正极的一面或两面上进行。施加还可在提取成孔剂(例如加工油)期间同时在溶剂浴中进行。在特定的选定实施方式中，在制造隔板之前加入到挤出机中的性能增强添加剂(比如表面活性剂涂层)的一部分或性能增强添加剂(或两者)，可与电池系统中的锑结合，并可使之失去活性，和/或与之形成化合物和/或使之落入电池的泥浆中和/或防止其沉积在负极上。也可将表面活性剂或添加剂加进电解液、玻璃垫、电池盒、粘贴纸、粘贴垫和/或之类的或它们的组合中。
在特定的示例性实施方式中，添加剂(例如，离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或它们的组合)可以以至少约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、8.5g/m2、9.0g/m2、9.5g/m2或10.0g/m2或甚至高达约25.0g/m2的表面积密度(即，克/隔板表面积)或添加水平存在。添加剂可以以下列表面积密度或添加水平存在于隔板上：在约0.5g/m2至约15g/m2、约0.5g/m2至约10g/m2、约1.0g/m2至约10.0g/m2、约1.5g/m2至约10.0g/m2、约2.0g/m2至约10.0g/m2、约2.5g/m2至约10.0g/m2、约3.0g/m2至约10.0g/m2、约3.5g/m2至约10.0g/m2、约4.0g/m2至约10.0g/m2、约4.5g/m2至约10.0g/m2、约5.0g/m2至约10.0g/m2、约5.5g/m2至约10.0g/m2、约6.0g/m2至约10.0g/m2、约6.5g/m2至约10.0g/m2、约7.0g/m2至约10.0g/m2、约7.5g/m2至约10.0g/m2、约4.5g/m2至约7.5g/m2、约5.0g/m2至约10.5g/m2、约5.0g/m2至约11.0g/m2、约5.0g/m2至约12.0g/m2、约5.0g/m2至约15.0g/m2、约5.0g/m2至约16.0g/m2、约5.0g/m2至约17.0g/m2、约5.0g/m2至约18.0g/m2、约5.0g/m2至约19.0g/m2、约5.0g/m2至约20.0g/m2、约5.0g/m2至约21.0g/m2、约5.0g/m2至约22.0g/m2、约5.0g/m2至约23.0g/m2、约5.0g/m2至约24.0g/m2或5.0g/m2至约25.0g/m2之间。
也可通过将电池隔板浸渍在添加剂或添加剂溶液中(溶剂浴添加)并在必要时除去溶剂(例如，通过干燥)来进行施加。以这种方式，添加剂的施加可以例如与在膜生产过程中经常应用的提取相结合。其他优选的方法是向表面喷添加剂，将一种或多种添加剂浸涂、辊涂或幕涂在隔板的表面上。
在本文所述的特定实施方式中，向本发明的隔板添加较少量的离子、阳离子、阴离子或非离子表面活性剂。在这种情况下，期望的特征可包括降低的总有机碳和/或减少的挥发性有机化合物(由于表面活性剂的量较低)，可根据这种实施方式产生期望的本发明的隔板。
应用
如本文所述的示例性隔板可用于各种示例性电池中。此类电池可以是任何铅酸电池，比如富液式铅酸电池、增强型富液式铅酸电池、平板电池、管状电池、阀控铅酸(VRLA)电池、凝胶电池、吸收式玻璃垫(AGM)电池、深循环铅酸电池和/或在部分充电状态下工作的电池。此类电池可用于各种示例性应用，比如车辆、可替代能源收集和存储(比如在太阳能和风能收集和其他可再生和/或可替代能源中所用的那些)、逆变器、不间断电源(UPS)设备和/或之类的。对本文所描述的示例性车辆没有特别限制，但至少是设置有一个或多个本文所描述的隔板或电池的车辆。在优选的实施方式中，示例性的车辆可以是汽车、卡车、摩托车、全地形车、摩托车、叉车、高尔夫球车、轮椅、怠速起停(ISS)车辆、混合动力车、混合动力电动车、微型混合动力电动车、电动车、电动人力车电池、电动三轮车、电动自行车、船舶或任何其他机动车辆。可以在其中使用本发明隔板的优选实施方式的示例性电池可包括：平板电池、富液式铅酸电池、增强型富液式铅酸电池(EFB)、阀控铅酸(VRLA)电池、凝胶电池、吸收式玻璃垫(AGM)电池、深循环电池、管状电池、逆变器电池、车辆电池、启动照明点火(SLI)车辆电池、怠速起停(ISS)车辆电池、汽车电池、卡车电池、摩托车电池、全地形车电池、叉车电池、高尔夫球车电池、混合动力电动车辆电池、电动车辆电池、电动人力车电池、电动三轮车电池、电动自行车电池、轮椅电池、船舶电池，等等。
在一些优选的实施方式中，电池被用在将在部分充电状态下工作的设备中。例如，电池被用在这样的设备中，在这些设备中，电池将在每天的正常情况下以部分充电状态工作(即，在其正常使用状态下，而不是误用)。
方法
对本文所描述的方法没有特别限制。该方法可以是用于在铅酸电池、富液式铅酸电池或者是在正常工作状态而非误用状态下在或将要在部分充电状态下工作的富液式铅酸电池中防止酸置换的方法。该方法可以是用于在铅酸电池中设置如本文所述的电极阵列的方法。
为了实现本发明的各种目的已经描述了本发明的各种实施方式。应该认识到，这些实施方式仅是本发明原理的说明。在不背离本发明的精神和范围的情况下，对本领域技术人员来说，多种修改和变形将是显而易见的。
结论
根据至少选定的实施方式，本公开或发明致力于隔板，特别是用于富液式铅酸电池的隔板，其中隔板能够减少或减轻酸缺乏、减少或减轻酸分层、减少或减轻枝晶生长，并且具有降低的电阻和/或能够增加冷启动电流。此外，本文公开的是方法、系统和电池隔板，其用于在至少增强型富液式铅酸电池中提高电池寿命、减少或减轻酸缺乏、减少或减轻酸分层、减少或减轻枝晶生长、减少氧化的影响、减少水耗、降低内阻、提高润湿性、改善酸扩散、提高冷启动电流、改善均匀性以及它们的任意组合。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铅酸电池的改进的隔板，其中隔板包括改进的和新的肋设计，以及改进的隔板弹性。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铅酸电池的改进的隔板，其中，隔板包括性能增强添加剂或涂层、增加的抗氧化性、增加的孔隙率、增加的空隙体积、无定形二氧化硅、较高吸油性的二氧化硅、较多硅烷醇基的二氧化硅、OH与Si之比为21:100至35:100的二氧化硅、具有shish-kebab结构或形态、含有其量占膜和聚合物[比如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)]重量40％或以上的颗粒状填料的聚烯烃微孔膜(其具有带伸展链结晶(shish构型)和折叠链结晶(kebab构型)的shish-kebab构型，且kebab构型的平均重复周期为1nm至150nm)、减小的片厚度、减小的弯曲度、减小的厚度、降低的含油量、增加的润湿性、提高的酸扩散和/或之类的，以及它们的任意组合。
根据特定的选定实施方式的至少第一方面，铅酸电池隔板设置有多孔膜，其具有聚合物和填料。该多孔膜设置有至少第一表面，其上带有从第一表面延伸的至少第一多个肋。第一多个肋设置有第一多个齿或不连续的峰或突起，其中第一多个齿或不连续的峰或突起中的每一个都彼此接近，以便为隔板提供弹性。这样的弹性可以指隔板在由NAM溶胀产生的压力下抵抗偏转的能力。这样的接近可以是从一个齿、峰或突起到另一个齿、峰或突起至少约1.5mm。隔板可进一步设置有连续的底部部分，其具有从底部部分延伸的第一多个齿或不连续的峰或突起。
在特定的实施方式中，隔板可设置有连续的底部部分，其具有从底部部分延伸的第一多个齿或不连续的峰或突起。底部部分可以比齿或不连续的峰或突起的宽度宽。此外，底部部分可以在每个齿或不连续的峰或突起之间连续地延伸。
根据至少特定的选定实施方式，隔板可设置有以下中的一种或多种肋：不间断的肋、离散间断的肋、连续的肋、不连续的肋、不连续的峰、不连续的突起、成角度的肋、线性的肋、基本上在多孔膜的加工方向延伸的纵向肋、基本上在多孔膜的横跨加工方向延伸的横向肋、基本上在隔板的横跨加工方向延伸的横切肋、齿、齿状肋、锯齿状突起、锯齿状肋、垛状突起、垛状肋、弯曲肋、正弦型肋、以连续的之字形锯齿状方式设置的、以间断的不连续的之字形锯齿状方式设置的、凹槽、沟槽、纹理区域、凸起、凹陷、柱、微型柱、多孔的、无孔的、微型肋、交叉微型肋以及它们的组合。
第一多个肋的至少一部分可以由相对于隔板的边缘既不平行也不正交的角度来限定。进一步地，该角度可被定义为相对于多孔膜的加工方向的角度，并且角度可以是下列中的一个：在大于零度(0°)和小于180度(180°)以及大于180度(180°)和小于360度(360°)之间。在所公开的实施方式的特定方面，角度可在整个多个肋中变化。
在本发明特定的选定方面，第一多个肋可具有约1.5mm至约10mm的横跨加工方向的间距，并且多个齿或不连续的峰或突起可具有约1.5mm至约10mm的加工方向间距。
在特定的选定实施方式中，隔板可设置有从多孔膜的第二表面延伸的第二多个肋。第二多个肋可以是下列中的一种或多种：不间断的肋、离散间断的肋、连续的肋、不连续的肋、不连续的峰、不连续的突起、成角度的肋、线性肋、基本上在多孔膜的加工方向上延伸的纵向肋、基本上在多孔膜的横跨加工方向上延伸的横向肋、基本上在隔板的横跨加工方向上延伸的横切肋、齿、齿状肋、垛状突起、垛状肋、弯曲肋、正弦型肋，以连续的之字形锯齿状方式排列的、以间断的不连续的之字形锯齿状方式排列的、凹槽、沟槽、纹理区域、凸起、凹陷、柱、微型柱、多孔的、无孔的、微型肋、交叉微型肋以及它们的组合。
第二多个肋的至少一部分可以由相对于隔板的边缘既不平行也不正交的角度来限定。进一步地，该角度可被定义为相对于多孔膜的加工方向的角度，且该角度可以是下列中的一个：在大于零度(0°)和小于180度(180°)之间以及大于180度(180°)和小于360度(360°)之间。在所公开的实施方式的特定方面，角度可以在整个多个肋中变化。
第二多个肋具有约1.5mm至约10mm的横跨加工方向或加工方向的间距。
第一表面可设置有一个或多个肋，其高度与邻近铅酸电池隔板边缘的第一多个肋不同。同样，第二表面可以设置有一个或多个肋，其高度与邻近铅酸电池隔板边缘的第二多个肋不同。
在选定的实施方式中，聚合物可以是下列中的一种：聚合物、聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、橡胶、合成木浆(SWP)、木质素、玻璃纤维、合成纤维、纤维素纤维以及它们的组合。
可以设置纤维垫。该垫可以是下列中的一种：玻璃纤维、合成纤维、二氧化硅、至少一种性能增强添加剂、乳胶、天然橡胶、合成橡胶以及它们的组合，并且可以是非织造的、网眼状的、绒布的以及它们的组合。
另外，隔板可以是切片、叶、袋、套筒、包覆物、折叠物、封套和混合封套。
根据至少特定的选定示例性实施方式，隔板可设置有用于减轻隔板偏转的弹性装置。
