CN113644381A - 改进的平板电池隔板、改进的电池和相关方法 - Google Patents

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纳温·普拉布·尚穆加姆
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Abstract

示例性混合电池隔板设置有多孔片材，其具有折叠的底边和接合的侧边，形成袋。折叠的底边可以具有一个或多个开口或狭缝。本公开的混合隔板对于平板式循环电池特别有用。本公开的隔板可以有效地增强电池可充电性和备用时间。另外，本公开的隔板可有助于减少电池中的水分损失、降低使用中的维护需求。具有本公开的隔板的电池预期可用于各种应用，诸如逆变器、高尔夫球车以及太阳能和牵引应用。

Description

改进的平板电池隔板、改进的电池和相关方法
本申请为分案申请，原优先权日是2015年8月13日；原国际申请日是2016年8月12日；原国际申请号为PCT/US2016/046668；进入中国国家阶段的日期是2018年4月8日，中国申请号是201680058696.0；原发明名称是《改进的平板电池隔板、改进的电池和相关方法》。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年8月13日提交的PCT申请No.PCT/US2015/045060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，本公开涉及新型或改进的隔板、电池隔板、平板隔板、电池、电池单元，和/或制造和/或使用这种隔板、电池隔板、平板隔板、电池单元和/或电池或其组合的方法。根据至少某些实施方式，本公开涉及用于平板循环电池的新型或改进的铅酸电池隔板、平板深循环电池、平板逆变器电池、平板UPS电池、平板家用UPS电池、平板长循环寿命电池、深循环固定式,牵引式,逆变器，叉车电池、富液式电池、UPS,ESS,ESS,平板电池，改进的制造、使用这种改进的隔板、电池单元、电池、系统或其组合的方法。根据至少某些实施方式，本公开涉及用于平板固定电池的改进的隔板，使用具有所述改进的隔板的所述电池的改进方法，或其组合。此外，本文公开了用于增强电池寿命、减少水分损失、改善至少平板固定电池的均匀性，或其组合的方法、系统和电池隔板。根据至少特定的实施方式，本公开涉及一种用于平板电池的改进的隔板，所述隔板包括性能增强添加剂或涂层、混合封套、交叉肋(cross rib)形状或型，或其组合。
背景技术
已知一种类型的铅酸富液式蓄电池或VLA蓄电池被称为平板或平板深循环蓄电池(或更简单地称为“平板电池”)。这些电池通常用于高温和部分充电应用，例如逆变器、光伏系统等。当用于深循环应用时，平板固定式电池倾向于保持充电状态或部分充电状态。相应地，在电池的使用期限内电池的效率和/或充电时间逐渐减少。在这样的操作条件下，电池板由于硫酸化(或硫酸盐化)而劣化，并且电池寿命过早地结束。此外，在通常的浮充电压下，例如13.8V至14.4V左右，平板深循环电池深度放电后不能完全恢复。但是，简单地增加浮充电压并不是一个通用的解决方案，因为较高的电压加速了栅极的腐蚀，并可能降低循环寿命。
在如逆变器电池等深循环应用中，关键的要求包括更好的可充电性、改善的备用时间以及更低的水分损失，以减少维护需要。然而，一个标准的改进可能伴随着对电池性能另一个方面的相应的有害影响。例如，具有某些涂层的电池虽然有可能减少水分损失，但是电池充电接受性通常会受到涂布工艺的影响。
在一些情况下，例如北卡罗来纳州夏洛特的Daramic,LLC(达拉米克有限责任公司)所拥有的美国专利No.6,703,161(其通过引用整体并入本文)已经公开了用于铅酸蓄电池的电池隔板，例如多层电池隔板。
对于在浮充电条件下具有改善的可充电性的深循环电池或者具有降低的水损失和栅极腐蚀率的深循环电池，需要至少某些改进隔板的应用或电池来克服上述问题。
发明内容
根据至少选定的实施方式，本公开可以解决上述问题或需求。根据至少某些目的，本公开可以提供克服上述问题的改进的隔板、在浮充电条件下具有改善的可充电性的深循环电池、具有降低的水损失和栅极腐蚀率的深循环电池，或其组合。
根据至少选定的实施方式，本公开可以解决上述问题或需求，并且可以提供新型或改进的隔板、电池隔板、平板隔板、电池、电池单元；制造或使用这种隔板、电池隔板、平板隔板、电池、电池单元或其组合的方法。根据至少某些实施方式，本公开涉及新型或改进的铅酸电池隔板，用于平板循环电池、平板深循环电池、平板逆变器电池、平板UPS电池、平板家用UPS电池、平板长循环寿命电池、深循环固定式、牵引式、逆变器或叉车电池、富液式电池、UPS、ESS、BESS、叉车、液压车、高尔夫球车或剪叉式升降电池、板电池单元，改进的制造或使用这种改进的隔板、电池单元、电池、系统或其组合的方法。根据至少某些实施方式，本公开涉及一种用于平板固定电池的改进的隔板，以及使用具有这种改进隔板的电池的改进方法。另外，本文公开了用于增强电池寿命、减少水损失、改善至少平板固定电池中的均匀性或其组合的方法、系统和电池隔板。根据至少具体的实施方式，本公开涉及一种用于平板电池的改进的隔板，所述隔板包括性能增强添加剂或涂层、混合封套、交叉肋形状或型或其组合。
本文公开了用于铅酸电池的新型或改进的隔板。所述隔板优选地包括或包含性能增强添加剂、混合封套形状、肋状表面或其组合。
根据至少一个实施方式，提供了一种混合封套形状的隔板。所述隔板可以是多孔膜，例如多孔聚烯烃如聚乙烯。混合封套可以包含沿着底部边的一个或多个开口或狭缝。然而，示例性实施方式在封套的角处可以不具有开口。
在封套面向正电极板(“正电极面”)的外表面上可以设置多个肋。在封套的内表面上可以以与外表面上的肋不同的方向设置多个肋(“交叉肋”)。内表面和外表面的肋可以基本上彼此垂直。面向负电极板(“负电极面”)的封套的内表面的肋可以是迷你肋或迷你交叉肋，其可以比正电极面或外表面肋更小且间隔更紧密。尽管肋被描述为位于隔板的某个面上，但是可以理解的是肋也可以在与上文所述相对的面上，并且可以添加一个或多个玻璃垫。
所述隔板还可以包含表面活性剂添加剂以及其他添加剂或试剂、残油、填料或其组合。
本文所述的一个示例性实施方式提供了一种具有多孔片材的电池隔板，所述多孔片材具有折叠的底边和接合的侧边，形成具有外表面和内表面的袋。所述折叠的底边具有一个或多个开口或狭缝；片材的外表面和内表面都具有肋；外肋和内肋可以不在相同的方向上延伸。隔板还可以具有至少一种表面活性剂，其可以是非离子表面活性剂。这种非离子表面活性剂可以是下列中的一种或多种：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混合物、胺乙氧基化物、脱水山梨糖醇脂肪酸酯乙氧基化物、有机硅氧烷基表面活性剂、乙烯乙酸乙烯酯三元共聚物、乙氧基化烷基芳基磷酸酯或脂肪酸的蔗糖酯。所述外肋也可以平行于侧边延伸，所述内肋垂直于侧边延伸，并且所述外肋可以比所述内肋更大。
