專(zhuān)利名稱(chēng)：含有纖維質(zhì)材料的電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有纖維質(zhì)材料的電池，例如鉛酸蓄電池，及其制造和使用方法。
背景技術(shù)：
電池通常用作能量來(lái)源。電池通常包括負(fù)極(陽(yáng)極)和正極(陰極)。陰極和陽(yáng)極通常置于電解液中。在電池放電的過(guò)程中，可以發(fā)生氧化陽(yáng)極活性材料并還原陰極活性材料的化學(xué)反應(yīng)。在反應(yīng)過(guò)程中，電子從陽(yáng)極流向陰極，電解液中的離子在陽(yáng)極和陰極之間流動(dòng)。某些電池可以通過(guò)進(jìn)行相反的化學(xué)反應(yīng)再充電。
一類(lèi)電池是鉛酸蓄電池。在鉛酸蓄電池中，鉛通常為陽(yáng)極活性材料，二氧化鉛通常為陰極活性材料。通常，鉛酸蓄電池也含有硫酸，硫酸作為電解質(zhì)并參與化學(xué)反應(yīng)。鉛酸蓄電池反應(yīng)的典型的放電反應(yīng)是陽(yáng)極陰極總反應(yīng)發(fā)明概述本發(fā)明涉及含有纖維質(zhì)材料的電池，例如鉛酸蓄電池，和制造及使用這些電池的方法。纖維質(zhì)材料指由纖維形成的材料。纖維指長(zhǎng)度和直徑的比(也就是說(shuō)長(zhǎng)徑比)至少為5的實(shí)體。
本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，在電池中可以有利地使用纖維質(zhì)材料以相對(duì)于其它實(shí)質(zhì)上類(lèi)似的但不含纖維質(zhì)材料的電池，增加在電池中含有的電解質(zhì)的量。例如，在電解質(zhì)(例如，硫酸)是放電反應(yīng)中的反應(yīng)物的鉛酸蓄電池中，增加存在于電池中的電解質(zhì)的量可以增加電池的能量容量?？梢詫⒁恍┗蛉康睦w維質(zhì)材料置于，例如，電池的體積中(例如，頂部空間(head space)和/或邊緣體積)，該體積不然不會(huì)含有作為電解質(zhì)和/或電池放電反應(yīng)中的反應(yīng)物的材料。任選地，可將纖維質(zhì)材料的一部分加入電池的一個(gè)以上的組件例如一個(gè)以上的隔板、陽(yáng)極板和/陰極板中。
一方面，本發(fā)明的特征是電池，其包括電池盒、置于電池盒內(nèi)的電池單元和置于電池盒內(nèi)的纖維質(zhì)材料，使得至少一些纖維質(zhì)材料在電池單元和電池盒之間。電池單元包括多個(gè)電池板和多個(gè)隔板。排列電池板和隔板，使得對(duì)于每對(duì)相鄰的電池板，一個(gè)電池板形成陽(yáng)極板而另一個(gè)電池板形成陰極板，并且隔板置于陽(yáng)極板和陰極板之間。
另一方面，本發(fā)明的特征是制造具有電池盒的電池的方法。該方法包括將纖維質(zhì)材料和電解質(zhì)結(jié)和，并將纖維質(zhì)材料和電解質(zhì)置于電池的電池盒中。
在一些實(shí)施方式中，在置于電池盒之前將纖維質(zhì)材料和電解質(zhì)形成混合物，并且該方法包括在將纖維質(zhì)材料和電解質(zhì)置于電池盒之前，過(guò)濾該混合物以從混合物中除去至少一些纖維質(zhì)材料?？梢栽趯⒗w維質(zhì)材料置于電池盒之前、之后或同時(shí)將電解質(zhì)置于電池盒中。在將電解質(zhì)置于電池盒之前，電池盒可以實(shí)質(zhì)上沒(méi)有任何電解質(zhì)。
另一方面，本發(fā)明的特征是制造具有電池盒的電池的方法。該方法包括在電池的電池盒中建立電池單元，以及在建立電池單元之后，將纖維質(zhì)材料置于電池盒中。電池單元由多個(gè)電池板盒多個(gè)隔板形成。排列電池板和隔板，使得對(duì)于每對(duì)相鄰的電池板，一個(gè)電池板形成陽(yáng)極板而另一個(gè)電池板形成陰極板，并且隔板置于陽(yáng)極板和陰極板之間。
該方法可以進(jìn)一步包括將電解質(zhì)置于電池盒中?？梢栽趯⒗w維質(zhì)材料置于電池盒之前、之后或同時(shí)將電解質(zhì)置于電池盒中。在將電解質(zhì)置于電池盒中之前，電池盒可以實(shí)質(zhì)上沒(méi)有任何電解質(zhì)。
本發(fā)明的實(shí)施方式可以包括下面的一個(gè)以上的方面。
該電池可以為，例如，鉛酸蓄電池，例如吸附式玻璃纖維棉的閥控式鉛酸蓄電池、富液式閥控鉛酸蓄電池或凝膠閥控式鉛酸蓄電池。在電池盒中電池進(jìn)一步包括硫酸。一些硫酸可以吸附于纖維質(zhì)材料上，而一些硫酸可以吸附于隔板中。
電池可以為，例如，鎳金屬氫化物電池。
纖維質(zhì)材料可以有至少50％的酸吸收度。
纖維質(zhì)材料可以由，例如，聚合物的材料或硅質(zhì)的材料(例如，C玻璃)形成。在一些實(shí)施方式中，纖維質(zhì)材料是無(wú)機(jī)材料。在某些實(shí)施方式中，纖維質(zhì)材料是有機(jī)材料。在一些實(shí)施方式中，一些纖維質(zhì)材料是無(wú)機(jī)材料，而一些纖維質(zhì)材料是有機(jī)材料。
在一些實(shí)施方式中，在搖動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中至少百分之一重量的纖維質(zhì)材料通過(guò)10×10的篩子。在某些實(shí)施方式中，在搖動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中至少百分之五重量的纖維質(zhì)材料通過(guò)8×8的篩子。在一些實(shí)施方式中，在搖動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中至少百分之五重量的纖維質(zhì)材料通過(guò)6×6的篩子。
纖維質(zhì)材料可以置于膠凝劑中。
纖維質(zhì)材料可以和材料的粒子如二氧化硅粒子混合。
纖維質(zhì)材料可以具有從0.1毫米到1.5毫米的平均長(zhǎng)度。纖維質(zhì)材料可以具有少于40微米的平均直徑。纖維質(zhì)材料可以具有平均小于1,500的長(zhǎng)徑比。
可將纖維質(zhì)材料的一部分置于電池的頂部空間?？蓪⒗w維質(zhì)材料的一部分置于電池的邊緣體積中。至少一些纖維質(zhì)材料可被吸附于至少一個(gè)隔板中。
在一些實(shí)施方式中，含有纖維質(zhì)材料(例如，在頂部空間和/邊緣體積)的電池可以比另外實(shí)質(zhì)上類(lèi)似但不含纖維質(zhì)材料的電池，表現(xiàn)出更高的能量容量。
在一些實(shí)施方式中，含有纖維質(zhì)材料(例如，在頂部空間和/邊緣體積)的電池相對(duì)于另外實(shí)質(zhì)上類(lèi)似但不含纖維質(zhì)材料的電池，表現(xiàn)出了降低了的腐蝕。