根据至少特定的选定实施方式，铅酸电池设有正极和具有溶胀的负极活性材料的负极。隔板被设置成至少隔板的一部分位于正极和负极之间。设置有电解液，其基本上浸没了正极的至少一部分、负极的至少一部分以及隔板的至少一部分。在至少特定的选定实施方式中，隔板可以具有由至少一种聚合物和一种填料制成的多孔膜。第一多个肋可以从多孔膜的表面延伸。肋可以被布置成在NAM溶胀的情况下防止酸缺乏。铅酸电池可以在下列任何一种或多种条件下工作：在运动中、静止中、在备用电源应用中、在循环应用中、在部分充电状态下以及它们的任意组合。
肋可以被设置成有多个齿或不连续的峰或突起。每个齿或不连续的峰或突起可与多个不连续的峰中的另一个相距至少约1.5mm。可设置一个连续的底部部分，其具有多个从其延伸的齿或不连续的峰或突起。
可进一步将第一多个肋设置成加强电池中的酸混合，特别是在电池运动期间。隔板可被设置成平行于电池的启动和停止运动。隔板可设有与正极、负极或隔板相邻的垫。该垫可以至少部分地由玻璃纤维、合成纤维、二氧化硅、至少一种性能增强添加剂、乳胶、天然橡胶、合成橡胶以及它们的任意组合制成。垫可以是非织造的、织造的、网眼的、绒布的以及它们的组合。
在本发明的至少特定的选定实施方式中，铅酸电池可以是平板电池、富液式铅酸电池、增强型富液式铅酸电池(EFB)、阀控式铅酸(VRLA)电池、深循环电池、凝胶电池、吸收式玻璃垫(AGM)电池、管状电池、逆变器电池、车辆电池、起动照明点火(SLI)车辆电池、怠速启停(ISS)车辆电池、汽车电池、卡车电池、摩托车电池、全地形车辆电池、叉车电池、高尔夫球车电池、混合动力电动车辆电池、电动车辆电池、电动人力车电池或电动自行车电池或它们的任意组合。
在特定的实施方式中，电池可在约1％和约99％之间的放电深度下工作。
根据至少一种实施方式，提供具有降低的弯曲度的微孔隔板。弯曲度是指孔在其长度上的弯曲/转折程度。因此，具有降低的弯曲度的微孔隔板将为离子提供较短的通过隔板的路径，从而降低电阻。根据这样的实施方式的微孔隔板可以具有降低的厚度、增加的孔径、更多的相互连接的孔和/或更多的开放的孔。
根据至少特定的选定实施方式，提供一种具有增加的孔隙率的微孔隔板，或具有不同的孔结构的隔板(其孔隙率与已知的隔板没有显著的不同)和/或减小的厚度的隔板。离子将更快速地穿过具有优化的孔隙率、优化的空隙体积、优化的弯曲度和/或降低的厚度的微孔隔板，从而降低电阻。这样的减小的厚度可以使电池隔板的总体重量降低，进而降低使用这种隔板的增强型富液式电池的重量，继而降低使用这种增强型富液式电池的整体车辆的重量。这样的减小的厚度还可以使在使用这种隔板的增强型富液式电池中用于正极活性材料(PAM)或负极活性材料(NAM)的空间增加。
根据至少特定的选定实施方式，提供具有增加的润湿性(在水或酸中)的微孔隔板。润湿性增加的隔板将更容易使电解质离子物质抵及，从而促进它们穿过隔板并降低电阻。
根据至少一种实施方式，提供具有降低的最终油含量的微孔隔板。这样的微孔隔板还将有利于降低增强型富液式电池或系统中的ER(电阻)。
隔板可含有改进的填料，这些填料具有增加的脆性，并可增加隔板的孔隙率、孔径、内孔表面积、润湿性和/或表面积。在一些实施方式中，改进的填料具有高结构形态和/或减小的粒径和/或与先前已知的填料相比具有不同量的硅烷醇基团和/或与先前已知的填料相比更羟基化。改进的填料可吸收更多的油和/或可允许在隔板的形成过程中结合更多的加工油，而不会在挤出后除去油时同时收缩或紧缩。填料可进一步减少所谓的电解质离子的水合球，增强它们的跨膜传输，从而再次降低电池(比如增强型富液式电池)或系统的总电阻或ER。
一种或多种填料可以含有各种物质(如极性物质，比如金属)，其提高离子扩散，并促进电解液和离子流过隔板。当这种隔板被用于富液式电池(比如增强型富液式电池)中时，这也使整体电阻降低。
微孔隔板还具有新的和改进的孔形态和/或新的和改进的纤维形态，使得当在富液式铅酸电池中使用这种隔板时，隔板有助于显著降低这种富液式铅酸电池中的电阻。这种改进的孔形态和/或纤维形态可产生这样的隔板，其孔和/或纤维近似于shish-kebab(或shish kabob)型形态。描述新的和改进的孔形状和结构的另一种方式是有纹理的纤维形态，其中二氧化硅结或二氧化硅的结节存在于电池隔板内的聚合物纤维(该纤维有时被称为shishes)上的kebab型构型处。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柱结构或脊柱结构，其中，沿聚合物的纤维的在聚合物的kebabs上的二氧化硅结看起来像椎柱或盘(kebabs)，并且有时基本上垂直于近似于脊柱状(shish)的细长的中央脊柱或纤维(伸展的链状聚合物结晶)。
在一些情况下，包含具有改进的孔形态和/或纤维形态的改进的隔板的改进的电池可表现出降低20％(在某些情况下降低25％，在某些情况下降低30％)的电阻，并且在一些情况下，电阻(ER)的下降幅度甚至超过30％(这可以降低电池内阻)，而这样的隔板保留并保持了铅酸电池隔板其他关键的、期望的机械性能的平衡。更进一步，在特定的实施方式中，本文所述的隔板具有新的和/或改进的孔形状，使得与已知的隔板相比，更多的电解质流过或填充孔和/或空隙。
另外，本公开提供改进的增强型富液式铅酸电池，其包括一种或多种用于增强型富液式电池的改进的电池隔板，该隔板为电池结合了减少的酸分层、降低的电压降(或增加的电压降耐久性)和增加的CCA(在一些情况下，增加的CCA大于8％，或大于9％，或者在一些实施方式中，大于10％，或大于15％)等期望的特征。这种改进的隔板可产生增强型富液式电池，其性能匹敌甚或超越AGM电池的性能。还可以对这种低电阻的隔板进行处理，以得到具有减少的水耗的增强型富液式铅酸电池。
隔板可包含一种或多种性能增强添加剂(比如表面活性剂，以及其他添加剂或试剂)、残余油和填料。这种性能增强添加剂可以减少隔板氧化和/或甚至进一步促进离子的跨膜传输，从而有助于降低本文所述的增强型富液式电池的整体电阻。
本文描述的用于铅酸电池的隔板可包括聚烯烃微孔膜，其中聚烯烃微孔膜包括：聚合物(比如聚乙烯，比如超高分子量聚乙烯)、颗粒状填料和加工增塑剂(任选地还有一种或多种额外的添加剂或试剂)。聚烯烃微孔膜可以包括按膜的重量计40％或更多的颗粒状填料。并且，超高分子量聚乙烯可包括shish-kebab构型的聚合物，其具有多个伸展的链结晶(shish构型)和多个折叠的链结晶(kebab构型)，其中kebab构型的平均重复或周期(至少在隔板的肋侧的部分上)为1nm至150nm，优选为10nm至120nm，并且更优选为20nm至100nm。
根据以下定义计算kebab构型的平均重复或周期：
·在进行金属气相沉积之后，使用扫描电子显微镜(SEM)观察聚烯烃微孔膜的表面，然后在1.0kV加速电压下以例如30,000或50,000倍的放大倍率拍摄表面图像。
·在SEM图像的同一可视区域中，标识出至少三个区域，其中的shish-kebab构型以至少0.5μm或更长的长度连续延伸。然后，计算每个标识区域的kebab周期。
·kebab周期是这样确定的：对浓度分布(对比度分布)进行傅立叶变换，浓度分布是通过垂直投影在每个标识区域中的shish-kebab构型中的shish构型而获得的，从而计算出平均重复周期。
·使用常规分析工具，例如，MATLAB(R2013a)分析图像。
·在傅立叶变换之后获得的光谱图中，在短波区中检测到的光谱被认为是噪音。这种噪音主要是由对比图的变形引起的。所获得的根据本发明的隔板的对比度分布看起来产生方波(而不是正弦波)。此外，当对比度分布是方波时，傅立叶变换之后的分布变成正弦函数，因此除了表示真正的kebab周期的主峰之外，在短波区中产生多个峰。短波区中的这种峰可以被检测为噪音。
在某些实施方式中，本文所述的用于铅酸电池的隔板具有选自二氧化硅、沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和沉淀无定形二氧化硅的填料；其中，通过29Si-NMR测量的所述填料内的OH与Si基的分子比在21:100至35:100的范围内，在一些实施方式中，为23:100至31:100，在一些实施方式中为25:100至29:100，并且在某些优选的实施方式中，为27:100或更高。
由于Si-O的相对较硬的共价键网络已部分消失，硅烷醇基团将二氧化硅结构从晶体结构转变为无定形结构。诸如Si(-O-Si)2(-OH)2和Si(-O-Si)3(-OH)的无定形二氧化硅具有大量变形，其可以充当不同的吸油点。因此，对二氧化硅来说，当硅烷醇基(Si-OH)的量增加时，吸油性变高。另外，当其具有比已知的铅酸电池隔板一起使用的二氧化硅更高数量的硅烷醇基和/或羟基的二氧化硅时，本文所述的隔板可以表现出增加的亲水性和/或可以具有更高的空隙体积和/或可以具有被大空隙包围的特定聚集体。
微孔隔板进一步包括新的和改进的孔形态和/或新的和改进的纤维形态，使得当将这种隔板用在富液式铅酸电池中时，隔板有助于显着降低这种富液式铅酸电池中的电阻。这种改进的孔形态和/或纤维形态可产生这样的隔板，其孔和/或纤维近似于shish-kebab(或shish kabob)型形态。描述新的和改进的孔形状和结构的另一种方法是有纹理的纤维形态，其中，二氧化硅结或二氧化硅的结节存在于电池隔板内的聚合物纤维(该纤维有时被称为shishes)上的kebab型构型处。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柱结构或脊柱结构，其中，沿聚合物纤维的在聚合物的kebabs上的二氧化硅结看起来像椎柱或盘(kebabs)，并且有时基本上垂直于近似于脊柱状(shish)的细长的中央脊柱或纤维(伸展的链状聚合物结晶)。
在特定的选定实施方式中，车辆可以配备有如本文所一般描述的铅酸电池。电池可进一步设置有如本文所述的隔板。车辆可以是汽车、卡车、摩托车、全地形车辆、叉车、高尔夫球车、混合动力车辆、混合动力电动车辆电池、电动车辆、怠速起停(ISS)车辆、电动人力车、电动自行车、电动自行车电池以及它们的组合。
在特定的优选实施方式中，本公开或发明提供弹性电池隔板，其组件以及物理属性和特征协同结合，以意想不到的方式解决深循环电池工业中以前未被满足的需求，其具有改进的电池隔板(具有诸如聚乙烯的聚合物多孔膜以及一定量的性能增强添加剂和肋的隔板)，该隔板满足或在特定的实施方式中超过目前在许多深循环电池应用中使用的先前已知的弹性性能。特别是，本文所描述的本发明的隔板与传统上与深循环电池一起使用的隔板相比，更坚固、更不易碎、更不脆、随时间推移更稳定(不易降解)。本发明的有弹性的、含性能增强添加剂且具有肋的隔板将聚乙烯基隔板的期望的坚固的物理和机械性能与常规隔板的功能相结合，同时还增强了使用这种隔板的电池系统的性能。