本文公开的又一个示例性实施方式提供了一种具有多孔片材的电池隔板，所述多孔片材具有折叠的底边和接合的侧边，形成具有外表面和内表面的袋。片材的外表面和内表面可以具有肋。所述外肋和内肋可以不在相同的方向上延伸。所述隔板可以选择性地具有至少一种表面活性剂。隔板还可以具有折叠的底边(或靠近底边)，其具有一个或多个开口或狭缝。所述狭缝可以被定位成使得它们不延伸到接合的侧边，不延伸到角落等。虽然袋或封套可能是优选的，但是也可以使用在底部的具有一个或多个焊接部分的套筒。
本公开可以进一步提供另一个示例性实施方式，其提供了具有多孔片材的电池隔板，所述多孔片材设置有折叠的底边和接合的侧边，形成具有外表面和内表面的袋。折叠的底边可以具有一个或多个开口或狭缝，并且隔板可以包含至少一种表面活性剂。所述电池隔板还可以在片材的外表面和内表面都设置肋，外肋和内肋不在相同的方向上延伸。
新型或改进的隔板、电池隔板、平板隔板、电池、电池单元，和/或制造和/或使用这种隔板、电池隔板、平板隔板、电池单元和/或电池的方法，用于平板循环电池、平板深循环电池、平板逆变器电池、平板UPS电池、平板家用UPS电池、平板长循环寿命电池、深循环固定式、牵引式、逆变器或叉车电池、富液式电池、UPS、ESS、BESS、平板电池单元的新型或改进的铅酸电池隔板，和/或制造和/或使用这种改进的隔板、电池单元、电池、系统等的改进方法，用于平板固定式电池的改进的隔板和/或使用具有这种改进的的隔板的电池的改进的方法，用于提高电池寿命、减少水分损失和/或改善至少平板固定电池的均匀性的方法、系统和电池隔板，用于平板电池的改进的隔板，其中隔板包括如本文所示或所述的性能增强添加剂或涂层、混合封套和/或交叉肋形状或型、和/或类似物。
本文所述的另一个示例性实施方式可以是设置有如本文一般性描述的电池隔板的电池。所述电池可以是富液铅酸电池或平板铅酸电池。
附图说明
以下图示说明本公开的示例性实施方式。
图1A是本发明的混合封套隔板实施方式的照片。
图1B是更常规样式的封套隔板的照片。
图1C是在负极板相对的表面上具有交叉肋的隔板的照片。
图1D是在负极板相对的表面上具有迷你肋(小肋)的隔板的照片。
图2A、2B和2C示出了具有对照隔板样品、具有X型负极肋图案和添加剂的传统的封套隔板样品，以及具有X型负极肋图案和添加剂的混合隔板(混合袋)样品的平板逆变器电池在43A放电至10.5V以及在13.9V充电10小时的168个循环的过程中放电作为初始放电的百分比。
图3A、3B和3C示出了具有对照隔板样品，与具有X型负极肋图案和添加剂的混合隔板样品的平板逆变器电池在43A放电至10.5V以及在13.9V充电10小时的168个循环的过程中放电作为初始放电的百分比。
图4A、4B和4C示出了具有对照隔板样品，与具有X型负极肋图案和添加剂的混合隔板样品的平板逆变器电池在43A放电至10.5V及在13.9V充电10小时的168个循环的过程中的比较充电。
图5A、5B和5C示出了具有对照隔板样品，与具有X型负极肋图案和添加剂的混合隔板样品的平板逆变器电池在43A放电至10.5V及在13.9V充电10小时的50个循环的过程中的比较比重。
图6A-1至6C-4示出了具有对照隔板样品，与具有X型负极肋图案和添加剂的混合隔板样品的平板逆变器电池在43A放电至10.5V及在13.9V充电10小时过程中的比较充电特征曲线。
图7A、7B和7C示出了具有对照隔板样品，与具有X型负极肋图案和添加剂的混合隔板样品的平板逆变器电池在43A放电至10.5V及在13.9V充电10小时的逆变器电池循环测试过程中的比较放电持续时间/备用时间。
图8A、8B和8C示出了具有对照隔板样品，与具有X型负极肋图案和添加剂的混合隔板样品的平板逆变器电池在逆变器电池循环测试过程中的比较充电输入数据，以Ah表示。
图9A、9B和9C示出了具有对照隔板样品，与具有X型材负极肋图案和添加剂的混合隔板样品的逆变器电池在逆变器电池循环测试期间的比较比重。
图10示出了具有对照隔板样品，与具有X型负极肋图案和添加剂的混合隔板样品的的平板逆变器电池的比较水分损失。
图11A、11B、11C、11D、11E和11F示出了具有对照隔板的样品，与具有X型材负极肋图案和添加剂的混合隔板样品的平板逆变器电池的比较水分损失。
图12A、12B、12C和12D示出了放电持续时间作为初始备用时间的百分比。图12A和12B表示，在400W放电至10.50V；在15A时充电至14.40V；继续在14.40V下充电3小时；并继续以13..8V充电1小时的84个循环的过程中平板逆变器电池的放电持续时间作为初始备用时间的百分比。图12C和12D分别表示在43A放电至10.50V；在13.90V下充电10小时，其中最大电流极限为15A的情况下，平板逆变器电池在168个循环期间的放电持续时间作为初始备用时间的百分比。所有电池都提供有对照隔板和混合隔板的样品。
图13A是在大约250次充电和放电循环之后混合隔板的电池正极板的照片表现。图13B是在大约250次充电和放电循环之后传统对照隔板的电池正极板的照片表现。
图14A是在大约250次充电和放电循环之后混合隔板的电池负极板的照片表现。图14B是在大约250次充电和放电循环之后传统对照隔板的电池负极板的照片表现。
图15A是大约250次充电和放电循环后的混合隔板的照片表现。图15B是大约250次充电和放电循环后传统对照隔板的照片表现。
图16A是大约310次充电和放电循环之后混合隔板的电池正极板的照片表现。图16B是大约310次充电和放电循环后传统对照隔板的电池正极板的照片。
图17A是大约310次充电和放电循环后混合隔板的电池负极板的照片表现。图17B是在大约310次充电和放电循环之后传统对照隔板的电池负极板的照片表现。
图18A是大约310次充电和放电循环后的混合隔板的照片表现。图18B是大约310次充电和放电循环后传统对照隔板的照片表现。
具体实施方式
根据至少选择的实施方式，本公开涉及新型或改进的隔板、电池隔板、平板隔板、电池、电池单元、和/或制造和/或使用这些隔板、电池隔板、平板隔板、电池单元和/或电池，或其组合的方法。根据至少某些实施例，本公开涉及新型或改进的铅酸电池隔板，用于平板循环电池、平板深循环电池、平板逆变器电池、平板UPS电池、平板家用UPS电池、平板长循环寿命电池、深循环固定式、牵引式、逆变器、叉车电池、富液式电池、UPS、ESS、BESS、平板电池单元，改进的制造、使用这种改进的隔板、电池单元、电池、系统或其组合的方法。根据至少某些实施例，本公开涉及用于平板固定电池的改进的隔板，使用具有这种改进的隔板的电池的改进方法，或其组合。此外，本文公开了用于增强电池寿命、减少水分损失、改善至少平板固定电池的均匀性或其组合的方法、系统和电池隔板。根据至少具体的实施方式，本公开涉及一种用于平板电池的改进的隔板，其中隔板包括性能增强添加剂或涂层、混合封套、交叉肋形状或型或其组合。