在一些實(shí)施方式中，含有纖維質(zhì)材料(例如，在頂部空間和/邊緣體積)的電池相對(duì)于另外實(shí)質(zhì)上類(lèi)似但不含纖維質(zhì)材料的電池，表現(xiàn)出提高了的導(dǎo)熱性。
本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)在說(shuō)明書(shū)、附圖和權(quán)利要求中。


圖1是吸附式玻璃纖維棉的閥控式鉛酸蓄電池的實(shí)施方式的部分切除的透視圖；圖2是在頂部空間含有纖維質(zhì)材料的吸附式玻璃纖維棉的閥控式鉛酸蓄電池的橫截面圖；和圖3是用于改變纖維結(jié)合體的平均長(zhǎng)度的裝置的實(shí)施方式的橫截面圖。
詳細(xì)描述圖1表示吸附式玻璃纖維棉的閥控式鉛酸蓄電池100。電池100包括具有側(cè)壁130a，103b，103c和103d的電池盒102。電池盒102還具有底部107和帶有置于其中的出口106的蓋子104。電池盒102含有通過(guò)搭板(strap)111連接到負(fù)極接線(xiàn)端112的陽(yáng)極板110，和通過(guò)搭板121連接到正極接線(xiàn)端122的陰極板120。隔板130分別置于相鄰的陽(yáng)極和陰極板110和120之間。電池盒102還含有硫酸(例如硫酸水溶液)。電池100在蓋子104和電池板110和120的頂部之間具有體積140，這里指頂部空間，實(shí)質(zhì)上不含固體或液體材料。
圖2表示在頂部空間140含有纖維質(zhì)材料150的電池100的實(shí)施方式。通常，纖維質(zhì)材料能夠吸收至少一些電解質(zhì)(例如，硫酸)。例如，在一些實(shí)施方式中，玻璃纖維具有至少50％(例如，至少100％、至少150％、至少200％、至少250％、至少300％、至少350％、至少約400％、至少約450％、至少約500％、至少約550％、至少約600％、至少約650％、至少約700％、至少約750％、至少約800％、至少約850％、至少約900％、至少約950％、至少約1,100％、至少約1,050％、至少約1,100％、至少約1,200％、至少約1,250％、至少約1,300％、至少約1,350％、至少約1,400％、至少約1,450％、至少約1,500％、至少約1,550％、至少約1,600％)的酸吸收度。
如下測(cè)量纖維質(zhì)材料樣品的酸吸收度。將一克纖維質(zhì)材料置于器(例如，皮式培養(yǎng)皿)中。將足以濕潤(rùn)并覆蓋纖維質(zhì)材料的比重1.28的硫酸放置于纖維質(zhì)材料上。纖維質(zhì)材料浸于硫酸中5分鐘。從硫酸中取出纖維質(zhì)材料，放置于篩網(wǎng)上排干一分鐘。然后測(cè)量纖維質(zhì)材料的質(zhì)量，求出纖維質(zhì)材料的濕質(zhì)量。用下式求出酸吸收度。
酸的吸收度＝((濕質(zhì)量克數(shù)-1克)/(1克)×(100％))不希望受理論束縛，據(jù)信因?yàn)槔w維質(zhì)材料能用于包含另外的硫酸，該另外的硫酸超過(guò)實(shí)質(zhì)上類(lèi)似但在其頂部空間不含纖維質(zhì)材料的鉛酸蓄電池所能包含的硫酸量，所以相對(duì)于實(shí)質(zhì)上類(lèi)似但在其頂部空間不含纖維質(zhì)材料的鉛酸蓄電池，在頂部空間包括能吸收硫酸的纖維質(zhì)材料的鉛酸蓄電池可以增加可被包含于電池中的硫酸的量。此外，因?yàn)榱蛩嵩阢U酸蓄電池的放電反應(yīng)中是反應(yīng)物，所以據(jù)信在頂部空間包含纖維質(zhì)材料的鉛酸蓄電池能使電池比實(shí)質(zhì)上類(lèi)似但在其頂部空間不含纖維質(zhì)材料的鉛酸蓄電池有更高能量含量。
據(jù)信因?yàn)楫?dāng)接觸含有硫酸的纖維質(zhì)材料的時(shí)候比接觸空氣的時(shí)候組件趨向于有更低的腐蝕速率，所以相對(duì)于實(shí)質(zhì)上類(lèi)似但在其頂部空間不含纖維質(zhì)材料的鉛酸蓄電池，在頂部空間包含能吸收硫酸的纖維質(zhì)材料的鉛酸蓄電池可以降低位于頂部空間(例如，連接電極板與其各末端的搭板)的某些部件的腐蝕。據(jù)信，通過(guò)降低組件的腐蝕速率，可以用低級(jí)別的材料(例如，相對(duì)不純的純鉛材料)制備所述的部件，這能降低制造電池的成本、降低制造電池的復(fù)雜程度和/或增加電池的有用壽命。
據(jù)信因?yàn)橥ǔ：蛩岬睦w維質(zhì)材料的熱傳導(dǎo)優(yōu)于空氣的熱傳導(dǎo)，所以相對(duì)于實(shí)質(zhì)上類(lèi)似但在其頂部空間不含纖維質(zhì)材料的鉛酸蓄電池，在頂部空間包括能吸收硫酸的纖維質(zhì)材料的鉛酸蓄電池能提高在電池盒和電池板/隔板之間的熱傳導(dǎo)。據(jù)信，通過(guò)提高在電池盒和電池板/隔板之間的熱傳導(dǎo)，可以在更低的溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)電池，這可降低維護(hù)電池的成本、降低維護(hù)電池的復(fù)雜度、提高電池的效率和/或提高電池的有用壽命。
在某些實(shí)施方式中，可以基于纖維質(zhì)材料150的堆積密度確定所用的纖維質(zhì)材料150(及結(jié)合的硫酸)的量。具體地說(shuō)，假設(shè)頂部空間140的體積已知，能夠置于頂部空間140的纖維質(zhì)材料150的質(zhì)量，可以基于纖維質(zhì)材料150的堆積密度確定。此外，能置于頂部空間140硫酸(和纖維質(zhì)材料150結(jié)合)的量，可基于纖維質(zhì)材料150的酸吸收度確定。因此，可以根據(jù)頂部空間140的體積、需要的另外的硫酸(和纖維質(zhì)材料150結(jié)合)的量和纖維質(zhì)材料150的酸吸收度來(lái)選擇纖維質(zhì)材料150的堆積密度。一般地，纖維質(zhì)材料150的堆積密度取決于纖維質(zhì)材料的平均長(zhǎng)度和平均直徑。
在一些實(shí)施方式中，由一種以上的硅質(zhì)材料形成纖維質(zhì)材料。盡量可以使用各種類(lèi)型的玻璃纖維，但通常玻璃纖維對(duì)鉛酸蓄電池存儲(chǔ)和使用條件是惰性的。在一些實(shí)施方式中，至少一些(例如，全部)玻璃纖維含有相對(duì)少量(例如少于1重量％、少于0.5重量％、少于0.1重量％)的鋇和/或鋅化合物(例如氧化鋇，氧化鋅)。在某些實(shí)施方式中，至少一些(例如，全部)玻璃纖維由通常稱(chēng)為C玻璃的那類(lèi)玻璃所形成。
