專利名稱：鉛酸蓄電池用超細玻璃纖維膈膜的改性處理的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種閥控式密封鉛酸蓄電池用復合式超細玻璃纖維隔膜的改性處理方法，屬于鉛酸蓄電池技術領域。
背景技術：
閥控式密封鉛酸蓄電池得到廣泛應用最關鍵的技術基礎是陰極吸附原理，在通常情況下，閥控式密封鉛酸蓄電池的正極充電到70％時開始析出O2，氧氣經過隔膜的氣體通道到達負極并與活性物質海綿狀鉛發生反應，部分活性物質轉變成硫酸鉛，同時抑制了氫氣的產生。由于與氧氣反應而變成放電狀態的硫酸鉛經過繼續充電，又回復到充電狀態的海綿狀鉛。
氣體復合總反應正極板上由于分解水產生的氧氣與負極板上活性物質反應并還原成水，電池內部沒有水的損失。研究表明氧在負極的復合反應取決于氧的擴散速度，隔膜所提供的橫向氣體通道對氣體的復合反應效率起決定作用。
盡管閥控式密封鉛酸蓄電池技術已日益成熟，但國產VRLA電池還存在許多質量問題，比如電池失水干涸。電池壽命受到干涸的威脅，分析其主要原因之一是水的分解，析出氧氣和氫氣使電池內壓增加，啟動排氣閥使氣體排出電池殼體外，同時帶出水和硫酸造成電池失水。如果單純增加電液量會導致隔膜透氣性惡化，影響氣體擴散復合，反而使得電池內壓增加加速，引起這種失水循環更加嚴重。鉛酸蓄電池中氫氣和氧氣的析出會給電池的壽命和性能造成致命的影響，大量氣體的析出造成硫酸中水量的減少，導致電液干枯，同時易損壞極板，加速正極活性物質的軟化脫落，減短了電池的壽命。如何在適當增加電液量的同時，又能提高氣體的復合效率，這是人們關心的焦點。
鉛酸電池隨著科學技術的發展也迅速發展，尤其是電訊電力事業和汽車摩托車等交通運輸的蓬勃發展，為鉛酸電池的研究生產使用提供了廣闊的空間。隔膜的發展歷史證明隔膜作為鉛酸電池的關鍵部件，在鉛酸電池技術突破的同時得到了很好的發展。超細玻璃纖維(AGM)隔膜用于閥控式密封鉛酸蓄電池，是解決電池密封的關鍵材料之一，研究對超細玻璃纖維隔膜進行改性，在不降低隔膜吸液性能(吸液量、吸液高度)的條件下，改善隔膜的透氣性，從而達到使電池內部增加氧氣復合能力、減少水損失而延長電池服務壽命的目的。
目前，國內外也進行了許多企圖通過對隔膜的改性來增加了電池的復合效率的研究，比如在隔膜中直接加入聚丙烯短纖維、特種聚酯纖維和一些憎水有機物，能增加隔膜的透氣性，增加電池的復合效率，但都存在許多問題，比如隔膜強度不夠而軟化、隔膜吸液能力受到影響、熱失控甚至發生爆炸、制造成本過高，這些對電池的壽命和使用影響特別大。
發明內容
本發明為解決目前現有技術中因電池隔膜透氣性不好，影響電池使用壽命，或隔膜雖然經處理但綜合性能欠佳，成本過高等問題，提供一種延長電池使用壽命，而且成本較低的鉛酸蓄電池用超細玻璃纖維隔膜的改性處理方法。
本發明是采用憎水的有機聚合物乳液對超細玻璃纖維隔膜進行憎水改性處理。最好是把聚四氟乙烯(PTFE)乳液加入到隔膜中。處理方法如下方法一以高壓氣體或液體為壓力載體注入乳液或以細針注射乳液使得隔膜具有橫貫性的憎水性，對隔膜表面按一定幾何分布的位置進行處理，使隔膜在這些位置的憎水性增加以便在隔膜中形成橫向的氣體通道。使未有乳液的地方仍保持親水性能，以保持隔膜整體的吸液性能。以高壓氣體或液體為壓力載體注入時，乳液濃度為5～30％；以細針注射時，乳液濃度為10～35％；以上所用乳液量占隔膜的質量百分比均為0.2～5％。