根据至少选择的实施方式，本发明的隔板优选为由天然或合成材料制成的多孔膜(例如具有小于约1μm的孔的微孔膜，具有大于约1μm的孔的中孔或大孔膜)，所述天然或合成材料为例如聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂、PVC、橡胶、合成木浆(SWP)、玻璃纤维、纤维素纤维或其组合，更优选由热塑性聚合物制成的微孔膜。优选的微孔膜可具有约0.1μm(100nm)的孔直径和约60％的孔隙率。原则上，热塑性聚合物可以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和聚烯烃。聚乙烯基底料包括例如聚氯乙烯(PVC)。聚烯烃包括例如聚乙烯、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和聚丙烯。一个优选的实施方式可以包括填料(例如二氧化硅)和UHMWPE的混合物。通常，优选的隔板可以通过在挤出机中将约30重量％的二氧化硅与约10重量％的UHMWPE和约60％的加工油混合来制备。该混合物还可以包括少量隔板领域中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、类似材料或其组合)并且被挤出成平片形状。
可存在于隔板中的一种这样的添加剂是表面活性剂。适合的表面活性剂包括如烷基硫酸盐、烷基芳基磺酸盐、烷基酚-烯化氧加成产物、肥皂、烷基-萘磺酸盐、磺基琥珀酸盐的二烷基酯、季胺、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物，以及磷酸单烷基酯和磷酸二烷基酯的盐。所述添加剂可以是非离子表面活性剂，例如多元醇脂肪酸酯、聚乙氧基化酯、聚乙氧基醇、烷基多糖如烷基聚糖苷及其混合物、胺乙氧基化物、山梨糖醇酐脂肪酸酯乙氧基化物、有机硅氧烷基表面活性剂、乙烯乙酸乙烯酯三元共聚物、乙氧基化烷基芳基磷酸酯和脂肪酸的蔗糖酯。
所述添加剂、试剂、填充剂可以以各种方式加入所述电池隔板。所述添加剂可以例如在完成时(例如在萃取后)施加到隔板上，或者添加到用于生产隔板的混合物中，或者其组合。根据一个优选的实施方式，所述添加剂或添加剂的溶液被施加到隔板的表面。该变化特别适用于非热稳定添加剂和可溶于用于后续萃取的溶剂中的添加剂的应用。根据示例性实施方式特别适合用作添加剂的溶剂是低分子量醇，如甲醇和乙醇，以及这些醇与水的混合物。所述施加可以在隔板的面向负电极的一侧、面向正电极的一侧或两侧上进行。
所述添加剂可以至少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的密度存在。所述添加剂可以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、5.0-10.5g/m2、5.0-11.0g/m2、5.0-12.0g/m2或5.0-15.0g/m2的密度范围存在于隔板上。
也可以通过将电池隔板浸入添加剂或添加剂溶液中，随后选择性地除去溶剂(例如通过干燥)来进行施加。以这种方式，添加剂的应用可以与例如在隔板生产过程中经常使用的萃取相结合。
另一个优选的选择是将添加剂或多种添加剂混入热塑性聚合物和可选的用于制造电池隔板的填料和其他添加剂的混合物中。然后将含有添加剂的均匀混合物形成网状材料。
根据本公开的至少另一个目的，提供了一种具有肋的电池隔板。纵向取向的肋(“正极肋”或“纵向肋”)(参见图1B中的肋104)可以设置在隔板的一个面上，如面向正电极的表面，或者在两面(如较大的正极肋和较小的负极肋)。横向交叉肋(“横向肋”、“交叉肋”、“负极肋”或“负侧交叉肋”)可以设置在隔板的与纵向肋相对的面上，例如面向负极的表面。
在一些示例性实施方式中，有肋隔板可具有至少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的横向肋高度。有肋隔板可具有0.005-1.0mm、0.01-0.5mm、0.025-0.5mm、0.05-0.5mm、0.075-0.5mm、0.1-0.5mm、0.2-0.4mm、0.3-0.5mm或0.4-0.5mm的横向肋高度。
在一些示例性实施方式中，有肋隔板的纵向肋(参见图1B中的肋104)可具有至少为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的高度。有肋隔板的横向肋高度可以为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。
在一些示例性实施方式中，有肋隔板可具有至少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的片材(“基底”或“背网”)厚度。有肋隔板可具有0.005-1.0mm、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、0.4-0.9mm、0.4-0.8mm、0.5-0.8mm或0.6-0.8mm的片材(基底)厚度。
在一些示例性实施方式中，有肋隔板可具有至少0.05mm、0.1mm、0.25mm、0.5mm、0.75mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5.0mm或6.0mm的总厚度(即，纵向肋高+背网厚度+横向肋高度)。有肋隔板的总厚度可以为0.05-5.0mm、0.1-5.0mm、0.2-5.0mm、0.5-5.0mm、1.0-5.0mm或1.0-4.0mm。
对于本公开至少选定的实施方式，所述有肋隔板可以具有以下特征：1)横向肋高度—优选在约0.02-0.45mm之间，并且最优选在约0.075-0.3mm之间；2)片材厚度—优选在约0.065-0.75mm之间；3)总厚度—优选在约0.10-6.0mm之间，最优选在约0.20-4.0mm之间。
根据至少一个实施方式，所述隔板由与加工油加添加剂和沉淀二氧化硅混合的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制成。根据至少另一个实施方式，所述隔板由与加工油和沉淀二氧化硅混合的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)制成。然后可以通过前述一种或多种技术将所述添加剂施加到隔板上。根据至少一个特定的实施方式，负侧交叉肋(negative cross rib)是圆形迷你肋，并且优选具有0.05-0.15mm的半径和0.25-1.3mm的肋间距。
根据至少选定的实施方式，所述电池隔板包括多孔膜，所述多孔膜具有背网和至少两排在背网正极面的正极肋，以及多个负极交叉肋或横向肋在背网的负极面。正极肋可以是直的或波浪形的，可以具有实心部分，可以具有截头棱锥形状，或其组合。所述膜可以选自聚烯烃、橡胶、聚氯乙烯、酚醛、纤维素或其组合，所述膜优选为聚烯烃材料，形成用于蓄电池的电池隔板。
在至少一个实施方式中，所述隔板由微孔热塑性材料制成，所述微孔热塑性材料设置有纵向正极肋和横向负极肋，其中至少大部分纵向肋的高度大于横向肋的高度，并且纵向肋和横向肋是由塑料一体形成的实心肋，其特征在于，横向肋基本上延伸跨过隔板的整个后部宽度。隔板背网或片材厚度可以是大约0.10-0.50mm，纵向肋的高度可以是0.3-2.0mm，并且横向肋的高度可以是0.1-0.7mm，100mm宽度的纵向刚度可以是大约5mJ，并且横向刚度可以是大约2.5mJ，并且隔板的总厚度可以小于3.5mm，优选小于2.5mm。
所述隔板可以被处理以形成混合封套。可通过在将隔板片材对折并将隔板片材的边粘合在一起以形成封套之前、期间或之后形成一个或多个狭缝或开口来形成混合封套。使用焊接或机械密封将侧面粘合在一起，以形成使隔板片材的一侧与隔板片材的另一侧接触的接缝。例如，可以使用热处理或超声波处理来完成焊接。该过程产生具有底部折叠边和两个侧边的封套形状或袋。虽然混合封套是优选的，但是隔板可以被加工以形成片材、叶片、套筒、改良的套筒、袋或封套、或者具有一个或多个玻璃垫的复合物。