可以從，例如，Owens Corning(Toledo，OH)，Johns Manville(Denver，CO)，PPG(Pittsburgh，PA)，Nippon Sheet Glass(Tokyo日本)，EvaniteFiber Corporation(Corvallis，OR)和Hollingsworth & Vose公司(EastWalpole，MA)購(gòu)得玻璃纖維?？梢再?gòu)得的玻璃纖維的例子包括PA-01玻璃纖維(Hollingsworth & Rose)、PA-10玻璃纖維(Hollingsworth &Vose公司)、PA-20玻璃纖維(Hollingsworth & Vose公司)、Evanite408玻璃纖維(Evanite Fiber公司)、Evanite 609玻璃纖維(Evanite Fiber公司)、Evanite 610 MB玻璃纖維(Evanite Fiber公司)、Evanite 719玻璃纖維(Evanite Fiber公司)、Famix 1103-B1玻璃纖維(由，例如，德國(guó)的Osthoff-Petrasch，Norderstedt銷(xiāo)售)、Famix 1103-D1玻璃纖維(由，例如，Osthoff-Petrasch，Norderstedt銷(xiāo)售)、Famix 1107-B1玻璃纖維(由，例如，Osthoff-Petrasch，Norderstedt銷(xiāo)售)、Famix1107-D1玻璃纖維(由，例如，Osthoff-Petrasch，Norderstedt銷(xiāo)售)、Famix 1203-B1玻璃纖維(由，例如，Osthoff-Petrasch，Norderstedt銷(xiāo)售)。
在一些實(shí)施方式中，纖維質(zhì)材料具有好的流動(dòng)性能是有利的。例如，這可以降低組裝電池的成本和/或復(fù)雜度(見(jiàn)如下的討論)。
表1表示由具有不同平均長(zhǎng)度的玻璃纖維形成的纖維質(zhì)材料的流動(dòng)性能。PA-10的平均長(zhǎng)度為359微米，PA-20的平均長(zhǎng)度為154微米。通過(guò)將給定重量的玻璃纖維的樣品放置于具有給定尺寸的篩子上；用Syntron搖蕩機(jī)以42Hz搖動(dòng)樣品5分鐘；和稱(chēng)量通過(guò)篩子的玻璃纖維的重量來(lái)測(cè)定表I中的數(shù)據(jù)。此測(cè)試用于本文時(shí)指搖動(dòng)試驗(yàn)。
表I

在某些實(shí)施方式中，至少1重量％(例如，至少2重量％、至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少％30重量％、至少40重量％、至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％)的玻璃纖維在搖動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)10×10的篩目。
在某些實(shí)施方式中，至少5重量％(例如，至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少30重量％、至少40重量％、至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％)的玻璃纖維在搖動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)8×8的篩目。
在某些實(shí)施方式中，至少5重量％(例如，至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少30重量％、至少40重量％、至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％)的玻璃纖維在搖動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)6×6的篩目。
在某些實(shí)施方式中，至少5重量％(例如，至少10重量％、至少15重量％、至少20重量％、至少30重量％、至少40重量％、至少50重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％)的玻璃纖維在搖動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)4×4的篩目。
如表I中所示，在一些實(shí)施方式中，隨著纖維的平均長(zhǎng)度的降低可以提高纖維質(zhì)材料的流動(dòng)性能。
在某些實(shí)施方式中，玻璃纖維具有小于1.5毫米(例如，小于1.4毫米、小于1.3毫米、小于1.2毫米、小于1.1毫米、小于1毫米、小于0.975毫米、小于0.950毫米、小于0.925毫米、小于0.900毫米、小于0.875毫米、小于0.850毫米、小于0.825毫米、小于0.800毫米、小于0.775毫米、小于0.750毫米、小于0.725毫米、小于0.700毫米、小于0.675毫米、小于0.650毫米、小于0.625毫米、小于0.600毫米、小于0.575毫米、小于0.550毫米、小于0.525毫米、小于0.500毫米、小于0.475毫米、小于0.450毫米、小于0.425毫米、小于0.400毫米、小于0.375毫米、小于0.350毫米、小于0.325毫米、小于0.300毫米、小于0.275毫米、小于0.250毫米、小于0.225毫米、小于0.200毫米、小于0.175毫米、小于0.150毫米、小于0.125毫米、小于0.100毫米)的平均長(zhǎng)度和/或至少0.100毫米(例如，至少0.125毫米、至少0.150毫米、至少0.175毫米、至少0.200毫米、至少0.225毫米、至少0.250毫米、至少0.275毫米、至少0.300毫米、至少0.325毫米、至少0.350毫米、至少0.375毫米、至少0.400毫米、至少0.425毫米、至少0.450毫米、至少0.475毫米、至少0.500毫米)的平均長(zhǎng)度。
如下測(cè)定纖維樣品的平均長(zhǎng)度。將纖維置于載片上并通過(guò)使用從20X到200X的放大倍率的帶有攝像機(jī)的Leica DMLS顯微鏡進(jìn)行外觀檢查測(cè)定纖維的長(zhǎng)度。用測(cè)得的纖維長(zhǎng)度的算術(shù)平均值計(jì)算平均長(zhǎng)度。
在一些實(shí)施方式中，具有小于40微米(例如，小于35微米、小于30微米、小于25微米、小于20微米、小于15微米、小于10微米、小于5微米、小于3微米、小于2.9微米、小于2.75微米、小于2.5微米、小于2.25微米、小于2.5微米、小于2.25微米、小于2微米、小于1.75微米、小于1.5微米、小于1.25微米、小于1微米)的平均直徑和/或至少1微米(例如，至少1.25微米、至少1.5微米、至少1.75微米、至少2微米、至少2.25微米、至少2.5微米、至少2.75微米、至少3微米、至少3.5微米、至少4微米)的平均直徑。在某些實(shí)施方式中，玻璃纖維具有從0.7微米到6.25微米(例如，0.9微米、1.35微米、2.9微米、2.8微米、6.1微米)的平均直徑。