根据至少选定的实施方式、方面或目的，本文公开或提供的是新的或改进的隔板、电池隔板、增强型富液式电池隔板、电池、电池单元和/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、电池单元和/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电池隔板，其用于增强型富液式铅酸电池。另外，本文公开的是方法、系统和电池隔板，其具有降低的ER、改善的穿刺强度、改善的隔板CMD刚度、改善的抗氧化性、减少的隔板厚度、降低的基重以及它们的任意组合。根据至少特别的实施方式，本公开或发明致力于改进的隔板，其用于增强型富液式铅酸电池，其中隔板具有降低的ER、改善的穿刺强度、改善的隔板CMD刚度、改善的抗氧化性、减少的隔板厚度、降低的基重或它们的任意组合。根据至少特定的实施方式，提供隔板，其包括或显示出降低的ER、改善的穿刺强度、改善的隔板CMD刚度、改善的抗氧化性、减少的隔板厚度、降低的基重以及它们的任意组合。根据至少特定的实施方式，在电池应用中提供隔板，其用于平板电池、管式电池、车辆SLI和HEV ISS应用、深循环应用、高尔夫球车或高尔夫车以及电动人力车电池、在部分充电状态(PSOC)下工作的电池、逆变器电池和用于可再生能源的蓄电池以及它们的任意组合。
在特别的示例性实施方式中，铅酸电池设置有电极阵列，其具有一个或多个负极，以及在一个或多个负极之间交错的一个或更多个正极。一个或多个负极中的至少一个被纤维垫包封，而与一个或多个负极中的至少一个相邻的一个或多个正极被多孔膜包封。多孔膜可以是微孔电池隔板。
在示例性方面，纤维垫可以是非织造的、网状的、毡和/或之类的和/或它们的组合。纤维垫还可以是玻璃纤维、纸浆、聚合物和/或之类的和/或它们的组合。另外，纤维垫可以由聚合物以及另外的玻璃纤维、纸浆和/或之类的和/或它们的组合形成，并且聚合物可以是聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺和/或之类的和/或它们的组合。纤维垫可以是无机材料，比如二氧化硅。纤维垫是纺粘熔融非织造复合材料或碳纤维非织造材料和/或之类的。
示例性的多孔膜可以设置有在其至少一个表面上的一组或多组肋，或者在其两个表面上的一组或多组肋。肋可以具有约10μm至约2.0mm的高度。多孔膜可以是天然材料、合成材料、聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、天然橡胶、合成橡胶、合成木浆、玻璃纤维、木质素、纤维素纤维和/或之类的和/或它们的组合中一种或多种。作为替代方案，多孔膜可以是聚乙烯、二氧化硅和加工油，其中加工油的量为多孔膜重量的约5％至多孔膜重量的约15％。
在特定的选定方面，多孔膜具有大于约55％、约60％、约65％的孔隙率。
在另一个示例性方面，示例性铅酸电池的多孔膜可被包封在正极周围，并且被密封在正极的一边、两边和/或三边上。
在又一个示例性方面，示例性铅酸电池的纤维垫可被包封在负极周围，并被密封在负极的一边、两边和/或三边。
在又一示例性的实施方式中，优选的铅酸电池的一个示例可以设置有电极阵列，其包括一个或多个负极，以及在一个或多个负极之间穿插的一个或多个正极。电池可进一步设置有一个或多个电极和纤维垫组件，其包括至少被部分地集成进至少一个负极中的纤维垫。多孔膜(可以是微孔膜)可以包封一个或多个电极和纤维垫组件中的一个或多个，或者可以包封与一个或多个电极和纤维垫组件相邻的一个或多个正极中的至少一个。在示例性方面，纤维垫可以以纤维垫垫厚度的约2％至约50％、垫厚度的约5％至约25％、垫厚度的约5％至约20％或垫厚度的约10％至约15％被集成进活性材料中。
任何示例性的纤维垫可以是非织造材料、网状物、毡和/或之类的和/或它们的组合中的一种或多种。另外，纤维垫可以是玻璃纤维、纸浆、聚合物和/或之类的和/或它们的组合中的一种或多种。进一步地，纤维垫可以由聚合物和聚合物与另外的玻璃纤维、纸浆和/或之类的和/或它们的组合一起中的一种或多种形成，并且聚合物可以是聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺和/或之类的和/或它们的组合中的一种或多种。
在示例性铅酸电池的另一方面，示例性纤维垫可以是无机材料，比如二氧化硅。纤维垫可以是纺粘熔融非织造物、碳纤维非织造物和/或之类的。
在示例性铅酸电池的又一方面，示例性多孔膜可以在其一个或两个表面上具有一组或多组肋。一组或多组肋中的肋可以具有约10μm至约2.0mm的高度。
示例性的多孔膜可以是天然材料、合成材料、聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、天然橡胶、合成橡胶、合成木浆、玻璃纤维、木质素、纤维素纤维和/或之类的和/或它们的组合中的至少一种。在一种特别的实施方式中，多孔膜可以是聚乙烯、二氧化硅和加工油。
在另一个示例性方面，示例性铅酸电池的多孔膜可以被包封在正极周围并且被密封在正极的一边、两边和/或三边上。在又一个示例性方面，示例性铅酸电池的多孔膜可以被密封在一个或多个电极和纤维垫组件的一边、两边和/或三边上。
在示例性的优选实施方式的进一步的选定实施方式中，铅酸电池设置有电极阵列，其为彼此交替排列的一个或多个负极和一个或多个正极。还进一步设置有多孔膜包封，以包封位于其中的一个或多个负极中的至少一个，多孔膜在其一个或多个表面上包括肋，并且纤维垫位于包封内。肋可以至少部分地在邻近纤维垫的多孔膜的表面上。肋可以具有约10μm至约2.0mm或约5μm至约300μm或约25μm至约200μm的高度。另外，纤维垫可以包封一个或多个负极中的至少一个。进一步地，纤维垫可以被至少部分地集成进负极中。
作为一种替代方案，纤维垫可以是位于肋之间的离散件，并且具有肋高度的约50％至肋高度的约150％的厚度。在本发明的选定方面，纤维垫可以位于负极和多孔膜之间。纤维垫可以是玻璃纤维、纸浆、聚合物以及它们的组合中的一种或多种。纤维垫可以由与玻璃纤维、纸浆和它们的组合中的一种或多种相结合的聚合物形成；其中聚合物可以是聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的组合中的一种或多种。另外，纤维垫可以是无机材料，比如二氧化硅。纤维垫可以是纺粘熔融非织造复合材料或碳纤维非织造材料。
在选定的实施方式中，多孔膜可在其两个表面上具有肋。另外，多孔膜可以是天然材料、合成材料、聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、天然橡胶、合成橡胶、合成木浆、玻璃纤维、木质素、纤维素纤维以及它们的组合中的一种或多种。具体地，多孔膜可以是聚乙烯、二氧化硅和加工油。
在本发明的选定方面，多孔膜可以被密封在负极的一边、负极的两边或负极的三边上。另外，纤维垫可以被密封在负极的一边、负极的两边和负极的三边上。
在本发明的选定实施方式中，一种系统设置有一种车辆，该车辆利用一种或多种如本文所充分描述的电池。车辆可以是汽车、卡车、摩托车、全地形车辆、摩托车、叉车、高尔夫球车、混合动力车辆、混合电动车辆、电动车辆、怠速起停(ISS)车辆、电动人力车电池、电动三轮车、电动自行车、轮椅或船舶。
在选定的实施方式中，如本文所充分描述的铅酸电池可以是平板电池、富液式铅酸电池、增强型富液式铅酸电池(EFB)、阀控铅酸(VRLA)电池、凝胶电池、吸收式玻璃垫(AGM)电池、深循环电池、管状电池、逆变器电池、车辆电池、启动-照明-点火(SLI)车辆电池、怠速-启停(ISS)车辆电池、汽车电池、卡车电池、摩托车电池、全地形车电池、叉车电池、高尔夫球车电池、混合动力电动车辆电池、电动车辆电池、轮椅电池、电动人力车电池、电动三轮车电池、电动自行车电池或船舶电池。
在选定的实施方式中，提供一种方法，其用于防止或减轻在铅酸电池、富液式铅酸电池中或者在或将要在部分充电状态下运行的富液式铅酸电池中的酸置换。该方法可以包括制造这样的电池，其具有与本文所描述的任何电池基本相同的结构。
如本文所描述或展示的新的或改进的系统、车辆、电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、隔板、纤维垫、电池单元、电极，和/或制造和/或使用此类电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、纤维垫、电池单元和/或电极的方法。
新的或改进的电池，特别是如本文所示和/或所述的铅酸电池；新的或改进的系统、车辆、电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、隔板、纤维垫、电池单元、电极，和/或制造和/或使用此类系统、车辆、电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、隔板、纤维垫、电池单元和/或电极的方法；具有用于铅酸电池的改进的隔板的改进的电池，和/或使用具有这种改进的隔板的这种电池的改进方法；方法、系统、处理和电池隔板，其用于在铅酸电池中延长电池寿命、减少电池故障、减少水耗、降低浮充电流、降低内阻的增加、提高润湿性、减少酸分层、改善酸扩散、保留活性材料、减轻活性材料脱落和/或改善均匀性；用于铅酸电池的改进的隔板，其中隔板包括改进的功能涂层，减少酸分层的改进的电池隔板，改善酸扩散的改进的电池隔板，保留活性材料的改进的铅酸电池，减轻活性材料脱落的改进的铅酸电池隔板，包括此类改进的隔板的改进的铅酸电池，长寿命汽车铅酸电池，改进的富液式铅酸电池和/或之类的，和/或电池，其具有减少的酸分层、改善的酸扩散、改善的活性材料保留能力和/或提高的减少活性材料脱落的能力；一种电池，其具有聚乙烯隔板和在其间设置有纤维垫的负极，和/或制造和/或使用这种电池的方法；一种电池，其具有层合在其上的多孔膜和纤维垫，其中在这种电池中，纤维垫与负极相邻，和/或制造和/或使用这种电池的方法。在特定的实施方式中，可能优选的是，纤维垫被粘结至聚合物膜(例如，粘结至膜的肋，比如粘结至负极肋)，并且纤维垫不嵌入膜的背网中。
如本文所述，示例性的隔板可用于各种应用中的铅酸电池中。这样的应用可以包括，例如：部分充电状态应用；深循环应用；汽车应用；卡车应用；摩托车应用；移动动力应用，比如叉车、高尔夫球车(也称高尔夫车)等；电动汽车应用；混合电动汽车(HEV)应用；ISS车辆应用；人力车应用；电动三轮车应用；电动自行车应用；船舶应用；能量收集和存储应用，比如可再生和/或可替代能量收集和存储，比如风能、太阳能等。另外，示例性的隔板可用于各种电池中。这样的示例性电池可包括，例如：富液式铅酸电池，比如增强型富液式铅酸电池；AGM电池；VRLA电池；平板电池；管状电池；部分充电状态电池；深循环电池；汽车电池；卡车电池；摩托车电池；移动动力电池，比如叉车电池、高尔夫球车(也称高尔夫车)电池等；电动车辆电池；混合电动车辆(HEV)电池；ISS车辆电池；电动人力车电池；电动三轮车电池；电动自行车电池；船用电池；能量收集和存储电池，比如可再生和/或可替代性能量收集和存储，比如风能、太阳能，等等。