现在参照图1A和1B，在图1A和1B中，将混合隔板封套的实施例与传统的隔板封套进行比较。在图1A中，示出了根据本公开的示例性混合封套100，其具有底部折痕102、外表面上的一系列肋104以及底部折痕或折叠102处的一个或多个开口或狭缝106。在图1B中，示出了更传统的隔板封套50在外表面上具有底部折痕52和一系列肋54。
隔板可以由聚乙烯制成并且可以包含设置在隔板封套的负电极面上的V形迷你肋。这些肋通过形成气体可以逸出的通道而促进电解质中产生的气体的释放。图1C示出了在负电极面上沿横向或水平方向延伸的迷你肋型。这种结构在本文中被称为“交叉负极肋型”或“X型”。其中“横向或水平”是指迷你肋通常垂直于设置在正电极面的主肋。图1D示出了在负电极面上沿垂直方向延伸的迷你肋型。这种结构在本文中被称为“V型”。其中“垂直”是指迷你肋通常与设置在正电极面上的主肋平行。另外，图1C和1D示出了隔板封套的典型的接合侧向垂直边，其中接合由卷曲操作形成。但是，其他已知的手段或方法也是可以接受的。
可使用常规手段在封套的底部或侧面折叠边中形成开口。混合封套可以有一个或多个狭缝或开口。开口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。混合封套可以具有1-5、1-4、2-4、2-3或2个开口，这些开口可以沿着底边的长度均匀或不均匀设置。图1A中示出了如上所述的示例性的混合隔板封套100。封套的角落最好不要有开口。不希望受到理论的束缚，据信开口允许电极之间的电解液流动增加，同时仍捕获从板释放的碎屑。
根据特定的实施例或实施方式，所述总隔板厚度可以在0.6-1.6mm的范围内，并且优选地为0.8-1.3mm；所述背网厚度可以在250-500μm的范围内，并且优选在300-400μm之间；所述添加剂可以是水溶液中的表面活性剂(水溶性的)；所述底部的狭缝可能在封套的底部；所述负极交叉肋可以具有100μm的高度，肋间距为0.66mm。一个特定的示例性实施方式可以具有1.05mm的总隔板厚度，具有400μm的基网厚度(背网厚度为300μm，负极交叉肋高度为100μm)以及水性表面活性剂添加剂的涂层。
除了降低水分损失并延长电池使用寿命之外，优选的隔板还可以带来其他好处。在组装方面，所述隔板采用负极交叉肋设计，以最大限度地提高抗弯刚度，确保最高生产率。为了防止在高速装配和后期使用中出现短路，与标准PE隔板相比，优选的隔板具有优异的抗刺穿性和抗氧化性。结合最低的隔板电阻，电池制造商可能发现本公开实施方式的电池具有改善的和持续的电性能。优选的实施方式具有微孔结构并且可以制造成对侧面和底部短路提供额外保护的袋或套筒。
除了降低水分损失，提高对有害元素的抵抗能力之外，我们认为还有另外一个主要在亚洲存在的需求。在供电和需求之间存在赤字的国家，逆变器电池要满足消费者的需要。在这种情况下，铅酸电池已经很好地满足了需要，并可能继续这种状况。逆变器电池每天可能会放电达8至16小时，并且只能接收偶尔的充电。在使用中，这些逆变器电池可能永远得不到完全充电，最终可能由于欠充电而失效。这些电池经常在保修期内被退回给经销商，接收充沛的充电继续使用寿命。考虑到这种具有挑战性的情况，任何可以提高电池充电接受能力或电池容量的措施都会延长使用寿命。
考虑到逆变器应用的需要，我们按照以下方式循环使用具有各种隔板的电池。电池完全放电，然后在约13.9-14.4V(对于12伏电池)的恒定电压下充电，极限电流约为电池容量的10％。有了这样的方式，我们希望给电池充电时不会出现过度充电的情况，在这种情况下可能发生剧烈的充气。如果不充气，我们意识到电池更容易出现持续的酸分层，并会长期影响容量。有了这样的测试方式，我们希望能模仿电池难以充分充电的现实生活情况。
通过这样的测试，我们的目标是通过不同的隔板设计来影响电池性能。作为对照，我们使用负极包裹的套筒，标准设计的正极肋型材和0.6mm的玻璃垫。这是目前用于逆变器电池的基本配置。为了验证防止酸分层的理论，我们简单地使用了具有交叉形或水平肋型材的隔板，面向负电极板。
使这些具有不同隔板的电池循环，负极交叉肋快速产生15％的容量，这种差异随着循环保持。在以前的讨论种，我们提出过交叉肋将破坏在充电过程中在板表面形成的浓酸的边界层。一旦形成这个酸的边界层，重酸就会聚集在电池单元的底部并扭曲充电接收。在过度充电期间当严重的气体产生时，酸会有混合的可能。但是在逆变器应用中，过充电不太可能。从之前的图表来看，利用负极交叉肋隔板的电池始终优于使用具有标准肋型材的隔板的电池。这种负极交叉肋设计，可以包含在用于干法或湿法充电和逆变器电池的优选产品中。
所述微孔聚合物层优选由聚烯烃制成，例如聚丙烯、乙烯-丁烯共聚物，优选聚乙烯，更优选高分子量聚乙烯，即分子量至少为600,000，甚至更优选超高分子量聚乙烯，即分子量至少为1,000,000，特别是大于4,000,000，最优选为5,000,000至8,000,000(通过粘度测量法测量并由Margolie方程计算)的聚乙烯，基本上为零(0)的标准负荷熔融指数(按照ASTM D 1238(条件E)中的规定使用2,160g的标准负载进行测量)和粘度值不小于600ml/g，优选不小于1000ml/g，更优选不小于2,000ml/g，最优选不小于3,000ml/g(在130℃，在100g萘烷中具有0.02g聚烯烃的溶液中测定)。
根据至少一个实施方式，所述隔板由与加工油和沉淀二氧化硅混合的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)构成。根据至少一个其他实施方式，所述隔板由与加工油、添加剂和沉淀二氧化硅混合的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)构成。所述微孔聚合物层优选包含8-100体积％聚烯烃，0-40体积％增塑剂和0-92体积％惰性填料的均匀混合物。优选的填料是干的细分散的二氧化硅。优选的增塑剂是石油。由于增塑剂是最容易从聚合物—填料—增塑剂组合物中除去的组分，所以它可用于赋予电池隔板多孔性。
所述微孔聚合物层具有直径小于1μm的平均孔径。优选50％以上的孔直径为0.5μm以下。特别优选的是至少90％的孔具有小于0.5μm的直径。所述微孔聚合物层优选具有0.05-0.5μm，优选0.1-0.2μm范围之间的平均孔径。
所述微孔聚合物层的厚度优选大于0.1mm且小于或等于0.6mm。优选地，所述微孔聚合物层的厚度在0.25至0.45mm的范围内，并且最优选地为约0.3mm。
所述微孔聚烯烃可以加入一种或多种添加剂。可存在于聚烯烃中的一种这样的添加剂是表面活性剂。适合的表面活性剂包括如烷基硫酸盐、烷基芳基磺酸盐、烷基酚-烯化氧加成产物、肥皂、烷基-萘磺酸盐、磺基琥珀酸盐的二烷基酯、季胺、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物，以及磷酸单和二烷基酯的盐。所述添加剂可以是非离子表面活性剂，例如多元醇脂肪酸酯、聚乙氧基化酯、聚乙氧基化脂肪醇、烷基多糖如烷基多糖苷及其混合物、胺乙氧基化物、山梨糖醇酐脂肪酸酯乙氧基化物、有机硅氧烷基表面活性剂、乙烯乙酸乙烯酯三元共聚物、乙氧基化烷基芳基磷酸酯和脂肪酸的蔗糖酯。
