[发明专利]一种用于胶体铅酸蓄电池的隔板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学电源领域，涉及一种用于胶体铅酸蓄电池的隔板及其制备方法。

背景技术

铅酸蓄电池应用广泛，在世界范围内产值产量都居各类化学电源首位，其中的代表电池是阀控式铅酸蓄电池。这种铅酸蓄电池依靠两种不同的方式固定电解液，一种是AGM技术，即通过AGM隔板固定电解液，现今国内大部分铅酸蓄电池都用此种技术，但它有隔板孔径太大、耐压性能不好、易导致酸分层等缺点，正在逐渐被另一种更先进的胶体固定技术代替。

应用胶体阀控式铅酸蓄电池，对隔板提出了需要适应胶体技术的要求，即在保证孔隙率的情况下应具有更小的孔径，对胶体电解液要有好的亲和性、更小的离子电阻等。国外目前大都采用阿莫西尔公司用溶剂法生产的一种微孔PVC隔板，国内高端的胶体电池也采买这种隔板，其他胶体电池由于成本原因往往采用往AGM电池里直接加胶体电解液的作法。阿莫西尔公司的PVC隔板是将PVC和沉淀二氧化硅采用一种特殊的混合和挤出方式制成，隔板具有0.01μm-0.1μm和1μm-10μm两种比较小的孔径分布，二氧化硅的存在能赋予隔板对胶体电解液的亲和性。由于技术保密原因，迄今无法了解其制备方法，而且它的生产成本很高。

国内有少数单位研究了微孔PVC隔板，但由于成本过高、产品有缺陷、或者工艺复杂等原因，至今没有产品问世。显而易见，国内铅酸电池行业急需有自主知识产权的适用于胶体铅酸蓄电池的微孔PVC隔板。

发明内容

本发明基于国内电池行业的现状，针对胶体电池对隔板提出的具体要求，在保证隔板基本性能的前提下，研制出了生产成本大大低于进口隔板，工艺简单，性能可媲美于进口微孔PVC隔板的隔板。

一种用于胶体铅酸蓄电池的隔板，将原料PVC，硅藻土，偶联剂溶解在溶解液中完成组分的混合后，经铸板液刮片、凝固浴溶液浸没沉淀制备而成的隔板。

所述PVC为聚合度1200-1800的PVC糊树脂。

原料中各组分按质量分数计为PVC10%-30%，硅藻土70%-90%；偶联剂用量为PVC和硅藻土质量的0.01%-1%。

溶解液为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃、环己酮中的一种，用量为PVC质量的5-10倍。

所述的硅藻土为经过高温热处理、去杂质并碾磨到颗粒直径在1μm-50μm之间的硅藻土粉末。

所述的偶联剂为有机硅氧烷或钛酸酯偶联剂,；采用水或乙醇将偶联剂配制成质量含量为1%-10%的母液。

所述的凝固浴溶液为溶解液质量含量为0%-50%的水溶液。

一种制备如上所述的用于胶体铅酸蓄电池的隔板的方法，包括以下步骤：将PVC、硅藻土、溶解液、偶联剂混合后，加热偶联处理，静置脱泡；通过刮刀将铸板液刮膜成片，在空气中静置预分相，然后在凝固浴溶液中浸没沉淀得到初级隔板；在隔板成型后，进一步通过表面活性剂溶液浸泡来改善PVC表面的润湿性能，降低隔板的离子电阻。

一种制备如上所述的用于胶体铅酸蓄电池的隔板的方法，具体步骤为：

（1）将PVC溶解于溶解液中，加入质量含量为1%-10%的偶联剂母液，20℃-100℃加热搅拌2-5h；

（2）加入硅藻土，继续加热搅拌；

（3）将混合物倒入密封容器，置于20℃-70℃水浴中静置脱泡2-4h；

（4）用刮刀刮制成片，静置10s-600s；

（5）在凝固浴溶液浸没沉淀，脱模成片，烘干；

（6）置于质量分数为0.1%-10%的非离子或阴离子表面活性剂溶液对初级隔板进行浸泡，烘干。

本发明的显著优点是：（1）配方中采用了含量高达70%以上的廉价硅藻土，对比进口隔板的沉淀二氧化硅和国内某些单位所采用的气相二氧化硅，具有明显的价格优势，也使之具有更好的胶体亲和性；（2）通过偶联处理，即使在加入70%以上硅藻土的情况下，隔板仍具有良好的机械性能；（3）所制备的隔板孔隙率高，微孔孔径分布在1μm-20μm间，使隔板在有效防止短路的前提下具有小的电阻；（4）采用简单的刮膜成型工艺，比进口微孔PVC隔板采用的挤出技术更加方便，易于实现工业生产。

此发明最终得到的隔板孔隙率在70%以上，最大孔径不到20μm，拉伸强度达5Mp以上，厚度可以制成0.5mm-1mm，被水润湿时间小于1s，应用于胶体电池后，电池使用性能达到采用进口隔板装配的电池水准。

附图说明

图1 为实施例1制备的隔板表面扫描电镜图；

图2 为实施例2制备的隔板表面扫描电镜图；

图3 为实施例3制备的隔板表面扫描电镜图。