根据至少选定的实施方式，本公开或本发明致力于新的或改进的隔板，其用于铅酸电池，比如富液式铅酸电池，特别是增强型富液式铅酸电池(EFB)以及各种其他铅酸电池，比如凝胶和吸收式玻璃垫(AGM)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、电池隔板、弹性隔板、平衡隔板、EFB隔板、电池、电池单元、系统，涉及它们的方法，使用它们的车辆，制造它们的方法，它们的应用以及上述的组合。另外，本文公开的是方法、系统和电池隔板，其通过减少电池电极的酸缺乏来延长电池寿命并减少电池故障。
本文描述了富液式铅酸电池和包括这种电池的车辆。富液式铅酸电池包括电极阵列，其包括一个或多个负极极板和一个或多个正极极板，它们交替布置并彼此穿插。在一些实施方式中，负极极板被纤维垫包裹或包封，并且多孔膜被包裹或包封在相邻的正极周围。在一些实施方式中，纤维垫被至少部分地集成进负极极板中，并且多孔膜或是被包裹在具有纤维垫被部分地集成进其中的负极极板周围，或是被包裹在相邻的正极极板周围。在其他实施方式中，负极极板被具有肋的多孔膜包封，并且在被包封的负极极板和包封负极极板的多孔膜之间存在纤维垫。还提供了利用所公开的电池的方法、系统和车辆。
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、增强型富液式电池隔板、电池、电池单元和/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、电池单元、电池的方法，使用它们的系统、方法和/或车辆。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电池隔板、弹性隔板、平衡隔板、富液式铅酸电池隔板或增强型富液式铅酸电池隔板，比如用于深循环和/或部分充电状态(PSoC)应用中的隔板。这样的应用可包括这些非限制性的示例，如：电动机械应用，比如叉车和高尔夫球车(有时被称为高尔夫车)、电动人力车、电动自行车、电动三轮车等；汽车应用，比如启动照明点火(SLI)电池，比如用于内燃机车辆的电池；怠速起停(ISS)车辆电池；混合动力车辆应用，混合动力电动车辆应用；具有高动力要求的电池，比如不间断电源(UPS)或阀控铅酸(VRLA)和/或具有高CCA要求的电池；逆变器；以及能量存储系统，比如那些见于可再生和/或可替代能源系统(比如太阳能和风能收集系统)中的那些能量存储系统。
根据至少选定的实施方式，本公开或发明致力于隔板、弹性隔板、平衡隔板，特别是用于富液式铅酸电池的隔板，其能够减少或减轻酸缺乏；减少或减轻酸分层；减少或减轻枝晶生长；具有降低的电阻和/或能够增加冷启动电流；具有降低的电阻和负极交叉肋；具有低水耗、降低的电阻和/或负极交叉肋；具有阻碍或预防枝晶的性能、特征和/或结构；具有防酸混合性能、特征和/或结构；具有增强的负极交叉肋；在PE膜、片、套筒、折叠、包裹、袋、封套和/或之类的正极侧和/或负极侧具有玻璃垫；具有被层合到PE膜上的玻璃垫和/或它们的组合或子组合。
本文所公开的是用于铅酸电池的改进的隔板、包含这种改进的隔板的改进的铅酸电池以及包含这种改进的隔板和/或电池的系统或车辆的示例性的实施方式。铅酸电池隔板设有多孔膜，该多孔膜具有从其表面延伸的多个肋。肋设置有多个不连续的峰，其被布置成为多孔膜提供弹性支撑，以便抵抗由NAM溶胀而施加的力，从而减轻与NAM溶胀相伴的酸缺乏的影响。隔板还被设置成能够利用包含这种隔板的电池所经历的任何运动，以便通过促进酸混合来减轻酸分层的影响。还提供铅酸电池，其包含所提供的隔板。这样的铅酸电池可以是富液式铅酸电池、增强型富液式铅酸电池，并且可以设置成在部分充电状态下运行。还提供包含这种铅酸电池的系统，比如车辆或任何其他能量存储系统，比如太阳能或风能收集系统。提供其他示例性的实施方式，比如具有下列中的任意一个或多个：降低的电阻；增强的抗穿刺性；增强的抗氧化性；提高的减轻枝晶生长影响的能力以及其他改进。
根据至少选定的实施方式、方面或目的，本公开或发明可以解决现有的电池、隔板或膜(特别是但不限于EFB电池和隔板)的问题或困难，和/或可以提供和/或可以致力于新的或改进的隔板、电池隔板、膜、隔板膜、增强型富液式电池隔板、纤维垫、电池、电池单元和/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、电池单元和/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/或之类的(其包括这样的隔板、垫、电池)，和/或制造和/或使用这种改进的隔板、垫、电池单元、电池、系统、车辆和/之类的改进的方法。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/或使用具有这种改进的隔板的这种电池的改进方法。根据至少选定的实施方式，本公开或发明致力于隔板，特别是用于增强型富液式电池的隔板，其具有减小的电阻和/或增加的冷启动电流。另外，本文公开的是方法、系统和电池隔板，其用于在至少增强型富液式电池中增强活性材料的保留、延长电池寿命、减少水耗、降低内阻、增加润湿性、减少酸分层、改善酸扩散、改善冷启动电流、改善均匀性等。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、较高吸油性的二氧化硅、较高硅烷醇基的二氧化硅、活性材料在电极上的保留和/或改善的保留和/或它们的任意组合。
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、电池单元和/或制造和/或使用这样的隔板、电池隔板、纤维垫、富液式电池隔板、增强型富液式电池隔板、电池单元和/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)电池的增强富液式电池隔板、纤维垫、用于深循环应用的富液式电池、用于移动动力应用的富液式电池、用于部分充电状态(PSoC)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/或之类的，其包括这样的隔板、纤维垫、电池，和/或改进的制造和/或使用这样的改进的隔板、纤维垫、电池单元、电池、系统、车辆和/或之类的方法。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/或使用具有这种改进的隔板的这种电池的改进方法。根据至少选定的实施方式，本公开或发明致力于隔板，特别是用于增强型富液式电池的隔板，其具有减小的电阻和/或增加的冷启动电流。另外，本文公开的是方法、系统和电池隔板，其用于在至少增强型富液式电池和/或之类的中增强活性材料的保留、延长电池寿命、减少水耗、减少内阻、增加润湿性、减少酸分层、改善酸扩散、改善冷启动电流、改善均匀性。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、优化的孔隙率、优化的空隙体积、无定形二氧化硅、较高吸油性的二氧化硅、较高硅烷醇基的二氧化硅、活性材料在电极上的保留和/或改善的保留和/或它们的任意组合。
根据至少特别的实施方式，本公开或发明致力于用于富液式或增强型富液式电池的改进的隔板，其中隔板包括改进的配方，其被设计为进一步减少水耗、减少维护并增加在重载深循环应用(比如高尔夫球车、可再生能源系统、地板机械和牵引车辆)中的滥用耐受性。
特征可以包括：
·包含新的聚乙烯配方，其可抵消锑迁移的影响。抑制效果与橡胶隔板相当。
·对包封或封套自动化来说，是可密封的，从而提供短路保护。
·高抗氧化性
·高孔隙率，用于较低的电阻。
·可选的玻璃垫，用于保留活性材料
优势可以包括：
·通过抵消锑中毒的负面影响(包括出色的抗氧化性和减少的水耗)，超过了电池寿命的要求。
·在高速设备上进行包封和封套，可提高生产效率和一致性，同时减少现场故障。
根据至少其他的特别实施方式，本公开或发明致力于用于管状、富液式或增强型富液式电池的改进的隔板，其中隔板通过特殊的减少水耗的特征和独特的轮廓设计，有助于在移动动力应用中延长电池寿命。随着移动动力电池在部分充电状态下运行的不断增加，此隔板可以有助于防止加速的栅格腐蚀和酸分层，从而延长电池寿命。
特征可以包括：
·锯齿状的肋图案
·低水耗性能
·更近的肋间距
优势可以包括：
·增强酸循环并改善酸混合(减少酸分层)
·较低的酸置换
·减少水耗
·极板间距均匀，在振动下不会向上移动
·均匀的组件压缩，肋间距更近
在选定的实施方式中，本文描述的是富液式铅酸电池以及包括该富液式铅酸电池的系统、车辆或装置。在特定的选定实施方式中，富液式铅酸电池包括电极阵列，其包括一个或多个负极极板和一个或多个正极极板，它们被交替地布置并彼此穿插。在一些实施方式中，负极极板被纤维垫包裹或包封，并且多孔膜被包裹或包封在相邻的正极周围。在一些实施方式中，纤维垫被至少部分地集成进负极极板中，并且多孔膜或是被包裹在具有纤维垫被部分地集成进其中的负极极板周围，或是被包裹在相邻的正极极板周围。在其他实施方式中，负极极板被具有肋的多孔膜包封，并且在被包裹的负极极板和包封负极极板的多孔膜之间存在纤维垫。在一些实施方式中，正极极板被纤维垫包裹或包封，并且多孔膜被包裹或包封在相邻的负极周围。在一些实施方式中，纤维垫被至少部分地集成进正极极板中，并且多孔膜或是被包裹在具有纤维垫被部分地集成进其中的正极极板周围，或是被包裹在相邻的负极极板周围。在其他实施方式中，正极极板和/或负极极板被具有肋的多孔膜包封，并且在被包裹的正极极板和/或负极极板和包封正极极板和/或负极极板的多孔膜之间存在纤维垫。在特定的实施方式中，还提供方法、系统、装置和/或车辆，其利用了所公开的隔板、极板、垫、膜、复合垫和膜、层合垫和膜、被包裹的极板、被袋装的极板、被包裹和袋装的极板和/或电池。
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)的隔板以及具有这种隔板的各种铅酸电池，比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、电池单元、电池和/或制造和/或使用这种隔板、电池单元和/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/或使用具有这种改进的隔板的这种电池的改进的方法。这样的电池可以是6伏(或6V)或12伏的电池，12、18、24、30、36、42或48伏的电池组，24伏、36伏、48伏、60伏、72伏或84伏的电池或电池组，以串联布线，以并联布线，2个或更多个电池的电池串和/或之类的。这样的铅酸电池可以与一个或多个电容器、锂电池、燃料电池和/或之类的组合使用。这样的电池和电池组合可以用于各种示例性应用中，比如在车辆、在可替代能量收集和存储(比如在太阳能和风能收集和其他可再生和/或可替代能源中使用的那些)、逆变器、不间断电源(UPS)设备和/或之类的中。另外，本文公开的是方法、系统和电池隔板，其用于在铅酸电池中增强活性材料保留，延长电池寿命，减少电池故障，减少水耗，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，降低为深循环电池充电和/或完全充电所需的电流和/或电压，最大程度减少内阻的增加，降低电阻，增加润湿性，减少电解液的湿润时间，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，例如在移动机械或车辆和/或静止机械或车辆中，比如高尔夫球车、叉车、逆变器、可再生能源系统和/或可替代能源系统(仅作为示例，如太阳能发电系统和风力发电系统)；特别地，所公开的隔板可用于电池系统中，其中深循环和/或部分充电状态运行是电池寿命的一部分；甚至更特别地，用在这样的电池系统中，其中在电池中加入添加剂和/或合金[例如，锑(Sb)]，以延长电池的寿命和/或增强电池的性能和/或增强电池的深循环和/或部分充电状态下运行的能力。