在某些实施方式中，添加剂可以由式(I)的化合物表示，
R(OR1)n(COOMx+ 1/x)m(I)
其中，
·R是非芳族烃基，其具有10至4200个碳原子，优选13至4200个碳原子，其可被氧原子间隔；
·R1是H、-(CH2)kCOOMx+ 1/x或-(CH2)k-SO3MX+ 1/X，优选H，其中k是1或2；以及
·M是碱金属或碱土金属离子、H+或NH4 +，其中并非所有变量M同时具有H+基；
οn＝0或1；
οm＝0或从10到1400的整数；以及
οx＝1或2；
式(I)化合物中氧原子与碳原子的比例在1:1.5至1:30的范围内，m和n不能同时为0。不过，优选变量n和m中只有一个不等于0。
非芳香烃基是指不含芳基的基团或其本身代表一个基团。烃基可以被氧原子间隔，即含有一个或多个醚基。
R优选为可被氧原子间隔的直链或支链脂肪族烃基。饱和的、未交联的烃基是非常特别优选的。
令人惊奇地发现，通过使用式(I)的化合物来制造电池隔板，可有效地保护其免受氧化破坏。
含有根据式(I)的化合物的电池隔板是优选的，其中，
·R是具有10-180，优选12-75且非常特别优选14-40个碳原子的烃基，其可以被1-60个，优选1-20个和非常特别优选1-8个氧原子间隔，特别优选式R2-[(OC2H4)p(OC3H6)q]-的烃基，其中，
οR2是具有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；
οp是0至30的整数，优选0至10，特别优选0至4；
οq是0至30的整数，优选0至10，特别优选0至4；以及
ο特别优选的化合物中p和q的总和为0至10，特别是0至4；
·n＝1；以及
·m＝0。
式R2-[(OC2H4)p(OC3H6)q]-应理解为也包括方括号内的基团序列不同于所示的那些化合物。例如根据示例性实施方式，其中括号中的基团通过交换(OC2H4)和(OC3H6)基团形成的化合物是适合的。
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已被证明是特别有利的。OC2H4优选OCH2CH2，OC3H6代表OCH(CH3)CH2和/或OCH2CH(CH3)。
作为优选添加剂提出的是特别优选的醇(p＝q＝0；m＝0)伯醇，优选为脂肪醇乙氧基化物(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)的伯醇。脂肪醇烷氧基化物可通过例如相应醇与环氧乙烷或环氧丙烷的反应获得。
已经证明m＝0不溶或难溶于水和硫酸类型的添加剂是特别优越的。
还优选含有根据式(I)的化合物的添加剂，其中：
·R是具有20至4200，优选50至750且非常特别优选80至225个碳原子的烷烃基团，
·M是碱金属或碱土金属离子、H+或NH4 +，特别是碱金属离子如Li+、Na+和K+或H+，其中并非所有变量M同时具有H+基，
·n＝0；
·m是从10到1400的整数；以及
·x＝1或2。
这里作为适合的添加剂特别提出的是酸基团至少部分(优选40％，特别优选80％)被中和的聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸和丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物。所述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。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，特别优选1,000至15,000g/mol并且非常特别优选1,000至4,000g/mol的聚丙烯酸。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聚合物(Fikentscher常数)的1％水溶液的粘度来确定。
(甲基)丙烯酸的共聚物也是适合的，特别适合的共聚物除了(甲基)丙烯酸外，还包括乙烯、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。含有至少重量比40％，优选至少重量比80％(甲基)丙烯酸单体的共聚物是优选的，其百分数基于单体或聚合物的酸形式。
为了中和聚丙烯酸聚合物和共聚物，碱金属和碱土金属氢氧化物如氢氧化钾，尤其是氢氧化钠是特别适合的。
所述添加剂可以以各种方式加入微孔聚烯烃。所述添加剂可以例如在聚烯烃层制成时(即萃取后)施加到聚烯烃层上，或者添加到用于制造聚烯烃层的混合物中。根据优选的实施方式，将添加剂或添加剂的溶液施加到微孔聚烯烃隔板层的表面上。这种变形特别适用于非热稳定添加剂和在微孔聚烯烃隔板层制备多孔或微孔的萃取步骤中可溶于溶剂中的添加剂的应用。特别适合作为溶剂用于本发明添加剂的是低分子量醇如甲醇和乙醇，以及这些醇与水的混合物。所述施加可在面向负电极的一侧、面向正电极的一侧或在隔板的两侧上进行。
所述添加剂可以至少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的密度存在。所述添加剂可以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、5.0-10.5g/m2、5.0-11.0g/m2、5.0-12.0g/m2或5.0-15.0g/m2的密度范围存在于隔板上。
还可以通过将聚烯烃层浸入添加剂或添加剂溶液中并随后选择性地除去溶剂(例如通过干燥)来进行施加。以这种方式，添加剂的施加可以与例如在微孔聚烯烃隔板层的生产过程中常用的提取相结合。
在本发明的某些实施方式中，微孔聚烯烃隔板层(具有或不具有性能增强添加剂)包含多个酸填充通道或酸填充通道网络。通过向微孔聚烯烃层添加肋和/或压纹该层，将这些酸填充通道施加到该微孔聚烯烃层。当向微孔聚烯烃隔板层添加肋时，可将这种肋添加到聚烯烃层的一侧或两侧。在两侧都添加肋的一些实施方式中，一侧可包括负侧交叉肋(negative cross-ribs)。在一些实施方式中，所述负侧交叉肋可以相对于层的机器方向或横向方向成角度。在多个实施方式中，肋的图案可被添加到层，所述图案可包括城垛(embattlements)、锯齿、间断的肋等。肋和/或压纹区域(有时可能被称为压延区域)的各种图案包括允许电池酸迅速进入隔板的图案，同时允许空气逸出隔板。在一些优选的实施方式中，酸填充通道(或空气流动通道)允许空气流动，同时形成酸填充通道的肋或压纹不会太大以至于干扰隔板与电极的整体接触。
所述隔板可以是PE隔板，并且可以是叶片或片材、U形折叠、套筒或袋或封套，优选混合封套。
家用不间断电源(UPS)和逆变器电池在印度市场处于领先地位，不久将在全球推出。
平板深循环电池：
特征：
·超厚的板确保长寿命
·使用特殊合金—维护量非常低
·内部分区连接—良好的放电电压曲线
·密封塑料外壳时尚外观
·良好的充电接受性—适合频繁停电
·液位指示器有助于轻松维护
应用：