通過(guò)使用氬氣的BET方法測(cè)定纖維樣品的平均直徑。
在某些實(shí)施方式中，玻璃纖維具有小于1,500(例如，小于1400、小于1,300、小于1,200、小于1,100、小于1,000、小于900、小于800、小于700、小于600、小于500、小于400、小于300)的平均長(zhǎng)徑比和/或至少約5(例如，至少10、至少50、至少60、至少70、至少80、至少90、至少100、至少110、至少120、至少130、至少140、至少150、至少160、至少170、至少180、至少190、至少200、至少250、至少300、至少350、至少400)的平均長(zhǎng)徑比。
纖維樣品的平均長(zhǎng)徑比指纖維樣品的平均長(zhǎng)度和纖維樣品的平均直徑的比值。
在一些實(shí)施方式中，在手工抄紙?jiān)囼?yàn)中可以損失超過(guò)6重量％(例如，至少7重量％、至少8重量％、至少9重量％、至少10重量％、至少11重量％、至少12重量％、至少13重量％、至少14重量％)的纖維質(zhì)材料。如下進(jìn)行手工抄紙?jiān)囼?yàn)。將纖維質(zhì)材料置于HamiltonBeach七速混合機(jī)，并加入550毫升去離子水(反滲透)到混合機(jī)。加入一定量的硫酸水溶液(22體積％硫酸)到混合機(jī)以使混合物的pH為2.8?；旌衔餀C(jī)設(shè)定為高速并混和10秒鐘。混合的混合物倒入帶有150目網(wǎng)篩的TAPPI半自動(dòng)手工抄紙模具，并啟動(dòng)模具，使得混合的混合物在150目網(wǎng)篩上形成手工抄紙。然后關(guān)閉模具，用每平方英寸6.5磅的壓力從150篩網(wǎng)中壓出手工抄紙。用25磅的滾軋機(jī)軋制手抄紙五次，然后置于187℃的烘箱直至干燥。然后測(cè)量干燥的手工抄紙的重量。重量百分比損失是干燥的手工抄紙的質(zhì)量和纖維質(zhì)材料初始質(zhì)量的比值乘以100％。
通常，可以用各種技術(shù)制備玻璃纖維。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)降低相對(duì)長(zhǎng)纖維的平均直徑制備玻璃纖維。相對(duì)長(zhǎng)纖維可以具有例如，至少5毫米(例如，至少7毫米、至少10毫米、至少15毫米、至少20毫米)的平均長(zhǎng)度。例如，可以通過(guò)使用如下步驟壓碎更長(zhǎng)的纖維制備玻璃纖維。將相對(duì)長(zhǎng)玻璃纖維捆置于容器中，施加壓力(例如，至少每平方英寸50磅、至少每平方英寸75磅、至少每平方英寸100磅、至少每平方英寸125磅、至少每平方英寸150磅、至少每平方英寸175磅、至少每平方英寸200磅)于纖維將其壓碎一段時(shí)間(例如，至少1秒鐘、至少2秒鐘、至少3秒鐘、至少4秒鐘、至少5秒鐘、至少6秒鐘、至少7秒鐘、至少8秒鐘、至少9秒鐘、至少10秒鐘)。重復(fù)壓碎步驟所需要的次數(shù)(例如，1次、2次、3次、4次、5次、6次、7次、8次、9次、10次、11次、12次)直至纖維具有希望的平均長(zhǎng)度。在某些實(shí)施方式中，在一次以上壓碎步驟之間(例如，在每次壓碎步驟之間、在每?jī)纱螇核椴襟E之間)旋轉(zhuǎn)捆某一角度(例如，5度、10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度、90度)。
在一些實(shí)施方式中，玻璃纖維結(jié)合體平均長(zhǎng)度在壓碎成玻璃纖維結(jié)合體之前和壓碎之后的比值可以為至少15(例如，至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少75、至少100、至少200、至少250)和/或小于500(例如，小于250、小于200)。
圖3是用于形成玻璃纖維的裝置300的橫截面圖。裝置具有施加壓力(例如，至少每平方英寸500磅、至少每平方英寸1,000磅、至少每平方英寸1,500磅、至少每平方英寸1,750磅)的壓縮機(jī)310(例如，水力壓縮機(jī))。壓縮機(jī)310通過(guò)導(dǎo)管315和缸320流體連通。缸320置于外殼330中并包括用于從缸320轉(zhuǎn)移壓力到壓板340的表面部分342的液壓機(jī)活塞322。壓板340施加壓力于置于外殼330中的開(kāi)口350中的內(nèi)含物(例如玻璃纖維捆)。通常，配置壓板340、液壓機(jī)活塞322和缸320使得通過(guò)壓板340施加于開(kāi)口350內(nèi)含物的壓力小于壓縮機(jī)310施加于缸壁322的壓力。例如，壓板340施加于開(kāi)口350內(nèi)含物的壓力可以是壓縮機(jī)310沿缸壁322施加的壓力的小于90％(例如，小于80％、小于70％、小于60％、小于50％、小于40％、小于30％、小于20％、小于10％)。
在使用系統(tǒng)300的過(guò)程中，玻璃纖維捆置于開(kāi)口350內(nèi)；液壓機(jī)活塞322施加壓力于壓板表面342；并且來(lái)自壓板340的壓力施加于在開(kāi)口350中的玻璃纖維給定的時(shí)間段。在某些實(shí)施方式中，在施加壓力于捆步驟之間在捆旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)的情況下重復(fù)此步驟。在重復(fù)施加壓力步驟的實(shí)施方式中，對(duì)不同的壓力應(yīng)用步驟可以改變所用壓力，或在每個(gè)壓力應(yīng)用步驟中他們可以實(shí)質(zhì)上相同。
可用常規(guī)鉛酸蓄電池電極材料形成陽(yáng)極板110和陰極板120。一般地，陽(yáng)極板110含鉛，陰極板120含氧化鉛。電池板110和/或120也可含有一種以上增強(qiáng)材料，例如切碎的有機(jī)纖維(例如，平均長(zhǎng)度0.125英寸以上的)，金屬硫酸鹽(例如，硫酸鎳、硫酸銅)，紅丹(例如，含有Pb3O4的材料)，一氧化鉛，石蠟油和/或增量劑。通常，增量劑包含硫酸鋇，碳黑和磺化木質(zhì)素作為主要組分。增量劑的組分可以預(yù)混或非預(yù)混。增量劑可以從，例如，Hammond Lead Procucts(Hammond，IN)和Atomized Products Group，Inc.(Garland，TX)購(gòu)得。可購(gòu)得的增量劑的例子是Texex增量劑(Atomized ProductsGroup，Inc.，Garland，TX)。在某些實(shí)施方式中，增量劑，金屬硫酸鹽和/石蠟存在于陽(yáng)極板110，但不存在于陰極板120中。任選地，陽(yáng)極板110和/或陰極板120可以包含本文所述的纖維質(zhì)材料。