所附权利要求书的组成和方法在范围上不受本文所述的具体组成和方法的限制，这些具体的组成和方法意在说明权利要求书的几个方面，并且功能上等效的任何组成和方法都意欲落在权利要求书的范围内。除了本文所示和所描述的那些之外，组成和方法的各种变体也意欲落在所附权利要求书的范围内。此外，尽管仅具体描述了本文所公开的特定代表性组成和方法步骤，但是即使没有特别叙述，组成和方法步骤的其他组合也意欲落在所附权利要求书的范围内。因此，步骤、元素、组件或成分的组合可能在本文中明确地或不那么明确地被提及，但是，即使没有明确说明，步骤、元素、组件和成分的其他组合也被包括在内。当在本文中使用时，术语“包含”及其变体与术语“包括”及其变体同义使用，并且是开放性的非限制性术语。尽管本文已使用术语“包含”和“包括”来描述各种实施方式，但是可以使用术语“基本上由……组成”和“由……组成”来代替“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。除了在实施例中或另有说明的以外，在说明书和权利要求书中使用的所有表示成分数量、反应条件等的数字，至少应被理解为不是试图将等同原则的应用限制在权利要求书的范围内，并应根据有效数字的数目和常规的四舍五入方法来解释。
在不背离本发明的精神和本质属性的情况下，本发明可以以其他形式实施，因此，当指明本发明的范围时，应参照所附权利要求书而非前述说明书。公开的是可用于执行所公开的方法和系统的组件。本文公开了这些和其他组件，并且应当理解，当公开这些组件的组合、子集、交互作用、群组等时，尽管可能没有明确公开每个单独的个体和集体的组合和排列的具体参考，但对于所有方法和系统，每一种都在本文中被特意考虑和描述。这适用于本申请的所有方面，包括但不限于所公开的方法中的步骤。因此，如果可以执行多种额外的步骤，则应理解，这些额外步骤中的每一个都可以与所公开方法的任何具体实施方式或实施方式的组合一起执行。
仅出于说明的目的给出了对结构和方法的前述书面描述。实施例被用来公开示例性的实施方式，包括最佳模式，并且也使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何设备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，并且根据以上教导，许多修改和变化是可能的。本文描述的特征可以以任意组合来组合。本文所描述的方法的步骤可以按物理上可能的任何顺序执行。本发明的可专利范围由所附权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他实施例。如果这样的其他实施例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元素，则这样的其他实施例意欲在权利要求书的范围内。
所附权利要求书的组成和方法在范围上不受本文所描述的具体组成和方法(其意在作为权利要求的一些方面的说明)的限制。功能上等效的任何组成和方法都意欲落在权利要求书的范围内。除了本文所示和所描述的那些之外，组成和方法的各种变体也都意欲落在所附权利要求书的范围内。此外，尽管仅具体描述了本文公开的特定的代表性组成和方法步骤，但是即使没有特别叙述，组成和方法步骤的其他组合也意欲落在所附权利要求书的范围内。因此，步骤、元素、组件或成分的组合可能在本文中明确地或不那么明确地被提及，但是，即使没有明确说明，步骤、元素、组件和成分的其他组合也被包括在内。
当被用在说明书和所附权利要求书中时，单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数指称，除非上下文另外明确指出。范围可在本文中被表示为从“约”或“大约”一个特定值和/或至“约”或“大约”另一特定值。当表达这样的范围时，另一实施方式包括从一个特定值和/或至另一特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，将被理解为特定值形成另一实施方式。还需理解，每个范围的端点在相对于另一端点和独立于另一端点两方面都是重要的。“可选的”或“可选地”意味着随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，并且该描述包括所述事件或情况发生的情形和不发生的情形。
在本说明的整个说明书和权利要求书中，单词“包括”和该单词的变体，比如“分词形式的包括”和“单数形式的包括”，是指“包括但不限于”，并且不意图排除例如其他添加剂、组分、整数或步骤。术语“基本上由……组成”和“由……组成”可以代替“包含”和“包括”来使用，以提供本发明的更具体的实施方式，并且也被公开。“示例性的”或“例如”是指“一个……的例子”，并且无意传达出优选的或理想的实施方式的指示。类似地，“比如”不是限制性的，而是用于解释或示例性目的。
除非另有说明，否则说明书和权利要求书中使用的所有表示几何形状、尺寸等的数字，至少应被理解为不是试图将等同原则的应用限制在权利要求书的范围内，而且要根据有效数字的数量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的发明所属领域的技术人员通常所理解的相同的含义。本文所引用的出版物及其所引用的材料通过引用被明确地并入。
另外，本文说明性地公开的本发明可以在不存在本文未具体公开的任何要素的情况下适当地实施。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种铅酸电池，包括：
电极阵列，其包括一个或多个负极，和穿插在所述一个或多个负极之间的一个或多个正极；
纤维垫包封，所述一个或多个负极中的一个被置于其中；和
多孔膜包封，所述纤维垫包封被置于其中。
2.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封是非织造材料、网状物、绒布以及它们的组合中的一种。
3.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封包括选自玻璃纤维、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种材料。
4.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封由聚合物和聚合物与额外的玻璃纤维、纸浆以及它们的组合中的一种或多种一起形成；和
所述聚合物包括选自聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的组合中的一种或多种材料。
5.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封包括无机材料。
6.如权利要求5所述的铅酸电池，其中，所述无机材料包括二氧化硅。
7.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，纤维垫包封包括纺粘熔融非织造复合材料。
8.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封包括碳纤维非织造材料。
9.如权利要求8所述的铅酸电池，其中，所述碳纤维非织造材料包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
10.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
11.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封包括成核添加剂。
12.如权利要求11所述的铅酸电池，其中，所述成核添加剂是碳、硫酸钡(BaSO4)以及它们的组合形式中的一种。
13.如权利要求12所述的铅酸电池，其中，所述碳的形式包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
14.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封包括与所述负极相邻设置的导电层。
15.如权利要求14所述的铅酸电池，其中，所述导电层包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
16.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜包括在其至少一个表面上的一组或多组肋；所述一组或多组肋在其两个表面上。
17.如权利要求16所述的铅酸电池，其中，所述一组或多组肋中的所述肋具有约10μm至约2.0mm的高度。
18.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜包括选自天然材料、合成材料、聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、天然橡胶、合成橡胶、合成木浆、玻璃纤维、木质素、纤维素纤维、以及它们的组合中的至少一种材料。
19.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜包括聚乙烯、二氧化硅和加工油。
20.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜被密封在下列中的一个上：所述正极的一边、所述正极的两边、和所述正极的三边。
21.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封被密封在下列中的一个上：所述负极的一边、所述负极的两边、和所述负极的三边。
22.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜具有大于约55％的孔隙率。
23.如权利要求22所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜具有大于约60％的孔隙率。