这些电池最适用于高环境温度和部分充电状态用途，可用于家用逆变器、离网太阳能光伏系统、家庭照明系统、报警系统、信号设备和远程电信设备等各种应用。
主要优势：
·中等至非常长的使用寿命—深循环设计可达2.5-4年，超深循环设计可达7-10年。取决于放电深度，循环频率和电池温度。
·体积小，比能量高。通过板式容器和隔板的特殊设计完成。
·加水频率非常低。特殊合金板使电池低失水或不失水。
更好的设计：更好的性能
带有硒栅极和自动蒸汽的厚平板粘贴板；固化过程在板中产生合适比例的结合晶体
优选结果：
比世界上大部分平板电池的循环寿命长得多。
深放电条件下循环寿命超过500-600次循环。
本公开的实施方式、方面和/或目的的实施例包括：
总隔板厚度：
范围0.6-2.25mm，优选0.8-1.6mm背网厚度：
范围250-600μm，优选300-400mm
本公开的优选隔板对于平板循环电池特别有用，有效地增强了电池的可充电性和备用时间，有助于减少电池中的水分损失，降低了使用中的维护需求，提供了特别有用的电池到多种应用中，例如高尔夫球车、逆变器、太阳能和牵引应用等。
实施例
以下实施例进一步说明本公开的至少选定的隔板实施方式。
本公开的实施方式、方面和/或目的的实施例包括：
·隔板1：正极肋+V型负极肋+标准封套；
·隔板2：正极肋+V型负极肋+表面涂层+标准封套；
·隔板3：正极肋+X型负极肋+表面涂层+标准封套；
·隔板4：正极肋+X型负极肋+表面涂层+标准封套；
·隔板5：正极肋+X型负极肋+带有一个或多个狭缝的封套(“混合封套”)；
·隔板6：正极肋+X型负极肋+表面活性剂涂层+混合封套；
·隔板7：正极肋+V型负极肋+表面涂层+混合封套；
·隔板8：正极肋+表面活性剂涂层+混合封套。
参照图2A-11D，示出了所公开的隔板的电池性能的评估。准备了三种不同的电池组。使用具有12V 150Ah在20小时充电的平板电池。所述电池每个电池单元包含17个板(8个正极和9个负极)。栅极中的锑含量为2.5％，板的平均干重为271.5克(正极)和206.65克(负极)。正极板组的重量为2172±1.5克/电池单元，负极板组的重量为1860±1.5克/电池单元。
对照电池具有以下特性：具有V型的传统负极包裹的聚乙烯隔板封套，背网厚度为350μm，总厚度为1.25mm，具有0.9mm湿玻璃垫。
所述实验电池具有以下特性：X型的负极包裹的聚乙烯混合隔板封套，包括X型肋(300μm+100μm)的400μm的背网厚度，总厚度1.5mm，具有1.1mm湿玻璃垫(0.8mm和0.3mm的2层玻璃垫)。一些实验电池进一步含有如上所述的表面活性剂添加剂。表面活性剂添加剂的用量等于7.5g/m2。电池的比较性能在图2A-11F中示出。
图2A、2B和2C示出了具有如隔板1所述的对照隔板样品、具有如隔板4所述的具有添加剂的具有传统的封套形状的有肋隔板样品，以及具有如隔板6所述的具有添加剂和具有混合封套形状的有肋隔板样品的平板逆变器电池在43A放电至10.5V以及在13.9V充电10小时的168个循环的过程中放电作为初始放电的百分比。
图3A、3B和3C示出了具有如隔板1所述的对照隔板样品，与具有如隔板6所述的混合隔板样品的平板逆变器电池在43A放电至10.5V以及在13.9V充电10小时的168个循环的过程中放电作为初始放电的百分比。
图4A，4B和4C示出了具有如隔板1所述的对照隔板样品，与具有如隔板6所述的混合隔板样品的平板逆变器电池在43A放电至10.5V以及在13.9V充电10小时的168个循环的过程中的比较充电。
图5A，5B和5C示出了具有如隔板1所述的对照隔板样品，与具有如隔板6所述的混合隔板样品的平板逆变器电池在43A放电至10.5V以及在13.9V充电10小时的50个循环的过程中的比较比重。
图6A-1至6C-4示出了具有如隔板1所述的对照隔板样品，与具有如隔板6所述的混合隔板样品的平板逆变器电池在43A放电至10.5V以及在13.9V充电10小时的过程中的比较再充电曲线。
图7A，图7B和图7C示出了具有如隔板1所述的对照隔板样品，与具有如隔板6所述的混合隔板样品的平板逆变器电池在43A放电至10.5V以及在13.9V充电10小时的逆变器电池循环测试过程中的比较放电持续时间/备用时间。
图8A，8B和8C示出了具有如隔板1所述的对照隔板样品，与具有如隔板6所述的混合隔板样品的平板逆变器电池在逆变器电池循环测试过程中的以Ah表示的比较再充电输入数据。
图9A、图9B和图9C示出了具有如隔板1所述的对照隔板样品，与具有如隔板6所述的混合隔板的平板逆变器电池在逆变器电池循环测试过程中的的比较比重。
图10示出了具有如隔板1所述的对照隔板样品，与如隔板6所述的混合隔板的平板逆变器电池在逆变器电池的比较水损失。
图11A、11B、11C、11D、11E和11F示出了具有如隔板1所述的对照隔板样品，与具有如隔板6所述的混合隔板的平板逆变器电池的比较水分损失。
图12A、12B、12C和12D示出了放电持续时间作为初始备用时间的百分比。图12A和12B表示，在400W放电至10.50V；在15A时充电至14.40V；继续在14.40V下充电3小时；并继续以13..8V充电1小时的84个循环的过程中平板逆变器电池的放电持续时间作为初始备用时间的百分比。图12C和图12D分别表示在43A放电至10.50V；在13.90V下充电10小时，其中最大电流极限为15A的情况下，平板逆变器电池在168个循环期间的放电持续时间作为初始备用时间的百分比。所有电池都提供有对照隔板和混合隔板的样品。
图13A是在大约250次充电和放电循环之后混合隔板的电池正极板的照片表现。图13B是在大约250次充电和放电循环之后传统对照隔板的电池正极板的照片表现。在图13A中示出的与混合隔板相关的板显示状态更佳。
图14A是在大约250次充电和放电循环之后混合隔板的电池负极板的照片表现。图14B是在大约250次充电和放电循环之后传统对照隔板的电池负极板的照片表现。在图14A中示出的与混合隔板相关的板显示状态更佳。
图15A是大约250次充电和放电循环后的混合隔板的照片表现。图15B是大约250次充电和放电循环后传统对照隔板的照片表现。图15A中示出的与状态更佳的电极板关联的混合隔板，被发现几乎没有或没有正极活性材料(“PAM”)的沉积，并且比对照隔板清洁得多。
图16A是大约310次充电和放电循环之后混合隔板的电池正极板的照片表现。图16B是大约310次充电和放电循环后传统对照隔板的电池正极板的照片。在图16A中示出的与混合隔板相关的板显示状态更佳。
图17A是大约310次充电和放电循环后混合隔板的电池负极板的照片表现。图17B是在大约310次充电和放电循环之后传统对照隔板的电池负极板的照片表现。在图17A中示出的与混合隔板相关的板显示状态更佳。
图18A是大约310次充电和放电循环后的混合隔板的照片表现。图18B是大约310次充电和放电循环后传统对照隔板的照片表现。图1中所示的混合隔板。图18A中示出的与状态更佳的电极板关联的混合隔板，由隔板表面上的划痕证明粘贴软化很少或没有。
发现与对照隔板相比，混合隔板及其相关电池的实施例相对于平均初始备份具有更高的备用时间。该较高的备用时间在大约8％-15％的范围内，并且更特别地在大约10％-15％的范围内，或者在大约8％-12％的范围内。与对照隔板及其相关电池相比，混合隔板和相关电池也表现出更好的比重趋势，更好的可再充电特性，约24％的更低的水损失和约20％-25％的更低的浮充电流。
