[发明专利]一种可溶出胶体的AGM隔板的制备方法

说明书

本发明公开了一种可溶出胶体的AGM隔板的制备方法，包括以下步骤：以水、纳米二氧化硅、以及玻璃纤维制备混合浆料，纳米二氧化硅的粒径为1.5～10nm，比表面积为680～1100㎡/g；然后加水稀释，调节pH值；接着，进行负压抽滤脱水得到湿隔板，再将湿隔板烘干，即得到可溶出胶体的AGM隔板。本发明通过添加的小粒径、高比表面积的纳米氧化硅制备可溶出胶体的AGM隔板，制得的隔板应用于蓄电池时，在充放电循环≥10次，纳米氧化硅溶出量≥50％，溶出的纳米氧化硅逐步形成凝胶，从而形成全固态胶体蓄电池，开辟了新的胶体蓄电池制造方式，免去铅酸蓄电池的加胶工艺，解决了铅酸蓄电池加胶困难及蓄电池内化成不均匀等问题。

技术领域

本发明属于蓄电池领域，更具体地，涉及一种可溶出胶体的AGM隔板的制备方法，该隔板适用于铅酸蓄电池，如阀控式AGM铅酸蓄电池，可应用于制备新型的全固态胶体铅酸蓄电池。

背景技术

铅酸蓄电池是当前技术成熟度最高、使用安全性最优、循环利用率最好的二次电池，在全世界各类型的蓄电池市场中占有72％以上的市场份额。铅酸蓄电池被广泛应用于电动自行车摩托车电池、汽车启动电池和新型的启停电池、风电光伏储能电池、通讯基站和数据中心备用电源、高铁机车供电系统等多个领域，为满足行业需求，行业近几年产量以20％的增速在发展。

在国内的铅酸蓄电池制造过程中，玻纤隔板一直占据绝对的市场份额。2000年之后，蓄电池厂家在玻纤隔板蓄电池上嫁接胶体电池的技术，在电解液中添加进口的气相氧化硅或硅溶胶使电解液凝胶化，将AGM隔板和胶体技术结合起来，以提高电池的性能。

作为对液态电解质的普通铅酸蓄电池的改进，胶体电解液代换了硫酸电解液，在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面较普通电池有所改善。具体来说，相对于液态电解质的铅酸蓄电池，胶体电池具有以下优点：深循环放电状态下有良好的使用可靠性、循环寿命相对较长、耐过充电能力强、工作温度范围宽、自放电率低、可以任意方位放置、抗震性好、使用安全等。因此，胶体电池是铅酸蓄电池行业的发展方向。

胶体电池经过化成工艺后，即可投入使用。铅酸蓄电池的化成分为内化成和外化成两种。内化成工艺是将固化干燥以后的电池极板分切后直接组装成电池，在电池内部化成。外化成是在化成槽中完成极板化成。由于外化成蓄电池用的极板需预先经槽化成、水洗和干燥，能耗较大，对环境污染大，2013年我国全面禁止外化成铅酸蓄电池的生产。

虽然胶体电池具有一系列的优势，但是胶体电池加胶困难、内化成不均匀一直是行业的难题。胶体电池加胶困难、内化成不均匀的根本原因是由加胶工艺造成的。

目前，胶体电池的加胶工艺一般是用一定比重的稀硫酸与二氧化硅胶体充分混合，然后加入蓄电池，经过内化成工艺，达到凝胶状态；即胶体与稀硫酸提前混合均匀，经过加酸机灌注胶体电解液。

内化成胶体电池在电池内部化成，化成过程中易发热。内化成电池加胶过程中，稀硫酸电解液与生极板中的活性物质剧烈反应，释放大量的热量，热量累积、短时间内热量无法快速释放出去，温度急剧升高，导致胶体凝胶时间缩短，因此，凝胶集中地堆积在集群附近的区域。胶体在灌注的过程中，受到隔板的过滤作用，形成凝胶的胶体和酸分离，部分酸被阻隔在隔板的上方，无法进入到电池的内部，容易导致电池加入酸的量不足，严重影响蓄电池容量及寿命。

由于胶体电池加胶困难，电解液加入的量不足，且酸在隔板内分布不均匀，导致胶体电池内化成不均匀、不彻底。总体上来讲，胶体电池内化成不够彻底，容量衰退快，放电容量和循环使用寿命均比外化成胶体电池差。

发明内容