可以用常規(guī)鉛酸蓄電池隔板材料形成隔板130。在一些實(shí)施方式中，可以用含有電解質(zhì)(例如硫酸)的玻璃纖維(例如玻璃纖維簇)形成隔板130。
通常，可以使用任何需要的技術(shù)組裝電池100。
在一些實(shí)施方式中，如下組裝電池100。使用常規(guī)鉛酸蓄電池組裝方法在電池盒102中組裝陽(yáng)極板110，陰極板120和隔板130。然后將硫酸置于電池盒102中，隨后加入纖維質(zhì)材料到頂部空間140。然后將蓋子104放置到位，并加上端子112和122。置于電池盒102中的硫酸的量足夠恰當(dāng)?shù)貪駶?rùn)隔板130并同樣濕潤(rùn)位于頂部空間140中的纖維質(zhì)材料。因?yàn)槌嗽诩尤肓蛩嵋院蠹尤肜w維質(zhì)材料之外，用標(biāo)準(zhǔn)方法組裝電池，所以此方法可以是有利的。
在某些實(shí)施方式中，用以前段落中注明的步驟組裝電池100，除了在加入硫酸之前在頂部空間中加入纖維質(zhì)材料以外。
在一些實(shí)施方式中，通常如下組裝電池100。使用常規(guī)鉛酸蓄電池組裝方法在電池盒102中組裝陽(yáng)極板110，陰極板120和隔板130。然后將硫酸和纖維質(zhì)材料混合以濕潤(rùn)并任選地浸透纖維質(zhì)材料。然后過(guò)濾硫酸/纖維質(zhì)材料的混合物，并隨后將硫酸置于電池盒102中，隨后將纖維質(zhì)材料加入到頂部空間140中。然后將蓋子104放置到位，并加上端子112和122。置于電池盒102中的硫酸的量足以恰當(dāng)?shù)貪駶?rùn)隔板130。因?yàn)槌思尤氤尚挝锖瓦^(guò)濾硫酸和纖維質(zhì)材料之外，用標(biāo)準(zhǔn)的方法組裝電池，所以此方法可以是有利的。但是，此方法的優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)預(yù)濕潤(rùn)纖維質(zhì)材料，不需要將超過(guò)濕潤(rùn)隔板130所需的另外的硫酸加入到電池盒102中。
在某些實(shí)施方式中，除了在加入電池盒之前不過(guò)濾硫酸和纖維質(zhì)材料之外，用以上段落注明的步驟組裝電池100。在這些實(shí)施方式中，隔板130可以過(guò)濾纖維質(zhì)材料，從而在頂部空間形成板。
以下的實(shí)施例僅用于說(shuō)明不能認(rèn)為是限制。
實(shí)施例1如下制備50磅玻璃纖維。
將50磅PA-01玻璃纖維(Hollingsworth & Vose公司)形成為捆。將形成的捆放入上述的裝置中(通過(guò)壓縮器施加的每平方英寸1800磅，直徑8英寸的水壓力缸，直徑4英寸的液壓機(jī)活塞，19英寸×25英寸的壓板)，將每平方英寸190磅的壓力施加于該纖維5秒鐘。除去壓力，并將該捆旋轉(zhuǎn)90度。再次將每平方英寸190磅的壓力施加于該纖維5秒鐘。得到的玻璃纖維有359微米的平均長(zhǎng)度和1,097％的酸吸收度(acid absorption)。根據(jù)手工抄紙?jiān)囼?yàn)，所得玻璃纖維的五個(gè)樣品有13.85％的平均重量損失，而根據(jù)手工抄紙?jiān)囼?yàn)，PA-01玻璃纖維的五個(gè)樣品有5.15％的平均重量損失。
實(shí)施例2除了施加每平方英寸190磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共6次以外，根據(jù)在實(shí)施例1中所述的方法制備50磅玻璃纖維。得到的玻璃纖維有183微米的平均長(zhǎng)度和292％的酸吸收度。
實(shí)施例3
除了施加每平方英寸190磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共9次以外，根據(jù)在實(shí)施例1中所述的方法制備50磅玻璃纖維。得到的玻璃纖維有154微米的平均長(zhǎng)度和237％的酸吸收度。
實(shí)施例4除了1.)使用了Evanite 408玻璃纖維(Evanite FiberCorporation)，其具有387微米的平均長(zhǎng)度和0.87微米的平均纖維直徑；和2.)施加每平方英寸190磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共3次以外，根據(jù)在實(shí)施例1中所述的方法制備50磅玻璃纖維。得到的玻璃纖維有150微米的平均長(zhǎng)度和1,845％的酸吸收度。
實(shí)施例5除了施加每平方英寸190磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共6次以外，根據(jù)在實(shí)施例4中所述的方法制備50磅玻璃纖維。得到的玻璃纖維有132微米的平均長(zhǎng)度和1,577％的酸吸收度。
實(shí)施例6除了施加每平方英寸190磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共9次以外，根據(jù)在實(shí)施例4中所述的方法制備50磅玻璃纖維。得到的玻璃纖維有112微米的平均長(zhǎng)度和1,091％的酸吸收度。
實(shí)施例7除了施加每平方英寸190磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共12次以外，根據(jù)在實(shí)施例4中所述的方法制備50磅玻璃纖維。得到的玻璃纖維有115微米的平均長(zhǎng)度和742％的酸吸收度。
實(shí)施例8除了1.)使用了Evanite 609玻璃纖維(Evanite FiberCorporation)，其具有258微米的平均長(zhǎng)度和1.35微米的平均纖維直徑；和2.)施加每平方英寸190磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共3次以外，根據(jù)在實(shí)施例1中所述的方法制備50磅玻璃纖維。得到的玻璃纖維有148微米的平均長(zhǎng)度和1,274％的酸吸收度。
實(shí)施例9除了施加每平方英寸190磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共6次以外，根據(jù)在實(shí)施例8中所述的方法制備50磅玻璃纖維。得到的玻璃纖維有125微米的平均長(zhǎng)度和901％的酸吸收度。
實(shí)施例10除了施加每平方英寸190磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共9次以外，根據(jù)在實(shí)施例8中所述的方法制備50磅玻璃纖維。得到的玻璃纖維有108微米的平均長(zhǎng)度和665％的酸吸收度。
