本發(fā)明涉及AGM隔板生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種可抑制電解液分層的AGM隔板生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

玻璃微纖維隔板（AGM）是閥控式鉛酸蓄電池的關(guān)鍵材料之一，閥控式鉛酸蓄電池用AGM隔板的主要作用是：（1）防止正/負(fù)極板互相接觸而發(fā)生電池內(nèi)部短路；（2）使蓄電池緊密裝配，縮小電池體積；（3）防止極板變形、彎曲和活性物質(zhì)的脫落；（4）在極板間的多孔性隔板中貯存必要數(shù)量的電解液，以保證較高的導(dǎo)電性和電池反應(yīng)的需要；（5）防止一些對(duì)電池有害的物質(zhì)通過隔板進(jìn)行遷移和擴(kuò)散。因此，AGM隔板具有閥控式鉛酸蓄電池第三電極之稱。

目前AGM隔板主要是用玻璃微纖維通過濕法造紙技術(shù)抄造而成，由純玻璃纖維制成的AGM隔板對(duì)電解液的濕潤(rùn)性能較差，吸附電解液后，電解液保持能力差，易造成電解液分層及電解液密度的分層現(xiàn)象，使得電荷密度在整個(gè)極板上的分布極不均勻，會(huì)大大影響電池性能與壽命。

例如，申請(qǐng)公布號(hào) CN 102623659 A，申請(qǐng)公布日 2012.08.01的中國(guó)專利公布了本發(fā)明公開了一種鉛酸蓄電池隔板及其制備方法，該隔板以玻璃纖維為主成分，還包含10~20%熔點(diǎn)為100~200℃的聚烯烴樹脂纖維。該發(fā)明通過在玻璃纖維中添加聚烯烴樹脂，在干燥升溫過程中使聚烯烴樹脂熔化，冷卻后固化連接周圍的玻璃纖維，使最終的隔板抗拉強(qiáng)度得到明顯提高。該制備方法中進(jìn)行打漿時(shí)玻璃纖維不易分散，易絮聚，制得的隔板均勻性差；漿液在進(jìn)行成型抄紙過程中由于真空負(fù)壓不能得到很好的穩(wěn)定，造成隔板厚度得不到很好的控制，得到的隔板厚度均一性差；制得的隔板依然沒有解決隔板對(duì)電解液的濕潤(rùn)性能較差以及電解液易分層的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的AGM隔板生產(chǎn)方法所存在的上述問題，提供了一種工藝步驟簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，可操作性強(qiáng)的可抑制電解液分層的AGM隔板生產(chǎn)方法 ，制得的AGM隔板具有更大的電解液吸咐量，濕潤(rùn)性及電解液保持能力好，電解液分布均勻，孔隙率高、空隙均勻，綜合性能優(yōu)異，有利于提高電池性能與使用壽命。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的一種可抑制電解液分層的AGM隔板生產(chǎn)方法，包括以下步驟：

（1）制備改性竹纖維：將竹纖維加入氯磺酸中，加熱至80~100℃溶脹1~3h，冷卻，過濾，將過濾物用水洗至pH呈中性，真空干燥，再加入浸潤(rùn)劑中進(jìn)行浸泡30~60min后于95~105℃下烘干，即得改性竹纖維，待用。氯磺酸能使竹纖維集束充分溶脹，使其充分分散，有利于提高其分散性，同時(shí)有利于浸潤(rùn)劑充分、均勻浸潤(rùn)竹纖維，浸潤(rùn)劑可使得烘干后的竹纖維表面能形成一層保護(hù)膜，盡量保證竹纖維的保留長(zhǎng)度，并在表面形成較多的官能團(tuán)有利于改善其分散性，另外，經(jīng)浸泡過的竹纖維表面粗糙度也變大，可增加與各纖維之間的摩擦系數(shù)，使界面剪切強(qiáng)度增加，提高了隔板的機(jī)械強(qiáng)度與韌性。

