本發(fā)明涉及一種AGM隔板，尤其是涉及一種防短路AGM隔板。

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隔板主要是用直徑0.5~3μm的玻璃微纖維通過濕法造紙技術(shù)抄造而成，組裝成電池后由于隨著電池充放電會(huì)造成極板不停拉伸和收縮，由于玻璃纖維表面光滑，易產(chǎn)生相互滑動(dòng)從而造成隔板上孔徑變大，從而容易造成極板上細(xì)小鉛粉滲透到隔板中造成短路。

例如，申請(qǐng)公布號(hào) CN 102623659 A，申請(qǐng)公布日 2012.08.01的中國專利公布了本發(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。該隔板雖然提高了抗拉強(qiáng)度，但聚烯烴樹脂在熔化后，會(huì)造成隔板孔徑分布不勻，影響隔板孔徑的一致性，同時(shí)隨著電池充放電的進(jìn)行，正極鉛粉逐漸有少量地透過隔板到負(fù)極造成短路。

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隔板易造成極板上細(xì)小鉛粉滲透到隔板中造成短路的問題，提供了一種配方科學(xué)合理，孔隙率高、空隙均勻，綜合性能優(yōu)異，能有效避免電池短路的防短路AGM隔板。

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)明的一種防短路AGM隔板，所述防短路AGM隔板由以下質(zhì)量百分比的原料制成：3~5%改性納米蛭石粉，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，5~10%聚酰亞胺纖維，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。本發(fā)明的AGM隔板摒棄了傳統(tǒng)的純玻璃纖維配方，創(chuàng)造性地采用多種纖維混合交織而成，尤其是創(chuàng)造性地添加了改性竹纖維、聚酰亞胺纖維，同時(shí)輔以改性納米蛭石粉，其中改性竹纖維具有優(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，而且竹纖維能有效吸附鉛粉，避免鉛粉進(jìn)入隔板中互相接觸而發(fā)生電池內(nèi)部短路；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)影響隔板的抗拉伸性能，為解決上述問題，本發(fā)明中加入了聚酰亞胺纖維、聚氧化乙烯及水溶性聚乙烯醇纖維，聚酰亞胺纖維的加入能改善隔板的壓縮性、濕回彈性及抗拉伸性能，使隔板結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，避免隔板上孔徑變大，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；改性納米蛭石粉具有優(yōu)異的吸附作用，也可以吸附細(xì)小的鉛粉避免鉛粉進(jìn)入隔板內(nèi)部引起短路，另外改性納米蛭石粉可粘結(jié)在纖維表面，形成粘結(jié)點(diǎn)，提高纖維之間的結(jié)合力，使得隔板受熱膨脹時(shí)纖維之間不會(huì)任意移動(dòng)而使孔徑變大，有效阻止鉛粉通過隔板引起短路，同時(shí)由于改性納米蛭石粉的填充作用，使隔板中的近似直通孔變成彎曲狀微孔，從而能控制鉛枝晶的穿透；本發(fā)明還限定了玻璃纖維的粗細(xì)比，使得本發(fā)明的隔板具有孔徑細(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。

作為優(yōu)選，所述改性竹纖維通過以下方法制得：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，再加入浸潤劑中進(jìn)行浸泡30~60min后于95~105℃下烘干，即得改性竹纖維。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)有利于浸潤劑充分、均勻浸潤竹纖維，浸潤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。

作為優(yōu)選，所述浸潤劑由以下質(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。本發(fā)明中的浸潤劑是關(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，所述竹纖維長度2~4mm，直徑為0.03~0.05mm。

作為優(yōu)選，所述改性納米蛭石粉通過以下方法制得：將納米蛭石粉加入稀硫酸中，加熱至85~90℃保溫3~5h，過濾，用去離子水洗至pH呈中性后，干燥，在800~900℃煅燒后加入改性液中剪切分散后，于30~40℃下震蕩5~7h，過濾干燥，即得改性納米蛭石粉。改性納米蛭石粉的分散性能優(yōu)異，且與各纖維之間的兼容性好。

作為優(yōu)選，所述改性液由以下質(zhì)量百分比的組分組成：3~5%環(huán)氧樹脂乳液，0.3~0.5%聚氨酯乳液，0.3~0.5%硅烷偶聯(lián)劑KH-550，余量為丙酮。

作為優(yōu)選，所述聚酰亞胺纖維直徑為0.3~0.5μm，長度為3~5mm。

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

作為優(yōu)選，所述高堿玻璃纖維的長度為3~5mm。玻璃微纖維的長度與隔板的孔率大小有關(guān)，但長度過長會(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度為3~5mm。

因此，本發(fā)明具有如下有益效果：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交織而成，尤其是創(chuàng)造性地添加了改性竹纖維、聚酰亞胺纖維，同時(shí)輔以改性納米蛭石粉、聚氧化乙烯等組分，隔板孔隙率高、空隙均勻，綜合性能優(yōu)異，能有效避免正極鉛粉透過隔板到負(fù)極造成短路。