24.如权利要求23所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜具有大于约65％的孔隙率。
25.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜是微孔电池隔板。
26.一种铅酸电池，包括：
电极阵列，其包括一个或多个负极，和穿插在所述一个或多个负极之间的一个或多个正极；
一个或多个电极和纤维垫组件，其包括被至少部分地集成进所述一个或多个负极中的至少一个中的纤维垫；和
多孔膜，其包封所述一个或多个电极和纤维垫组件中的一个，或与所述一个或多个电极和纤维垫组件相邻的所述一个或多个正极中的至少一个。
27.如权利要求26所述的铅酸电池，进一步包括与所述一个或多个负极附接的活性材料；其中，所述纤维垫以所述纤维垫厚度的约2％至约50％被集成进所述活性材料中。
28.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫以所述垫厚度的约5％至约25％被集成进所述活性材料中。
29.如权利要求28所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫以所述垫厚度的约5％至约20％被集成进所述活性材料中。
30.如权利要求29所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫以所述垫厚度的约10％至约15％被集成进所述活性材料中。
31.如权利要求26所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫是非织造材料、网状物、绒布以及它们的组合中的一种。
32.如权利要求26所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫由选自玻璃纤维、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种材料形成。
33.如权利要求26所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫由聚合物和聚合物与额外的选自玻璃纤维、纸浆以及它们的组合中的一种或多种一起形成；和
其中，所述聚合物包括选自聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的组合中的至少一种。
34.如权利要求26所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包括无机材料。
35.如权利要求34所述的铅酸电池，其中，所述无机材料包括二氧化硅。
36.如权利要求26所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫是纺粘熔融非织造复合材料。
37.如权利要求26所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫是碳纤维非织造材料。
38.如权利要求37所述的铅酸电池，其中，所述碳纤维非织造材料包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
39.如权利要求26所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
40.如权利要求26所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包括成核添加剂。
41.如权利要求40所述的铅酸电池，其中，所述成核添加剂是碳、硫酸钡(BaSO4)以及它们的组合的形式中的一种。
42.如权利要求41所述的铅酸电池，其中，所述碳的形式包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
43.如权利要求26所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包括与所述负极相邻设置的导电层。
44.如权利要求43所述的铅酸电池，其中，所述导电层包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
45.如权利要求26所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜包括在其至少一个表面上的一组或多组肋。
46.如权利要求38所述的铅酸电池，其中，所述一组或多组肋在其两个表面的每一个上。
47.如权利要求46所述的铅酸电池，其中，所述肋组中的所述肋具有约10μm至约2.0mm的高度。
48.如权利要求26所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜包括选自天然材料、合成材料、聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、天然橡胶、合成橡胶、合成木浆、玻璃纤维、木质素、纤维素纤维、以及它们的组合中的至少一种材料。
49.如权利要求26所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜包括聚乙烯、二氧化硅和加工油。
50.如权利要求26所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜被密封在下列中的一个上：所述正极的一边、所述正极的两边、和所述正极的三边。
51.如权利要求26所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜被密封在下列中的一个上：所述一个或多个电极和纤维垫组件的一边、所述一个或多个电极和纤维垫组件的两边、以及所述一个或多个电极和纤维垫组件的三边。
52.如权利要求26所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜是微孔电池隔板。
53.一种富液式铅酸电池，包括：
电极阵列，其包括彼此交替布置的一个或多个负极和一个或多个正极；
多孔膜，其包封设置在其中的所述一个或多个负极中的至少一个；
其中，所述多孔膜包括在其一个或多个表面上的肋；
纤维垫，其被设置在所述包封内。
54.如权利要求53所述的富液式的铅酸电池，其中，所述肋至少部分地在与所述纤维垫相邻的多孔膜的表面上。
55.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述肋具有约10μm至约2.0mm的高度。
56.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述肋具有约5μm至约300μm的高度。
57.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述肋具有约25μm至约200μm的高度。
58.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫包封所述一个或多个负极中的一个。
59.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫被至少部分地集成进所述负极。
60.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫包括设置在所述肋之间的离散的片。
61.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫具有所述肋高度的约50％至所述肋高度的约150％的厚度。
62.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫被布置在所述负极和所述多孔膜之间，并且可选地被层合至多孔膜。
63.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫包括选自玻璃纤维、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种材料。
64.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫由聚合物与选自玻璃纤维、纸浆以及它们的组合中的至少一种材料组合而形成；
其中，所述聚合物包括选自聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的组合中的至少一种。
65.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫包括无机材料。
66.如权利要求65所述的富液式铅酸电池，其中，所述无机材料包括二氧化硅。
67.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫是纺粘熔融非织造复合材料。
68.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，纤维垫包括碳纤维非织造材料。
69.如权利要求68所述的富液式铅酸电池，其中，所述碳纤维非织造材料包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
70.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
71.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫包括成核添加剂。
72.如权利要求71所述的富液式铅酸电池，其中，所述成核添加剂是碳、硫酸钡(BaSO4)以及它们的组合中的形式中的一种。
73.如权利要求72所述的富液式铅酸电池，其中，所述碳的形式包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
74.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫包括导与所述负极相邻布置的导电层。
75.如权利要求74所述的富液式铅酸电池，其中，所述导电层包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
76.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述多孔膜具有在其两个表面上的肋。
77.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述多孔膜包括选自天然材料、合成材料、聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、天然橡胶、合成橡胶、合成木浆、玻璃纤维、木质素、纤维素纤维、以及它们的组合中的至少一种材料。
