[发明专利]一种高比表面积的AGM隔板的制备方法

说明书

本发明公开了一种高比表面积的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，即得到高比表面积的AGM隔板。本发明的高比表面积的AGM隔板可以提高胶体网络结构的稳定性和均匀性，改善电解液的分层现象；同时有效解决AGM隔板湿弹性低、装配压力保持能力差的问题，该隔板的孔径能大大减小，能进一步提高枝晶穿刺导致短路的预防性能，减缓蓄电池的容量衰退、延长蓄电池的循环使用寿命。

技术领域

本发明属于蓄电池领域，更具体地，涉及一种高比表面积的AGM隔板的制备方法，该隔板适用于铅酸蓄电池。

背景技术

蓄电池隔板，是一种多孔绝缘的物质，放置于蓄电池正负极板之间，使正负极板隔离开来，起到绝缘的作用，避免蓄电池短路。同时在蓄电池充放电过程中允许参加化学反应的离子通过，对于密闭免维护电池，还要保障正极析出的氧气通过隔板到达负极，完成氢氧复合反应。因此，隔板作为蓄电池的重要组成部分，对蓄电池的性能起着决定性的作用，号称蓄电池的“第三极”。

目前国内比较常用的传统型铅酸蓄电池隔板有橡胶隔板、AGM隔板、PVC隔板、PP隔板等。其中AGM隔板是一种具有优良机械、物理性能、性价比高的新型材料。随着科学技术的日益进步，以及石油、化学工业、材料科学的发展，玻纤隔板的应用越来越广泛，已经成为电池行业不可或缺的“世纪材料”，并已发展成主流隔板。

AGM隔板的比表面积情况会对AGM隔板的综合性能产生重要影响。目前，AGM隔板大多是由直径小于1.2um的细玻璃纤维、直径为2～11um的粗玻璃纤维、少量的有机纤维采用湿法工艺制备而成。虽然提高AGM隔板中细玻璃纤维的用量，可以在一定程度上提高AGM隔板的比表面积，但是细玻璃纤维价格昂贵、成本较高。现有技术中，AGM隔板的比表面积普遍较低，一般在0.8～1.4㎡/g。此外，由于纤维表面光滑，纤维之间的摩擦力较小，导致纤维结合的紧密程度较差，隔板在受力情况下，纤维之间产生相对滑动，导致玻纤隔板的孔径较大、机械强度较差。且隔板的湿弹性低，降低了电池的装配压力，导致电池容量衰退快。在电池的循环充放电过程中，极板反复地收缩与膨胀，极板上的活性物质脱落以后，极易通过隔板较大的孔隙到达对面极板上，同时伴有部分铅枝晶穿刺导致正负极短路，导致电池循环寿命短。

现有技术中，已经出现在玻纤隔板中添加二氧化硅的技术，通过二氧化硅与玻璃纤维的作用，可以在一定程度上降低隔板孔径、增强隔板强度，如中国专利CN103855346A、CN104201319A等。然而，这些技术中所用的二氧化硅对AGM隔板的比表面积并无提升作用。气相二氧化硅通过高温燃烧法制备而成，其比表面积为200～400㎡/g，表面羟基少，氧化硅的活性差，与玻璃纤维的结合力非常小、在AGM隔板中使用仅能作为填料，尤其是二氧化硅的用量超过4％后隔板强度会下降，掉粉严重，对隔板的比表面积无提升作用，对玻璃纤维无截留功能。沉淀法制备的二氧化硅杂质含量高(通常在90％左右)、粒径不均一、粒度分布宽、活性差、比表面积小；氧化硅颗粒团聚严重，颗粒间及颗粒与纤维间形不成稳定的网络结构。因此，在玻纤隔板中添加传统的气相二氧化硅或沉淀法制备的二氧化硅，均不能提高AGM隔板的比表面积。

中国专利CN103855346A、CN104201319A主要是通过添加二氧化硅改进AGM隔板中纤维的组成来提高隔板的性能。进一步的研究表明，上述AGM隔板仍然存在以下的技术问题：隔板比表面积小、湿弹性低，蓄电池容量衰退较快；此外，由于玻纤隔板上存在的大孔径，铅枝晶穿刺导致短路的预防性能还有待进一步提高，否则仍会影响蓄电池的使用寿命。

发明内容