根据至少选定的实施方式，本公开涉及新型或改进的隔板、电池隔板、平板隔板、电池、电池单元，和/或制造和/或使用这种隔板、电池隔板、平板隔板、电池单元和/或电池的方法。根据至少某些实施方式，本公开涉及用于平板循环电池、平板深循环电池、平板逆变器电池、平板UPS电池、平板家用UPS电池、平板长循环寿命电池、深循环固定式、牵引式、逆变器、叉车电池、富液式电池、UPS、ESS、BESS、平板电池的新型或改进的铅酸电池隔板，和/或改进的制造和/或使用这种改进的隔板、电池单元、电池、系统等的方法。根据至少某些实施方式，本公开涉及用于平板固定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，本文公开了用于增强电池寿命、减少水损失和/或改善至少平板固定电池的均匀性的方法、系统和电池隔板。根据至少特定的实施方式，本公开涉及一种用于平板电池的改进的隔板，所述隔板包括性能增强添加剂或涂层、混合封套、交叉肋形状或型等。
本文公开了用于阀控铅酸蓄电池的改进的隔板。隔板可以包含性能增强添加剂、新型混合封套形状、带肋表面或其组合。
本公开的隔板对于平板循环电池特别有用。本公开的隔板有效地增强了电池可充电性和备用时间。另外，本公开的隔板有助于减少电池中的水分损失，降低了使用中的维护需求。预期具有本公开的隔板的电池将可用于各种应用，诸如在逆变器、高尔夫球车以及太阳能和牵引应用中。
示例性混合电池隔板设置有具有形成袋的折叠的底边和接合的侧边的多孔片。折叠的底边可以具有一个或多个开口或狭缝。本公开的混合隔板对于平板循环电池特别有用。本公开的隔板可以有效地增强电池可充电性和备用时间。另外，本公开的隔板可有助于减少电池中的水分损失，降低使用中的维护需求。具有本公开的隔板的电池预期可用于各种应用，诸如逆变器、高尔夫球车以及太阳能和牵引应用。
上述对结构和方法的书面描述仅作为说明的目的。实施例用于公开示例性实施方式，包括最佳模式，并且还使本领域的技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何其中包含的方法。这些实施例不是穷尽性的或意图将本发明限制于所公开的精确步骤和/或形式，并且鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。本文描述的特征可以以任何组合结合。这里描述的方法的步骤可以以物理上可能的任何顺序来执行。本发明的可专利范围由所附权利要求限定，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不具有与权利要求的字面语言不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质区别的等同结构要素，则这些其他实施例意图在权利要求的范围内。
所附权利要求的组合和方法在范围上不受本文所述的具体组合和方法的限制，其仅旨在作为权利要求的一些方面的说明。任何功能上等同的组合和方法都应落入权利要求书的范围内。除了本文所示和所述的组合和方法以外的各种修改应落入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某些代表性组合和方法步骤，但是即使没有具体列举，组合和方法步骤的其他组合也应落入所附权利要求书的范围内。因此，步骤、元素、组分或组成的组合可能在本文中明确提及或未提及，然而，步骤、元素、组分和组成的其他组合，即使没有明确说明也应包括在内。
如说明书和所附权利要求中所使用的，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”，“一个”和“该”包括复数指代物。范围可以在本文中表达为“约”一个特定值，和/或“约”另一个特定值。当表示这样的范围时，另一个实施例可包括从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，当数值被表达为近似值时，通过使用先行词“约”，应该理解该特定值形成另一个实施例。需进一步理解的是，每个范围的端点显然既与另一个端点相关联，又独立于另一个端点。
“可选”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，并且描述包括所述事件或情况发生以及不发生的情况。
在本文的整个说明书和权利要求书中，术语“包括”及其变体(诸如“包括着”和“包含”)意味着“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”可以用来代替“包括”和“包含”来提供本发明的更具体的实施方式，并且也被公开。“示例性”意指“一个实施例”，并不是为了传达优选或理想实施例的含义。“诸如”不是用于限制性的表示，而是用于解释性或示例性的目的。
除了指出的地方之外，在说明书和权利要求书中使用的表示几何形状、尺寸等的所有数字至少应理解其限度，而不是试图限制在权利要求书的范围内等同原则的应用，应根据有效数字的位数和普通舍入方法来解释。
除非另外定义，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理解的相同的含义。本文引用的出版物及其引用的材料通过引用并入本文。

Claims (20)

1.一种用于例如平板电池的铅酸电池的电池隔板，其包括：
多孔片材，其包括底边和接合的侧边，形成具有外表面和内表面的袋或封套；
其中，所述底边具有一个或多个开口或缝隙；
所述片材的外表面和内表面均包括肋；以及
所述外侧肋平行于所述侧边，所述内侧肋平行于或垂直于所述侧边，并且所述外侧肋的宽度和高度大于所述内侧肋的宽度和高度。
2.如权利要求1所述的电池隔板，其中，所述隔板含有至少一种表面活性剂。
3.如权利要求2所述的电池隔板，其中，所述表面活性剂是非离子型表面活性剂。
4.如权利要求3所述的电池隔板，其中，所述非离子表面活性剂包含一种或多种多元醇脂肪酸酯、聚乙氧基化酯、聚乙氧基化醇、烷基多糖如烷基聚糖苷及其混合物、胺乙氧基化物、山梨糖醇酐脂肪酸酯乙氧基化物、基于有机硅氧烷的表面活性剂、乙烯乙酸乙烯酯三元共聚物、乙氧基化烷基芳基磷酸酯、或脂肪酸的蔗糖酯。
5.如权利要求1所述的电池隔板，其中，所述外侧肋平行于所述内侧肋，所述内侧肋垂直于所述侧边。
6.一种富液式铅酸蓄电池，其包含如权利要求1所述的隔板。
7.一种平板铅酸蓄电池，其包含如权利要求1所述的隔板。
8.一种用于铅酸电池的电池隔板，包括：
多孔片材，其具有底边和接合的侧边，形成具有外表面和内表面的袋或套；
其中，所述底边具有一个或多个通孔或狭缝；
所述隔板含有至少一种表面活性剂。
9.如权利要求8所述的电池隔板，其中，所述片材的外表面和内表面均包括肋；并且所述外侧肋和所述内侧肋不在相同的方向上延伸。
10.一种铅酸电池，其包含如权利要求8所述的隔板。
11.一种平板铅酸蓄电池，其包含如权利要求8所述的隔板。
12.一种平板铅酸蓄电池、平板循环蓄电池、平板深循环蓄电池、平板逆变器蓄电池、平板UPS蓄电池、平板家用UPS蓄电池、平板长循环寿命电池、固定式电池、深循环固定式或牵引式或逆变器或叉车电池、富液式电池、UPS或ESS或BESS电池或电池单元、平板电池单元、平板UPS或ESS或BESS电池单元，或其组合，其包含权利要求8所述的隔板。