78.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述多孔膜包括聚乙烯、二氧化硅和加工油。
79.如权利要求78所述的富液式铅酸电池，其中，所述加工油的量为所述多孔膜重量的约5％至所述多孔膜重量的约15％。
80.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述多孔膜被密封在下列中的一个上：所述负极的一边、所述负极的两边、和所述负极的三边。
81.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫被密封在下列中的一个上：所述负极的一边、所述负极的两边、和所述负极的三边。
82.如权利要求53所述的富液式铅酸电池，其中，所述多孔膜是微孔电池隔板。
83.一种系统，包括：车辆和如权利要求1、26或53任一所述的所述铅酸电池或富液式铅酸电池。
84.如权利要求83所述的车辆，其中，所述车辆是选自下列中的一种：汽车、卡车、摩托车、全地形车、摩托车、叉车、高尔夫球车、混合动力车辆、混合动力电动车辆、电动车辆、怠速起停(ISS)车辆、电动人力车电池、电动三轮车、电动自行车、轮椅、和轮船。
85.如权利要求1、26或53任一所述的铅酸电池或富液式铅酸电池，其中，所述电池选自：平板电池、富液式铅酸电池、增强型富液式铅酸电池(EFB)、阀控铅酸(VRLA)电池、凝胶电池、吸收式玻璃垫(AGM)电池、深循环电池、管状电池、移动电池、逆变器电池、PSoC电池、车辆电池、启动照明点火(SLI)车辆电池、怠速起停(ISS)车辆电池、汽车电池、卡车电池、摩托车电池、全地形车电池、叉车电池、高尔夫球车电池、混合动力电动车辆电池、电动车辆电池、轮椅电池、电动人力车电池、电动三轮车电池、电动自行车电池、和船用电池。
86.一种方法，用于在铅酸电池、富液式铅酸电池、增强型富液式铅酸电池、或者在或将要在部分充电状态下运行的富液式铅酸电池中防止酸置换，其包括制造电池，使之具有与让权利要求1、26或53任一所述的电池相同的结构。

Claims (89)

1.一种铅酸电池，包括：
电极阵列，其包括一个或多个负极，和穿插在所述一个或多个负极之间的一个或多个正极；
纤维垫包封，所述一个或多个负极中的一个被置于其中；和
多孔膜包封，所述纤维垫包封被置于其中。
2.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封是非织造材料、网状物、绒布以及它们的组合中的一种。
3.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封包括选自玻璃纤维、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种材料。
4.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封由聚合物和聚合物与额外的玻璃纤维、纸浆以及它们的组合中的一种或多种一起形成；和
所述聚合物包括选自聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的组合中的一种或多种材料。
5.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封包括无机材料。
6.如权利要求5所述的铅酸电池，其中，所述无机材料包括二氧化硅。
7.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，纤维垫包封包括纺粘熔融非织造复合材料。
8.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封包括碳纤维非织造材料。
9.如权利要求8所述的铅酸电池，其中，所述碳纤维非织造材料包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
10.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
11.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封包括成核添加剂。
12.如权利要求11所述的铅酸电池，其中，所述成核添加剂是碳、硫酸钡(BaSO4)以及它们的组合形式中的一种。
13.如权利要求12所述的铅酸电池，其中，所述碳的形式包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
14.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封包括与所述负极相邻设置的导电层。
15.如权利要求14所述的铅酸电池，其中，所述导电层包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
16.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜包括在其至少一个表面上的一组或多组肋。
17.如权利要求16所述的铅酸电池，其中，所述一组或多组肋在其两个表面上。
18.如权利要求16所述的铅酸电池，其中，所述一组或多组肋中的所述肋具有约10μm至约2.0mm的高度。
19.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜包括选自天然材料、合成材料、聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、天然橡胶、合成橡胶、合成木浆、玻璃纤维、木质素、纤维素纤维、以及它们的组合中的至少一种材料。
20.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜包括聚乙烯、二氧化硅和加工油。
21.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜被密封在下列中的一个上：所述正极的一边、所述正极的两边、和所述正极的三边。
22.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包封被密封在下列中的一个上：所述负极的一边、所述负极的两边、和所述负极的三边。
23.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜具有大于约55％的孔隙率。
24.如权利要求23所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜具有大于约60％的孔隙率。
25.如权利要求24所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜具有大于约65％的孔隙率。
26.如权利要求1所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜是微孔电池隔板。
27.一种铅酸电池，包括：
电极阵列，其包括一个或多个负极，和穿插在所述一个或多个负极之间的一个或多个正极；
一个或多个电极和纤维垫组件，其包括被至少部分地集成进所述一个或多个负极中的至少一个中的纤维垫；和
多孔膜，其包封所述一个或多个电极和纤维垫组件中的一个，或与所述一个或多个电极和纤维垫组件相邻的所述一个或多个正极中的至少一个。
28.如权利要求27所述的铅酸电池，进一步包括与所述一个或多个负极附接的活性材料；其中，所述纤维垫以所述纤维垫厚度的约2％至约50％被集成进所述活性材料中。
29.如权利要求28所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫以所述垫厚度的约5％至约25％被集成进所述活性材料中。
30.如权利要求29所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫以所述垫厚度的约5％至约20％被集成进所述活性材料中。
31.如权利要求30所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫以所述垫厚度的约10％至约15％被集成进所述活性材料中。
32.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫是非织造材料、网状物、绒布以及它们的组合中的一种。
33.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫由选自玻璃纤维、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种材料形成。
34.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫由聚合物和聚合物与额外的选自玻璃纤维、纸浆以及它们的组合中的一种或多种一起形成；和
其中，所述聚合物包括选自聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的组合中的至少一种。
35.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包括无机材料。
36.如权利要求35所述的铅酸电池，其中，所述无机材料包括二氧化硅。
37.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫是纺粘熔融非织造复合材料。
38.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫是碳纤维非织造材料。
39.如权利要求38所述的铅酸电池，其中，所述碳纤维非织造材料包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
40.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
41.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包括成核添加剂。
42.如权利要求41所述的铅酸电池，其中，所述成核添加剂是碳、硫酸钡(BaSO4)以及它们的组合的形式中的一种。
43.如权利要求42所述的铅酸电池，其中，所述碳的形式包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
44.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述纤维垫包括与所述负极相邻设置的导电层。
45.如权利要求44所述的铅酸电池，其中，所述导电层包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