實(shí)施例11除了施加每平方英寸1800磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共12次以外，根據(jù)在實(shí)施例8中所述的方法制備玻璃纖維。得到的玻璃纖維有102微米的平均長(zhǎng)度和430％的酸吸收度。
實(shí)施例12-22如下裝配吸附式玻璃纖維棉的閥控式鉛酸蓄電池。使用常規(guī)的鉛酸蓄電池裝配方法，在電池盒中裝配陽(yáng)極板、陰極板和隔板。然后將硫酸加入電池盒，隨后將纖維質(zhì)材料加入到電池的頂部空間中。然后將電池蓋子放到位，并加上端子。加入到電池盒中的硫酸的量足以適當(dāng)?shù)貪駶?rùn)隔板并且還能濕潤(rùn)位于主要空隙的纖維質(zhì)材料。
表II列出了在實(shí)施例12-22中用作纖維質(zhì)材料的材料表II

實(shí)施例23-33除了在加入硫酸以前將纖維質(zhì)材料放入電池盒以外，重復(fù)實(shí)施例12-22。
實(shí)施例34-44如下裝配吸附式玻璃纖維棉的閥控式鉛酸蓄電池。使用常規(guī)的鉛酸蓄電池裝配方法，在電池盒中裝配陽(yáng)極板、陰極板和隔板。然后將硫酸和纖維質(zhì)材料混和以浸透纖維質(zhì)材料。然后過(guò)濾硫酸/纖維質(zhì)材料的混合物，和隨后將該硫酸加入電池盒，然后將纖維質(zhì)材料加入電池盒的頂部空間。然后將蓋子放到位，并加上端子。加入到電池盒中的硫酸的量足以適當(dāng)?shù)貪駶?rùn)隔板，但是，因?yàn)轭A(yù)先浸透了纖維質(zhì)材料，所以不再需要超過(guò)用于濕潤(rùn)隔板的量的另外的硫酸。
表III列出了在實(shí)施例34-44中用作纖維質(zhì)材料的材料表III

實(shí)施例45-55除了在加入到電池盒以前沒(méi)有過(guò)濾硫酸和纖維質(zhì)材料的混合物之外，重復(fù)實(shí)施例23-33。
實(shí)施例56如下制備50磅玻璃纖維。
將50磅Evanite 408玻璃纖維(Evanite Fiber Corporation)形成為捆。將形成的捆放入上述的裝置中(通過(guò)壓縮器施加的每平方英寸1800磅，直徑8英寸的水壓力缸，直徑4英寸的液壓機(jī)活塞，19英寸×25英寸的壓板)，將每平方英寸190磅的壓力施加于該纖維5秒鐘。除去壓力，并將該捆旋轉(zhuǎn)90度。再次將每平方英寸190磅的壓力施加于該纖維5秒鐘。另外重復(fù)10次該施加壓力和旋轉(zhuǎn)90度的過(guò)程。通過(guò)該方法制備的玻璃纖維的三個(gè)樣品具有每立方英尺5.1磅的平均堆積密度。
實(shí)施例57
除了施加每平方英寸190磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共9次以外，根據(jù)在實(shí)施例56中所述的方法制備50磅的玻璃纖維。通過(guò)該方法制備的玻璃纖維的三個(gè)樣品具有每立方英尺3.5磅的平均堆積密度。
實(shí)施例58除了所述的玻璃纖維是609玻璃纖維(Evanite)，和施加每平方英寸190磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共12次以外，根據(jù)在實(shí)施例56中所述的方法制備50磅的玻璃纖維。通過(guò)該方法制備的玻璃纖維的三個(gè)樣品具有每立方英尺5.1磅的平均堆積密度。
實(shí)施例58除了施加每平方英寸190磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共9次以外，根據(jù)在實(shí)施例58中所述的方法制備50磅的玻璃纖維。通過(guò)該方法制備的玻璃纖維的三個(gè)樣品具有每立方英尺3.6磅的平均堆積密度。
實(shí)施例59除了施加每平方英寸190磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共6次以外，根據(jù)在實(shí)施例58中所述的方法制備50磅的玻璃纖維。通過(guò)該方法制備的玻璃纖維的三個(gè)樣品具有每立方英尺3.7磅的平均堆積密度。
實(shí)施例60如實(shí)施例1所述的制備50磅玻璃纖維。得到的玻璃纖維的三個(gè)樣品具有每立方英尺5.0磅的平均堆積密度。
實(shí)施例61如實(shí)施例1所述的制備50磅玻璃纖維。得到的玻璃纖維的三個(gè)樣品具有每立方英尺5.1磅的平均堆積密度。
實(shí)施例62如下制備50磅玻璃纖維。
將50磅PA-10玻璃纖維(Hollingsworth & Vose公司)形成為捆。將形成的捆放入上述的裝置中(通過(guò)壓縮器施加的每平方英寸1800磅，直徑8英寸的水壓力缸，直徑4英寸的液壓機(jī)活塞，19英寸×25英寸的壓板)，并將每平方英寸190磅的壓力施加于該纖維5秒鐘。除去壓力，并將該捆旋轉(zhuǎn)90度。再次將每平方英寸190磅的壓力施加于該纖維5秒鐘。得到的玻璃纖維的三個(gè)樣品具有每立方英尺5.1磅的平均堆積密度。
實(shí)施例62除了施加每平方英寸190磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共6次以外，根據(jù)在實(shí)施例61中所述的方法制備50磅的玻璃纖維。通過(guò)該方法制備的玻璃纖維的三個(gè)樣品具有每立方英尺11.4磅的平均堆積密度。
實(shí)施例62除了施加每平方英寸190磅的壓力5秒鐘并在擠壓之間將纖維旋轉(zhuǎn)90度的步驟被重復(fù)共9次以外，根據(jù)在實(shí)施例61中所述的方法制備50磅的玻璃纖維。通過(guò)該方法制備的玻璃纖維的三個(gè)樣品具有每立方英尺14.0磅的平均堆積密度。
盡管描述了一些實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