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

一種防短路AGM隔板，由以下質(zhì)量百分比的原料制成：4%改性納米蛭石粉，4%聚氧化乙烯，7%改性竹纖維，12%直徑2μm、長度4mm的水溶性聚乙烯醇纖維，7%直徑0.4μm、長度為4mm的聚酰亞胺纖維，32%直徑0.6μm、長度為4mm的高堿玻璃纖維，余量為直徑3.5μm、長度為3.5mm的高堿玻璃纖維，其中，

改性納米蛭石粉通過以下方法制得：將納米蛭石粉加入稀硫酸中，加熱至87℃保溫4h，過濾，用去離子水洗至pH呈中性后，干燥，在850℃煅燒后加入改性液中剪切分散后，于35℃下震蕩6h，過濾干燥，即得改性納米蛭石粉，改性液由以下質(zhì)量百分比的組分組成：4%環(huán)氧樹脂乳液，0.4%聚氨酯乳液，0.4%硅烷偶聯(lián)劑KH-550，余量為丙酮；

改性竹纖維通過以下方法制得：將長度3mm、直徑0.04mm的竹纖維加入氯磺酸中，加熱至85℃溶脹2h，冷卻，過濾，將過濾物用水洗至pH呈中性，真空干燥，再加入浸潤劑中進(jìn)行浸泡40min后于100℃下烘干，即得改性竹纖維，浸潤劑由以下質(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，0.45%硬脂酸聚氧乙烯酯，0.2%硅烷偶聯(lián)劑KH-550，余量為水。

實(shí)施例2

一種防短路AGM隔板，由以下質(zhì)量百分比的原料制成：5%改性納米蛭石粉，5%聚氧化乙烯，10%改性竹纖維，15%直徑3μm、長度5mm的水溶性聚乙烯醇纖維，10%直徑0.5μm、長度為5mm的聚酰亞胺纖維，35%直徑0.7μm、長度為5mm的高堿玻璃纖維，余量為直徑4μm、長度為5mm的高堿玻璃纖維，其中，

改性納米蛭石粉通過以下方法制得：將納米蛭石粉加入稀硫酸中，加熱至90℃保溫3h，過濾，用去離子水洗至pH呈中性后，干燥，在900℃煅燒后加入改性液中剪切分散后，于40℃下震蕩5h，過濾干燥，即得改性納米蛭石粉，改性液由以下質(zhì)量百分比的組分組成：5%環(huán)氧樹脂乳液，0.5%聚氨酯乳液，0.5%硅烷偶聯(lián)劑KH-550，余量為丙酮；

改性竹纖維通過以下方法制得：將長度4mm、直徑0.05mm的竹纖維加入氯磺酸中，加熱至100℃溶脹1h，冷卻，過濾，將過濾物用水洗至pH呈中性，真空干燥，再加入浸潤劑中進(jìn)行浸泡60min后于105℃下烘干，即得改性竹纖維，浸潤劑由以下質(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。

實(shí)施例3

一種防短路AGM隔板，由以下質(zhì)量百分比的原料制成：3%改性納米蛭石粉，3%聚氧化乙烯，5%改性竹纖維，10%直徑1μm、長度3mm的水溶性聚乙烯醇纖維，5%直徑0.3μm、長度為3mm的聚酰亞胺纖維，30%直徑0.5μm、長度為3mm的高堿玻璃纖維，余量為直徑3μm、長度為3mm的高堿玻璃纖維，其中，

改性納米蛭石粉通過以下方法制得：將納米蛭石粉加入稀硫酸中，加熱至85℃保溫5h，過濾，用去離子水洗至pH呈中性后，干燥，在800℃煅燒后加入改性液中剪切分散后，于30℃下震蕩7h，過濾干燥，即得改性納米蛭石粉，改性液由以下質(zhì)量百分比的組分組成：3%環(huán)氧樹脂乳液，0.3%聚氨酯乳液，0.3%硅烷偶聯(lián)劑KH-550，余量為丙酮；

改性竹纖維通過以下方法制得：將長度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，再加入浸潤劑中進(jìn)行浸泡30min后于95℃下烘干，即得改性竹纖維，浸潤劑由以下質(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。

本發(fā)明的防短路AGM隔板采用濕法造紙技術(shù)抄造而成，即：將原料混合后加水打漿，再對(duì)漿料進(jìn)行成型抄造、烘干即可。

本發(fā)明的防短路AGM隔板主要性能如下：

1. 50KP濕回彈性：≥92%；

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≥1.4kN/m；

3. 毛細(xì)吸酸高度：5min吸酸高度≥90mm，24h吸酸高度≥710 mm；

4. 最大孔徑：≤13μm；

5. 孔率：≥92%；

6. 鐵含量≤0.003%；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。