46.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜包括在其至少一个表面上的一组或多组肋。
47.如权利要求39所述的铅酸电池，其中，所述一组或多组肋在其两个表面的每一个上。
48.如权利要求47所述的铅酸电池，其中，所述肋组中的所述肋具有约10μm至约2.0mm的高度。
49.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜包括选自天然材料、合成材料、聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、天然橡胶、合成橡胶、合成木浆、玻璃纤维、木质素、纤维素纤维、以及它们的组合中的至少一种材料。
50.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜包括聚乙烯、二氧化硅和加工油。
51.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜被密封在下列中的一个上：所述正极的一边、所述正极的两边、和所述正极的三边。
52.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜被密封在下列中的一个上：所述一个或多个电极和纤维垫组件的一边、所述一个或多个电极和纤维垫组件的两边、以及所述一个或多个电极和纤维垫组件的三边。
53.如权利要求27所述的铅酸电池，其中，所述多孔膜是微孔电池隔板。
54.一种富液式铅酸电池，包括：
电极阵列，其包括彼此交替布置的一个或多个负极和一个或多个正极；
多孔膜，其包封设置在其中的所述一个或多个负极中的至少一个；
其中，所述多孔膜包括在其一个或多个表面上的肋；
纤维垫，其被设置在所述包封内。
55.如权利要求54所述的富液式的铅酸电池，其中，所述肋至少部分地在与所述纤维垫相邻的多孔膜的表面上。
56.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述肋具有约10μm至约2.0mm的高度。
57.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述肋具有约5μm至约300μm的高度。
58.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述肋具有约25μm至约200μm的高度。
59.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫包封所述一个或多个负极中的一个。
60.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫被至少部分地集成进所述负极。
61.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫包括设置在所述肋之间的离散的片。
62.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫具有所述肋高度的约50％至所述肋高度的约150％的厚度。
63.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫被布置在所述负极和所述多孔膜之间，并且可选地被层合至多孔膜。
64.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫包括选自玻璃纤维、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种材料。
65.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫由聚合物与选自玻璃纤维、纸浆以及它们的组合中的至少一种材料组合而形成；
其中，所述聚合物包括选自聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的组合中的至少一种。
66.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫包括无机材料。
67.如权利要求66所述的富液式铅酸电池，其中，所述无机材料包括二氧化硅。
68.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫是纺粘熔融非织造复合材料。
69.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，纤维垫包括碳纤维非织造材料。
70.如权利要求69所述的富液式铅酸电池，其中，所述碳纤维非织造材料包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
71.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
72.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫包括成核添加剂。
73.如权利要求72所述的富液式铅酸电池，其中，所述成核添加剂是碳、硫酸钡(BaSO4)以及它们的组合中的形式中的一种。
74.如权利要求73所述的富液式铅酸电池，其中，所述碳的形式包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
75.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫包括导与所述负极相邻布置的导电层。
76.如权利要求75所述的富液式铅酸电池，其中，所述导电层包括导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积碳黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳、以及它们的组合。
77.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述多孔膜具有在其两个表面上的肋。
78.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述多孔膜包括选自天然材料、合成材料、聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(PVC)、天然橡胶、合成橡胶、合成木浆、玻璃纤维、木质素、纤维素纤维、以及它们的组合中的至少一种材料。
79.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述多孔膜包括聚乙烯、二氧化硅和加工油。
80.如权利要求79所述的富液式铅酸电池，其中，所述加工油的量为所述多孔膜重量的约5％至所述多孔膜重量的约15％。
81.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述多孔膜被密封在下列中的一个上：所述负极的一边、所述负极的两边、和所述负极的三边。
82.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述纤维垫被密封在下列中的一个上：所述负极的一边、所述负极的两边、和所述负极的三边。
83.如权利要求54所述的富液式铅酸电池，其中，所述多孔膜是微孔电池隔板。
84.一种系统，包括：车辆和如权利要求1、27或554任一所述的所述铅酸电池或富液式铅酸电池。
85.如权利要求84所述的车辆，其中，所述车辆是选自下列中的一种：汽车、卡车、摩托车、全地形车、摩托车、叉车、高尔夫球车、混合动力车辆、混合动力电动车辆、电动车辆、怠速起停(ISS)车辆、电动人力车电池、电动三轮车、电动自行车、轮椅、和轮船。
86.如权利要求1、27或554任一所述的铅酸电池或富液式铅酸电池，其中，所述电池选自：平板电池、富液式铅酸电池、增强型富液式铅酸电池(EFB)、阀控铅酸(VRLA)电池、凝胶电池、吸收式玻璃垫(AGM)电池、深循环电池、管状电池、移动电池、逆变器电池、PSoC电池、车辆电池、启动照明点火(SLI)车辆电池、怠速起停(ISS)车辆电池、汽车电池、卡车电池、摩托车电池、全地形车电池、叉车电池、高尔夫球车电池、混合动力电动车辆电池、电动车辆电池、轮椅电池、电动人力车电池、电动三轮车电池、电动自行车电池、和船用电池。
87.一种方法，用于在铅酸电池、富液式铅酸电池、增强型富液式铅酸电池、或者在或将要在部分充电状态下运行的富液式铅酸电池中防止酸置换，其包括制造电池，使之具有与让权利要求1、27或54任一所述的电池相同的结构。
88.新的或改进的系统、车辆、电池、富液式铅酸电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、隔板、纤维垫、电池单元、电极、和/或制造和/或使用这样的电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、纤维垫、电池单元和/或电极的方法，其如本文所示、所要求保护或所描述。
89.新的或改进的电池，特别是如本文所示和/或所描述的铅酸电池；新的或改进的系统、车辆、电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、隔板、纤维垫、电池单元、电极和/或制造和/或使用这样的系统、车辆、电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、隔板、纤维垫、电池单元和/或电极的方法；具有用于铅酸电池的改进的隔板的改进的电池和/或使用具有这种改进的隔板的这种电池的改进方法；方法、系统、处理和电池隔板，用于在铅酸电池中延长电池寿命、减少电池故障、减少水耗、降低浮充电流、减少内阻的增加、增加润湿性、减少酸分层、改善酸扩散、保留活性材料、减轻活性材料脱落和/或改善均匀性；用于铅酸电池的改进的隔板，其中隔板包括改进的功能涂层、减少酸分层的改进的电池隔板、改善酸扩散的改进的电池隔板、保留活性材料的改进的铅酸电池、减轻活性材料脱落的改进的铅酸电池隔板、包括这样的改进隔板的改进的铅酸电池、长寿命汽车铅酸电池、改进的富液式铅酸电池和/或之类的，和/或电池，其具有降低的酸分层、改进的酸扩散、改进的保留活性材料的能力和/或改进的减少活性材料脱落的能力；一种电池，具有聚乙烯隔板和负极，负极具有设置在其间的纤维垫，和/或制造和/或使用这样的电池的方法；一种电池，其具有多孔膜和层合在其上的纤维垫，其中在这样的电池中纤维垫与负极相邻，和/或制造和/或使用这样的电池的方法。
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