（2）配料：按5~10%聚酯纖維，3~5%聚氧化乙烯，5~10%改性竹纖維，10~15%水溶性聚乙烯醇纖維，30~35%直徑0.5~0.7μm高堿玻璃纖維，余量為直徑3~4μm高堿玻璃纖維的質(zhì)量百分比計(jì)量各原料，待用。本發(fā)明對(duì)AGM隔板進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，摒棄了傳統(tǒng)的純玻璃纖維配方，創(chuàng)造性地采用多種纖維混合，尤其是創(chuàng)造性的添加了改性竹纖維，改性竹纖維具有優(yōu)異的瞬間吸水性和保水性，能大大提高隔板對(duì)電解液的濕潤(rùn)性能以及對(duì)電解液的保持能力，使隔板中的電解液保持均勻一致，并在整個(gè)壽命期間保持其高的吸液率，從而可以抑制電池中隔板上電解液的分層及電解液密度的分層現(xiàn)象，另外，改性竹纖維耐熱性能與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能好，能有效抑制隔板在橫向和縱向上的拉伸，避免隔板孔徑變大引起短路；但是改性竹纖維的加入會(huì)影響隔板的壓縮性、柔軟性及濕回彈性能，且改性竹纖維與其他纖維之間的兼容性差，結(jié)合強(qiáng)度低，會(huì)影響隔板的機(jī)械性能，為解決上述問題，本發(fā)明中加入了聚酯纖維、聚氧化乙烯及水溶性聚乙烯醇纖維，聚酯纖維能改善隔板的壓縮性和濕回彈性能，水溶性聚乙烯醇纖維的加入能改善隔板的柔軟性及韌性，使其易彎曲，同時(shí)水溶性聚乙烯醇纖維粘結(jié)性好，具有搭接作用，可使各纖維粘結(jié)在一起，有利于進(jìn)一步提高本發(fā)明隔板的機(jī)械強(qiáng)度；聚氧化乙烯粘性好，能提高纖維之間的纖維之間的界面結(jié)合強(qiáng)度，并能避免隔板過脆而在裁分切時(shí)產(chǎn)生裂紋；本發(fā)明還限定了玻璃纖維的粗細(xì)比，使得本發(fā)明制得的隔板具有孔徑細(xì)小均勻，孔率大小適度，干態(tài)和濕態(tài)彈性好等特性，綜合性能好。

（3）打漿：在水中加入六偏磷酸鈉，控制水中六偏磷酸鈉濃度為0.3~0.5%，用硫酸調(diào)節(jié)pH為1.5~2.5后，加入聚酯纖維、改性竹纖維、水溶性聚乙烯醇纖維及玻璃纖維，進(jìn)行打漿，打漿后加入剩余原料混合均勻，加水稀釋至料水比為2.5~3%，得漿料。打漿時(shí)，在水中加入了六偏磷酸鈉，六偏磷酸鈉可以提高纖維表面的ξ電位，增強(qiáng)纖維之間的排斥力，從而能使纖維分散開，減少絮聚，有利于保證隔板厚度均勻性。

（4）抄紙成型：將漿料流至成型網(wǎng)上進(jìn)行抄造，得濕隔板。

（5）一次烘干：將濕隔板置于烘箱中烘至水含量為10~15%。一次烘干烘至水含量為10~15%，可避免輥壓時(shí)隔板過干發(fā)脆而產(chǎn)生裂縫。

（6）輥壓：將隔板在輥壓機(jī)中進(jìn)行輥壓使其厚度保持一致。

（7）二次烘干：將輥壓后的隔板再置于烘箱中烘干至重量保持恒重，裁切后經(jīng)卷取即得可抑制電解液分層的AGM隔板。

作為優(yōu)選，步驟（1）中，所述浸潤(rùn)劑由以下質(zhì)量百分比的組分制成：40~50%聚四氟乙烯分散乳液，0.1~0.2%季銨鹽，0.3~0.5%硬脂酸聚氧乙烯酯，0.1~0.3%硅烷偶聯(lián)劑KH-550，余量為水。浸潤(rùn)劑是本發(fā)明關(guān)鍵點(diǎn)，能使竹纖維表面形成一層有機(jī)膜，其中聚四氟乙烯分散乳液為主成膜劑，硬脂酸聚氧乙烯酯為輔成膜劑，季銨鹽為抗靜電劑，硅烷偶聯(lián)劑KH-550為分散、乳化劑，能使納米氮化硅均勻分散。