作為例子，一般說(shuō)來(lái)，任何希望的材料都可形成纖維。例如，纖維可為硅質(zhì)的纖維或非硅質(zhì)纖維，合成纖維或非合成纖維，有機(jī)纖維或無(wú)機(jī)纖維，聚合物纖維或非聚合物纖維，有涂層的纖維或?qū)嵸|(zhì)上沒(méi)有涂層的纖維，中空的纖維或?qū)嶋H上非中空的纖維，多孔的纖維或?qū)嶋H上非多孔的纖維，金屬的纖維或非金屬的纖維，及其組合。聚合物的纖維類(lèi)的例子包括取代的聚合物、非取代的聚合物、飽和的聚合物、非飽和的聚合物(例如，芳香族聚合物)、有機(jī)聚合物、無(wú)機(jī)聚合物、直鏈的聚合物、支鏈聚合物、均聚物、共聚物及其組合。聚合物纖維的例子包括聚烯烴(例如，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯)、聚酯(例如，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)、聚酰胺(例如，尼龍、芳族聚酰胺)、鹵代的聚合物(例如，聚四氟乙烯)及其組合。其它的纖維類(lèi)型的例子包括金屬纖維(例如，由含有過(guò)渡金屬或過(guò)渡金屬合金的材料形成的纖維)、陶瓷纖維(例如由含有一種以上金屬氧化物的材料形成的纖維，如鈦酸鹽纖維)、涂有金屬的纖維、涂有合金的纖維、硫化物纖維、碳纖維(例如，石墨纖維)及其組合。一些可以購(gòu)得的非硅質(zhì)纖維的例子包括聚乙烯纖維的Short Stuff系，該Short Stuff系包括ESS5F，ESS2F，E380F，E400F，E780F，E990F，ESS5M，ESS2M，E400M，E780M，E990M，ESS50F，E385F和E795F(例如，由MiniFivers，Inc.，Johnson City，TN銷(xiāo)售)?？梢再?gòu)得的非硅質(zhì)纖維的另外的例子包括聚丙烯纖維的Short Stuff系，Short Stuff系包括Y600F，Y600M(例如，由MiniFivers，Inc.，銷(xiāo)售)。
作為另外的例子，可以用各種方法制造纖維。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)錘磨成希望的尺寸來(lái)制造纖維，通常指磨碎了的纖維。從，例如Owens-Corning(例如，731EC、731ED、737BC、737BD、739DC和739DD)，可以購(gòu)得這些纖維。在一些實(shí)施方式中，磨碎的纖維可以具有約16微末的平均長(zhǎng)度。在一些實(shí)施方式中，纖維可以被切成希望的尺寸。在一些實(shí)施方式中，纖維可以被切碎成希望的尺寸。一些可以購(gòu)得的切碎的纖維的例子包括以上注明的Famix系纖維的成員。在一些實(shí)施方式中，可以使用這些方法的組合來(lái)制造纖維。
作為另外的例子，至少一些(例如，所有的)玻璃纖維可以是實(shí)質(zhì)上沒(méi)有涂層的纖維。實(shí)質(zhì)上沒(méi)有涂層的纖維表示在被混入陽(yáng)極材料114或陰極材料124之前，在其表面的少于90％(例如，少于80％、少于70％、少于60％、少于50％、少于40％、少于30％、少于20％、少于10％、少于5％、少于4％、少于3％、少于2％、少于1％)上具有涂層(例如，金屬涂層、金屬氧化物涂層、合金涂層)。
作為此外的例子，至少一些(例如所有)玻璃纖維可以是實(shí)質(zhì)上非中空的。用于本文時(shí)，實(shí)質(zhì)上非中空的纖維表示內(nèi)部體積至少10％(例如，至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％)是固體。
作為另外的例子，至少一些(例如，所有)玻璃纖維可以是實(shí)質(zhì)上非多孔的。用于本文時(shí)，實(shí)質(zhì)上非多孔的纖維表示少于95％(例如，少于90％、少于80％、少于70％、少于60％、少于50％、少于40％、少于30％、少于10％)的表面形成多孔。
作為另外的例子，一般地，纖維質(zhì)材料可以存在于電池的任何需要的部分。在一些實(shí)施方式中，纖維質(zhì)材料可以存在于一個(gè)以上的陽(yáng)極板、一個(gè)以上的陰極板和/或一個(gè)以上的隔板。在某些實(shí)施方式中，纖維質(zhì)材料可以存在于陽(yáng)極板及陰極板的側(cè)面和底部之間的體積，本文稱(chēng)邊緣體積。
作為此外的例子，纖維質(zhì)材料可用于任何希望的電池，例如，溢流閥控式鉛酸蓄電池、凝膠閥控式鉛酸蓄電池和鎳金屬氫化物蓄電池。
作為另外的實(shí)施例，纖維質(zhì)材料可以包含除了纖維以外的材料。在一些實(shí)施方式中，纖維質(zhì)材料可以包含一種以上的膠凝劑。在某些實(shí)施方式中，纖維材料可以包含材料的粒子(例如，二氧化硅粒子)。
作為另外的實(shí)施例，可以使用硫酸以外的電解質(zhì)。例如，電解質(zhì)可以是氫氧化物(例如，氫氧化鉀)。
其它的實(shí)施方式在權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.電池，包括電池盒；電池盒中的電池單元，電池單元包括多個(gè)電池板；和多個(gè)隔板，設(shè)置電池板和隔板，使得對(duì)于每對(duì)相鄰的電池板第一個(gè)電池板形成陽(yáng)極，第二個(gè)電池板形成陰極；和隔板置于陽(yáng)極板和陰極板之間；和在電池盒中的纖維質(zhì)材料，至少一些纖維質(zhì)材料在電池單元和電池盒之間。
2.如權(quán)利要求1的電池，其中所述的電池是鉛酸蓄電池。
3.如權(quán)利要求2的電池，進(jìn)一步包括在電池盒中的硫酸。
4.如權(quán)利要求3的電池，其中第一部分硫酸吸附于纖維質(zhì)材料上。
5.如權(quán)利要求4的電池，其中第二部分硫酸吸附于隔板中。
6.如權(quán)利要求2的電池，其中所述的電池是閥控式鉛酸蓄電池。
7.如權(quán)利要求6的電池，其中所述的電池是AGM型閥控式鉛酸蓄電池。
8.如權(quán)利要求6的電池，其中所述的電池是富液式閥控鉛酸蓄電池。
9.如權(quán)利要求6的電池，其中所述的電池是凝膠閥控式鉛酸蓄電池。
10.如權(quán)利要求1的電池，其中所述的電池是鎳金屬氫化物電池。
11.如權(quán)利要求10的電池，其中纖維質(zhì)材料包括聚合物材料。
12.如權(quán)利要求1的電池，其中纖維質(zhì)材料包括硅質(zhì)纖維材料。
13.如權(quán)利要求1的電池，其中纖維質(zhì)材料包括C玻璃。
14.如權(quán)利要求1的電池，其中纖維質(zhì)材料包括聚合物材料。
15.如權(quán)利要求1的電池，其中纖維質(zhì)材料包括無(wú)機(jī)材料。
16.如權(quán)利要求1的電池，其中纖維質(zhì)材料包括有機(jī)材料。
17.如權(quán)利要求1的電池，其中第一部分纖維質(zhì)材料包括有機(jī)材料，第二部分纖維質(zhì)材料包括無(wú)機(jī)材料。
18.如權(quán)利要求1的電池，其中在搖動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中至少1重量％的纖維質(zhì)材料通過(guò)10×10的篩目。
19.如權(quán)利要求1的電池，其中在搖動(dòng)試驗(yàn)中過(guò)程中至少5重量％的纖維質(zhì)材料通過(guò)8×8的篩目。
20.如權(quán)利要求1的電池，其中在搖動(dòng)試驗(yàn)中過(guò)程中至少5重量％的纖維質(zhì)材料通過(guò)6×6的篩目。
