[发明专利]一种基于二次造孔的铅炭电池用AGM隔板的制备方法

说明书

本发明涉及铅炭电池技术领域，具体而言，涉及一种基于二次造孔的铅炭电池用AGM隔板的制备方法，通过在AGM隔板制备打浆过程中，添加造孔剂，使造孔剂均匀分布于半成型隔板纤维之间。在酸性溶液中，隔板中造孔剂能溶解形成规则分布的二次孔隙。在隔板制备打浆工艺中同时添加适量微米级Al₂O₃、硅酸钠，用硫酸调节浆液pH，使其形成凝胶状，防止出现隔板贮浆成型过程中造孔剂颗粒沉降分布不均匀及二次造孔后的孔隙变形坍塌。

技术领域

本发明涉及铅炭电池领域，具体而言，涉及一种基于二次造孔的铅炭电池用AGM隔板的制备方法。

背景技术

铅炭电池是一种电容型铅酸电池，兼具铅酸电池和超级电容器特点，既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点，也发挥了铅酸电池的比能量优势，它是在铅酸电池的负极中加入了活性碳，能够显著提高铅酸电池的寿命，且拥有良好的大电流充放电性能。然而，铅炭电池因负极引入碳材料以及大电流充放电工作的特点，存在负极易析氢以及大电流充电氧复合效率降低的问题。

铅蓄电池氧复合是指，阀控铅蓄电池采用安全阀密封及超细玻璃纤维隔板吸附电解液，同时设计合适的正负活性物质比例，使电池在充电末期，氧气首先从正极析出，通过玻璃纤维隔膜的孔隙扩散到负极，与负极的活性铅反应生成氧化铅，氧化铅与硫酸反应生成硫酸铅和水，硫酸铅再通过充电生成铅，这样正极电解水产生的氧气又在负极还原成水，通过合理的设计，普通铅蓄电池的氧复合效率可达97%以上。由于铅炭电池大电流充放电工作的特点，当大电流充电时正极析出氧气量大，氧复合效率下降至90%甚至更低，加之铅炭负极析氢较之普通负极明显，整体上加剧铅炭电池充放电过程中失水，进而引发热失控等危害电池的现象。

针对碳材料引起的析氢自放电问题，科研工作者们通过对铅炭电池碳材料进行析氢抑制改性、铅膏中增加添加剂等对该问题进行有效改善。而对大电流下氧复合效率下降问题，理论上可以通过增加隔板氧通道或者设置催化栓来改善及解决。设置催化栓采用稀有金属价格昂贵；应用增加隔板氧通道（微米级孔）的方法，由于电池极群装配压力大，大量孔隙易造成隔板变形甚至坍塌，影响充放电时电流分布，进而引发铅枝晶等不利效果。所以现有对AGM隔板的改进，大都基于纳米级增孔技术。

发明内容

为了解决现有技术存在的铅炭电池存在析氢自放电，快充、浮充过冲易出现失水，进而引发热失控等不足，本发明的目的在于提供一种基于二次造孔的铅炭电池用AGM隔板的制备方法。

按照本发明的基于二次造孔的铅炭电池用AGM隔板的制备方法，包括下述步骤：

步骤（1）在AGM隔板制备打浆过程中向搅拌器中依次加入水、超细玻璃纤维、高碱玻璃纤维、有机高分子纤维、助剂，搅拌打浆；

步骤（2）向步骤（1）浆液中添加水溶性和酸溶性造孔剂；

步骤（3）向步骤（2）浆液中添加硅酸钠、微米级纤维状及球状Al₂O₃，并用稀硫酸对浆液调整pH值至5～6，继续搅拌；

步骤（4）将步骤（3）浆液经过真空抽滤获得含水率30～40%隔板（滤口10s内无液滴滴落）；

步骤（5）将步骤（4）隔板真空干燥至含水率5～10%，水溶性造孔剂结晶析出；

步骤（6）用稀硫酸漂洗溶出水溶性及酸溶性造孔剂，清洗、脱水、干燥，获得二次造孔隔板；

步骤（7）将步骤（6）获得的二次造孔隔板经、裁边、切片等工序制成AGM隔板产品。