作為優(yōu)選，步驟（1）中，所述竹纖維長(zhǎng)度2~4mm，直徑為0.03~0.05mm。

作為優(yōu)選，步驟（2）中，所述聚酯纖維直徑為0.3~0.5μm，長(zhǎng)度為3~5mm。

作為優(yōu)選，步驟（2）中，所述水溶性聚乙烯醇纖維直徑為1~3μm，長(zhǎng)度為3~5mm。

作為優(yōu)選，步驟（2）中，所述高堿玻璃纖維的長(zhǎng)度為3~5mm。玻璃微纖維的長(zhǎng)度與隔板的孔率大小有關(guān)，但長(zhǎng)度過長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生絮凝，不易分散，且隔板的厚度均一性控制較難，而玻璃纖維長(zhǎng)度過短，不易交織，導(dǎo)致隔板強(qiáng)度低，因此經(jīng)過綜合考慮，本發(fā)明中限定玻璃纖維長(zhǎng)度為3~5mm。

作為優(yōu)選，步驟（5）中，烘干溫度為200~250℃。

作為優(yōu)選，步驟（7）中，烘干溫度為100~150℃。

因此，本發(fā)明具有如下有益效果：

（1）打漿時(shí)在水中加入了六偏磷酸鈉，六偏磷酸鈉可以提高纖維表面的ξ電位，增強(qiáng)纖維之間的排斥力，從而能使纖維分散開，減少絮聚，有利于保證隔板厚度均勻性；

（2）對(duì)AGM隔板進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，摒棄了傳統(tǒng)的純玻璃纖維配方，創(chuàng)造性地采用多種纖維混合，尤其是創(chuàng)造性的添加了改性竹纖維，通過各纖維之間的協(xié)同作用，制得的AGM隔板具有更大的電解液吸咐量，濕潤(rùn)性及電解液保持能力好，電解液分布均勻，孔隙率高、空隙均勻，綜合性能優(yōu)異，有利于提高電池性能與使用壽命；

（3）對(duì)隔板進(jìn)行輥壓后可保證隔板厚度的均一性，有效解決了漿液在進(jìn)行成型抄紙過程中由于真空負(fù)壓不能得到很好的穩(wěn)定，造成隔板厚度得不到很好的控制，得到的隔板厚度均一性差的問題；

（4）整個(gè)生產(chǎn)方法工藝步驟簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，可操作性強(qiáng)。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例1

（1）制備改性竹纖維：將長(zhǎng)度3mm，直徑0.04mm的竹纖維加入氯磺酸中，加熱至90℃溶脹2h，冷卻，過濾，將過濾物用水洗至pH呈中性，真空干燥，再加入浸潤(rùn)劑中進(jìn)行浸泡40min后于98℃下烘干，即得改性竹纖維，待用，浸潤(rùn)劑由以下質(zhì)量百分比的組分制成：45%聚四氟乙烯分散乳液，0.15%季銨鹽，0.4%硬脂酸聚氧乙烯酯，0.2%硅烷偶聯(lián)劑KH-550，余量為水；

（2）配料：按7%直徑0.4μm、長(zhǎng)度4mm的聚酯纖維，4%聚氧化乙烯，7%改性竹纖維，12%直徑2μm、長(zhǎng)度4mm的水溶性聚乙烯醇纖維，32%直徑0.6μm、長(zhǎng)度4mm的高堿玻璃纖維，余量為直徑3.5μm、長(zhǎng)度4mm的高堿玻璃纖維的質(zhì)量百分比計(jì)量各原料，待用；

（3）打漿：在水中加入六偏磷酸鈉，控制水中六偏磷酸鈉濃度為0.4%，用硫酸調(diào)節(jié)pH為2后，加入聚酯纖維、改性竹纖維、水溶性聚乙烯醇纖維及玻璃纖維，進(jìn)行打漿，打漿后加入剩余原料混合均勻，加水稀釋至料水比為2.8%，得漿料；

（4）抄紙成型：將漿料流至成型網(wǎng)上進(jìn)行抄造，得濕隔板；

（5）一次烘干：將濕隔板置于烘箱中以220℃溫度烘至水含量為12%；

（6）輥壓：將隔板在輥壓機(jī)中進(jìn)行輥壓使其厚度保持一致；

（7）二次烘干：將輥壓后的隔板再置于烘箱中以120℃溫度烘干至重量保持恒重，裁切后經(jīng)卷取即得可抑制電解液分層的AGM隔板。

實(shí)施例2

（1）制備改性竹纖維：將長(zhǎng)度2mm，直徑0.03mm的竹纖維加入氯磺酸中，加熱至80℃溶脹1h，冷卻，過濾，將過濾物用水洗至pH呈中性，真空干燥，再加入浸潤(rùn)劑中進(jìn)行浸泡30min后于95℃下烘干，即得改性竹纖維，待用，浸潤(rùn)劑由以下質(zhì)量百分比的組分制成：40%聚四氟乙烯分散乳液，0.1%季銨鹽，0.3%硬脂酸聚氧乙烯酯，0.1%硅烷偶聯(lián)劑KH-550，余量為水；