方法二在隔膜的制造過程中直接把合適濃度的乳液均勻地加入隔膜漿中使憎水有機聚合物乳液對隔膜進行全面積的處理，使隔膜整體具有一定的憎水性能，達到增加隔膜透氣的能力。所用乳液濃度為0.5～5％，所用乳液量占隔膜的質量百分比為0.2～5％。
處理后的隔膜在不降低其它性能的條件下，如吸液量、吸液高度、抗拉強度等，單獨為氣體提供了橫向通道，有了氣體橫向通道后，提高了氧氣在隔膜中的擴散速度，從而改善了隔膜的透氣性，提高了氣體的復合效率，同時即使在適當增加電液時，也可有效的保留有氣體通道，保證氣體的復合，有效降低了電池的內壓，減少開閥的次數，減少水損失，避免電池的干涸，從而延長電池服務壽命。
由于本發明能有效地提高閥控式密封鉛酸蓄電池的氣體復合效率，可提高5-6倍，降低了電池的內壓，減少開閥的次數，避免電池的干涸，同時可以通過適當增加電池的電解液量，來增加電池的容量，從而有效地延長電池的使用壽命。通過對處理隔膜所用聚四氟乙烯(PTFE)乳液和工藝改性設備成本的初步預算，本發明對閥控式密封鉛酸蓄電池進行性能改進，會帶來十分可觀的經濟效益和社會價值。
具體實施例方式
下面進一步說明本發明實施例。
實施例一用高壓氣體壓射濃度為10％的聚四氟乙烯(PTFE)乳液進入超細玻璃纖維隔膜，隔膜中聚四氟乙烯的質量百分比含量為1％。
實施例二在制造打漿時把濃度為3％的聚四氟乙烯(PTFE)乳液均勻地添加到隔膜漿，使得聚四氟乙烯在隔膜漿中的質量百分比含量為2％。
權利要求
1.一種鉛酸蓄電池用超細玻璃纖維隔膜的改性處理，其特征是用惜水有機聚合物乳液對超細玻璃纖維隔膜進行憎水改性處理。
2.按權利要求1所述的鉛酸蓄電池用超細玻璃纖維隔膜的改性處理，其特征是對超細玻璃纖維隔膜進行憎水改性處理所用的有機聚合物乳液是聚四氟乙烯(PTFE)乳液。
3.按權利要求2所述的鉛酸蓄電池用超細玻璃纖維隔膜的改性處理，其特征是對超細玻璃纖維隔膜進行憎水改性處理的方法是在隔膜上以高壓氣體或液體為壓力載體注射聚四氟乙烯(PTFE)乳液進入隔膜。
4.按權利要求2所述的鉛酸蓄電池用超細玻璃纖維隔膜的改性處理，其特征是對超細玻璃纖維隔膜進行憎水改性處理的方法是在隔膜上以細針注射聚四氟乙烯(PTFE)乳液進入隔膜。
5.按權利要求2所述的鉛酸蓄電池用超細玻璃纖維隔膜的改性處理，其特征是對超細玻璃纖維隔膜進行憎水改性處理的方法是在制造打漿時把聚四氟乙烯乳液均勻地添加到隔膜漿中。
6.按權利要求2所述的鉛酸蓄電池用超細玻璃纖維隔膜的改性處理，其特征是用于權利要求3、4、5所述的處理超細玻璃纖維隔膜所用的聚四氟乙烯(PTFE)乳液濃度分別為5-30％、10-35％、0.5-5％。
7.按權利要求2所述的鉛酸蓄電池用超細玻璃纖維隔膜的改性處理，其特征是用于權利要求3、4、5所述的處理用聚四氟乙烯在超細玻璃纖維隔膜中的質量百分比含量均為0.2-5％。
全文摘要
一種鉛酸蓄電池用超細玻璃纖維隔膜的改性處理方法，利用憎水的有機聚合物聚四氟乙烯(PTFE)乳液對超細玻璃纖維隔膜進行憎水改性處理。以高壓氣體或液體為壓力載體注射乳液進入隔膜，或用細針注射乳液進入隔膜，或將乳液均勻加入隔膜漿中。本發明處理后的超細玻璃纖維隔膜單獨為氣體提供了橫向通道，改善了隔膜的透氣性，有效地提高了VRLA電池的氣體復合效率，降低了電池的內壓，減少開閥的次數，避免電池的干涸，延長電池使用的壽命，而且成本較低。
文檔編號H01M2/14GK1398008SQ01127020
公開日2003年2月19日 申請日期2001年7月24日 優先權日2001年7月24日
發明者唐民洪, 祝士平, 褚德威 申請人:江蘇隆源雙登電源有限公司