13.一种通过折叠电池隔板而形成的混合封套，其中，该套袋的边缘包括一个或多个缝隙或开口。
14.如权利要求13所述的混合封套，其中，所述边缘是折叠的边缘。
15.如权利要求13所述的混合封套，其中，所述一个或多个缝隙或开口的长度是边缘总长度的1/50至1/3。
16.如权利要求13所述的混合封套，其中，所述电池隔板的一个或多个表面包括肋，所述肋可以是以下至少一种：连续肋、锯齿肋、间断肋、城垛肋。
17.如权利要求13所述的混合封套，进一步含有表面活性剂添加剂。
18.如权利要求17所述的混合封套，其中，所述表面活性剂添加剂是非离子型表面活性剂添加剂。
19.如权利要求13所述的混合封套，进一步含有可以是伯醇的添加剂。
20.如权利要求13所述的混合封套，其中，所述边缘是焊接的边缘。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019152872A1 (en) * 2018-02-02 2019-08-08 Johnson Controls Technology Company Lead acid battery separator and lead acid battery
CN114300791A (zh) * 2021-12-28 2022-04-08 宁德新能源科技有限公司 包装袋和电芯

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4037030A (en) * 1975-03-31 1977-07-19 Gould Inc. Storage battery and method of forming the same
JPH05144427A (ja) * 1991-11-22 1993-06-11 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 袋状セパレータを用いた鉛蓄電池
JPH09213377A (ja) * 1996-01-30 1997-08-15 Ricoh Co Ltd 角形電池
JPH1126010A (ja) * 1997-06-27 1999-01-29 Tanimoto Yukio 陰極エンベロープ方式鉛蓄電池およびその製造方法
JP2000315489A (ja) * 1999-04-30 2000-11-14 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 角形非水電解液二次電池
JP2003217552A (ja) * 2002-01-28 2003-07-31 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池
CN102576847A (zh) * 2009-10-20 2012-07-11 达拉米克有限责任公司 带有交叉肋的电池隔板及相关方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4440838A (en) * 1982-06-07 1984-04-03 Kimberly-Clark Corporation Lead acid battery, separator therefor
US4927722A (en) * 1988-09-09 1990-05-22 Grace G.M.B.H. Separator for starter batteries
US5616434A (en) * 1995-07-14 1997-04-01 Exide Corporation Battery plate separator envelope and method of forming battery plate assemblies including the same
JP3374665B2 (ja) * 1996-07-23 2003-02-10 松下電器産業株式会社 密閉型鉛蓄電池
US6001503A (en) * 1997-08-26 1999-12-14 General Motors Corporation Battery separator having a puncture-proof border
US5958624A (en) * 1997-12-18 1999-09-28 Research Corporation Technologies, Inc. Mesostructural metal oxide materials useful as an intercalation cathode or anode
US6410183B2 (en) * 1999-04-16 2002-06-25 Daniel E. Weerts Battery separator with improved shoulders
PL3517578T3 (pl) * 2010-09-22 2022-06-13 Daramic, Llc Ulepszony separator do akumulatorów kwasowoołowiowych i zastosowanie tego separatora
CN103762328B (zh) * 2014-01-24 2016-05-04 福州大学 一种用于胶体铅酸蓄电池的隔板及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4037030A (en) * 1975-03-31 1977-07-19 Gould Inc. Storage battery and method of forming the same
JPH05144427A (ja) * 1991-11-22 1993-06-11 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 袋状セパレータを用いた鉛蓄電池
JPH09213377A (ja) * 1996-01-30 1997-08-15 Ricoh Co Ltd 角形電池
JPH1126010A (ja) * 1997-06-27 1999-01-29 Tanimoto Yukio 陰極エンベロープ方式鉛蓄電池およびその製造方法
JP2000315489A (ja) * 1999-04-30 2000-11-14 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 角形非水電解液二次電池
JP2003217552A (ja) * 2002-01-28 2003-07-31 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池
CN102576847A (zh) * 2009-10-20 2012-07-11 达拉米克有限责任公司 带有交叉肋的电池隔板及相关方法

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