（2）配料：按5%直徑0.3μm、長(zhǎng)度3mm的聚酯纖維，3%聚氧化乙烯，5%改性竹纖維，10%直徑1μm、長(zhǎng)度3mm的水溶性聚乙烯醇纖維，30%直徑0.5μm、長(zhǎng)度3mm的高堿玻璃纖維，余量為直徑3μm、長(zhǎng)度3mm的高堿玻璃纖維的質(zhì)量百分比計(jì)量各原料，待用；

（3）打漿：在水中加入六偏磷酸鈉，控制水中六偏磷酸鈉濃度為0.3%，用硫酸調(diào)節(jié)pH為1.5后，加入聚酯纖維、改性竹纖維、水溶性聚乙烯醇纖維及玻璃纖維，進(jìn)行打漿，打漿后加入剩余原料混合均勻，加水稀釋至料水比為2.5%，得漿料；

（4）抄紙成型：將漿料流至成型網(wǎng)上進(jìn)行抄造，得濕隔板；

（5）一次烘干：將濕隔板置于烘箱中以200℃溫度烘至水含量為10%；

（6）輥壓：將隔板在輥壓機(jī)中進(jìn)行輥壓使其厚度保持一致；

（7）二次烘干：將輥壓后的隔板再置于烘箱中以100℃溫度烘干至重量保持恒重，裁切后經(jīng)卷取即得可抑制電解液分層的AGM隔板。

實(shí)施例3

（1）制備改性竹纖維：將長(zhǎng)度4mm，直徑0.05mm的竹纖維加入氯磺酸中，加熱至100℃溶脹3h，冷卻，過濾，將過濾物用水洗至pH呈中性，真空干燥，再加入浸潤(rùn)劑中進(jìn)行浸泡60min后于105℃下烘干，即得改性竹纖維，待用，浸潤(rùn)劑由以下質(zhì)量百分比的組分制成：50%聚四氟乙烯分散乳液，0.2%季銨鹽，0.5%硬脂酸聚氧乙烯酯，0.3%硅烷偶聯(lián)劑KH-550，余量為水；

（2）配料：按10%直徑0.5μm、長(zhǎng)度5mm的聚酯纖維，5%聚氧化乙烯， 10%改性竹纖維，15%直徑3μm、長(zhǎng)度5mm的水溶性聚乙烯醇纖維，35%直徑0.7μm、長(zhǎng)度5mm的高堿玻璃纖維，余量為直徑4μm、長(zhǎng)度5mm的高堿玻璃纖維的質(zhì)量百分比計(jì)量各原料，待用；

（3）打漿：在水中加入六偏磷酸鈉，控制水中六偏磷酸鈉濃度為0.5%，用硫酸調(diào)節(jié)pH為2.5后，加入聚酯纖維、改性竹纖維、水溶性聚乙烯醇纖維及玻璃纖維，進(jìn)行打漿，打漿后加入剩余原料混合均勻，加水稀釋至料水比為3%，得漿料；

（4）抄紙成型：將漿料流至成型網(wǎng)上進(jìn)行抄造，得濕隔板；

（5）一次烘干：將濕隔板置于烘箱中以250℃溫度烘至水含量為15%；

（6）輥壓：將隔板在輥壓機(jī)中進(jìn)行輥壓使其厚度保持一致；

（7）二次烘干：將輥壓后的隔板再置于烘箱中以150℃溫度烘干至重量保持恒重，裁切后經(jīng)卷取即得可抑制電解液分層的AGM隔板。

通過本發(fā)明制得的可抑制電解液分層的AGM隔板主要性能如下：

1. 100KP濕回彈性：≥94%

2. 拉伸強(qiáng)度：厚度（100kPa）≤1.00mm時(shí)，拉伸強(qiáng)度≥1.2kN/m；

厚度（100kPa）＞1.00mm時(shí)，拉伸強(qiáng)度≥1.8kN/m；

3. 毛細(xì)吸酸高度：5min吸酸高度≥100mm，24h吸酸高度≥740mm；

4. 最大孔徑：≤13μm；

5. 孔率：≥98%；

6. 鐵含量≤0.003%；

7. 氯含量≤0.002%。

以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。