21.如權(quán)利要求1的電池，其中纖維質(zhì)材料具有至少50％的酸吸收度。
22.如權(quán)利要求1的電池，其中纖維質(zhì)材料置于膠凝劑中。
23.如權(quán)利要求1的電池，其中纖維質(zhì)材料和材料的粒子混合。
24.如權(quán)利要求23的電池，其中材料的粒子包括二氧化硅粒子。
25.如權(quán)利要求1的電池，其中纖維質(zhì)材料具有從0.1毫米到1.5毫米的平均長(zhǎng)度。
26.如權(quán)利要求1的電池，其中纖維質(zhì)材料具有小于40微米的平均直徑。
27.如權(quán)利要求1的電池，其中纖維質(zhì)材料具有小于1,500的平均長(zhǎng)徑比。
28.如權(quán)利要求1的電池，其中所述的電池在電池單元和電池盒之間具有頂部空間，并且一部分纖維質(zhì)材料在該頂部空間中。
29.如權(quán)利要求1的電池，其中所述的電池在電池單元和電池盒之間具有邊緣體積，并且一部分纖維質(zhì)材料在邊緣體積中。
30.如權(quán)利要求1的電池，其中至少一些纖維質(zhì)材料被吸附于至少一個(gè)隔板中。
31.如權(quán)利要求30的電池，進(jìn)一步包括吸附于至少一個(gè)隔板中的硫酸。
32.如權(quán)利要求30的電池，進(jìn)一步包括吸附于至少一個(gè)隔板中的硫酸。
33.制造具有電池盒的電池的方法，該方法包括將纖維質(zhì)材料和電解質(zhì)結(jié)合；和將纖維質(zhì)材料和電解質(zhì)置于電池的電池盒中。
34.如權(quán)利要求33的方法，其中電解質(zhì)包括硫酸。
35.如權(quán)利要求33的方法，其中電解質(zhì)包括氫氧化鉀。
36.如權(quán)利要求33的方法，其中在置于電池盒之前將纖維質(zhì)材料和電解質(zhì)形成混合物，并且所述的方法進(jìn)一步包括在將纖維質(zhì)材料和電解質(zhì)置于電池盒中之前過(guò)濾混合物以從混合物中除去至少一些纖維質(zhì)材料。
37.如權(quán)利要求33的方法，其中在將纖維質(zhì)材料置于電池盒中之前將電解質(zhì)置于電池盒中。
38.如權(quán)利要求33的方法，其中在將纖維質(zhì)材料置于電池盒中之后將電解質(zhì)置于電池盒中。
39.如權(quán)利要求33的方法，其中在將電解質(zhì)置于電池盒中之前電池盒實(shí)質(zhì)上不含任何電解質(zhì)。
40.如權(quán)利要求33的方法，其中電池包括電池盒中的電池單元，電池單元包括多個(gè)電池板；和多個(gè)隔板，其中設(shè)置電池板和隔板，使得對(duì)于每對(duì)相鄰的電池板第一個(gè)電池板形成陽(yáng)極，第二個(gè)電池板形成陰極；和隔板置于陽(yáng)極板和陰極板之間。
41.如權(quán)利要求40的方法，其中所述的電池在電池單元和電池盒之間具有頂部空間，并且至少一部分纖維質(zhì)材料置于頂部空間中。
42.如權(quán)利要求40的方法，其中所述的電池在電池單元和電池盒之間具有邊緣體積，并且至少一部分纖維質(zhì)材料置于邊緣體積中。
43.如權(quán)利要求40的方法，其中在將纖維質(zhì)材料置于電池盒中之前構(gòu)造電池單元。
44.如權(quán)利要求40的方法，其中在將電解質(zhì)置于電池盒中之前構(gòu)造電池單元。
45.如權(quán)利要求33的方法，其中所述的電池是鉛酸蓄電池。
46.如權(quán)利要求33的方法，其中所述的電池是鎳金屬氫化物電池。
47.如權(quán)利要求33的方法，其中纖維質(zhì)材料包括硅質(zhì)材料。
48.如權(quán)利要求33的方法，其中纖維質(zhì)材料具有從0.1毫米到1.5毫米的平均長(zhǎng)度。
49.如權(quán)利要求33的方法，其中纖維質(zhì)材料具有小于40微米的平均直徑。
50.如權(quán)利要求33的方法，其中纖維質(zhì)材料具有小于1,500的平均長(zhǎng)徑比。
51.制造具有電池盒的電池的方法，該方法包括在電池的電池盒中構(gòu)造電池單元；和在構(gòu)造電池單元之后，放置纖維質(zhì)材料于電池盒中，其中電池單元包括多個(gè)電池板；和多個(gè)隔板，設(shè)置電池板和隔板使得對(duì)于每對(duì)相鄰的電池板第一個(gè)電池板形成陽(yáng)極，第二個(gè)電池板形成陰極；和隔板置于陽(yáng)極板和陰極板之間。
52.如權(quán)利要求51的方法，進(jìn)一步包括放置電解質(zhì)于電池盒中。
53.如權(quán)利要求52的方法，其中電解質(zhì)包括硫酸。
54.如權(quán)利要求52的方法，其中電解質(zhì)包括氫氧化鉀。
55.如權(quán)利要求52的方法，其中在將纖維質(zhì)材料置于電池盒中之前將電解質(zhì)置于電池盒中。
56.如權(quán)利要求52的方法，其中在將纖維質(zhì)材料置于電池盒中之后將電解質(zhì)置于電池盒中。
57.如權(quán)利要求52的方法，其中在將電解質(zhì)置于電池盒中之前電池盒實(shí)質(zhì)上不含任何電解質(zhì)。
58.如權(quán)利要求51的方法，其中所述的電池在電池單元和電池盒之間具有頂部空間，并且至少一部分纖維質(zhì)材料置于頂部空間中。
59.如權(quán)利要求51的方法，其中所述的電池在電池單元和電池盒之間具有邊緣體積，并且至少一部分纖維質(zhì)材料置于邊緣體積中。
60.如權(quán)利要求51的方法，其中所述的電池是鉛酸蓄電池。
61.如權(quán)利要求51的方法，其中所述的電池是鎳金屬氫化物電池。
62.如權(quán)利要求51的方法，其中纖維質(zhì)材料包括硅質(zhì)材料。
63.如權(quán)利要求51的方法，其中纖維質(zhì)材料具有從0.1毫米到1.5毫米的平均長(zhǎng)度。
64.如權(quán)利要求51的方法，其中纖維質(zhì)材料具有小于40微米的平均直徑。
65.如權(quán)利要求51的方法，其中纖維質(zhì)材料具有小于1,500的平均長(zhǎng)徑比。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了電池，如鉛酸蓄電池(100)，其含有纖維質(zhì)材料(150)；還公開(kāi)了相關(guān)的方法。
文檔編號(hào)H01M4/58GK1751401SQ200480004615
公開(kāi)日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2004年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月19日
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