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所有的蓄电池都需要使用AGM隔板纸

发布日期：2020-10-08 03:05:40 浏览次数：457

密封铅酸蓄电池（SLA）采用限制电解液量的方法，即使用最小电解液并将其吸收（保留）在隔膜材料中。同时，采用过量负活性材料设计，使过充电时正极产生的氧气被负极吸收（即氧化复合），或者在浮充过程中可以防止它是一种铅酸电池，可以以任何方式放置和使用。电池组分或单个电池应能够在任何方向（例如，倒置）工作，而不会从阀门或端子密封处泄漏液体。”

上世纪70年代，美国盖茨公司首次引进这种吸收阀控制的密封无氧铅酸蓄电池。与德国阳光公司相比，凝胶型具有内阻低、容量大的优点。适用于计算机、通讯用备用电源、启动电池所需的高倍率放电。几十年来，这些领域得到了迅速的发展。特别是近期大量推出的电动自行车普及了它的使用。

吸收式隔膜是吸收式密封电池的关键。它的性能对电池的质量有很大的影响。除了普通铅酸蓄电池的要求外，还要求孔隙率高、最大孔径小、电阻低、抗氧化能力强，能够吸收和维持足够的电解液，使过充产生的氧气从正极扩散到负极，进行除氧反应。无胶玻璃纤维隔墙纸可以满足这些要求。这种产品的第一次商业化生产始于1983年，由evanite公司（该公司于1992年将设备出售给美国的HV公司）。它被命名为AGM（吸收性玻璃垫）。我国对吸收式阀控铅酸蓄电池的研究主要是在85年以后。该分离器的生产方式和性能与玻璃纤维空气滤纸相似，存在一定的利润空间，造成了低质低价的竞争。为了进一步提高产品质量，笔者提出了一些粗浅的看法，以供参考。

1采用美国曼伊尔公司的原材料

研制出一种代号为253的硼硅酸盐特种玻璃纤维。软化点低，耐酸性好，杂质含量低。上世纪80年代末90年代中期，我国先后研制出8902和9401两种用于隔墙板的特种玻璃纤维。以8902为例，每克无碱玻璃纤维在100ml1.28g/cm3硫酸中的溶解铁量与埃文石分离器在不同时间的溶解量对比见表

。需要强调的是，玻璃纤维原材料纯度的选择直接影响到电池的白放电，必须引起重视。

2和

2分离器的阻力、吸入高度和透气性与其孔隙结构有关。分离器的最大吸力取决于其空隙率，而吸入速度和介质流体在分离器中的分布则取决于其孔径。分离器的孔隙度α是空隙体积在分离器总体积中的分数。其计算公式如下：

众所周知，本文中的孔径呈对数正态分布，即孔径的对数具有正态分布或高斯分布。其分布可用平均孔径和标准差粗略描述。中值孔径能反映孔径的平均大小，标准差用来表示孔径分布的宽度或浓度。与其他纸张一样，分离纸的孔径与纤维直径有关，纤维越细，孔径越小。孔径越小，电解液的含量越高。由于分离纸是一种空隙率较高的纸，与密度较大的纸相比，它不仅具有较大的孔隙，而且具有更宽的孔径分布范围。因此，当电解液在分离器中达到一定高度时，一些较大的空隙将被清空。分离器高度越高，电解液不能进入的空隙孔径越小。这样，电解液与分离器高度形成一定的梯度分布。当分离器超过一定高度时，电解液饱和度不能满足要求，导致分离器电阻急剧增大。
另一方面，电解液从分离器的一端扩散到另一端，其速度受其粘度和孔径的限制。孔径越大，电解液在分离器中的上升速度越快。由于孔径有一定的分布，实际测量的是平均流速。

吸收式分离器的孔隙率一般在95%左右，最大孔径一般为14～35μm，中径约为5～12μm，液体吸收能力可达自身重量的10倍以上。

如前所述，为了达到隔板纸的液体吸收性能，其纤维应为厚而薄的纤维，而不应由相同直径的纤维组成。一般由超细玻璃纤维（0.7～3.5μm）（90%～95%）和少量短切玻璃纤维（10～35μm）组成。以控制孔径和抽吸量。加入玻璃纤维的好处是，在紧密装配的隔膜加入电解液后不会收缩变形，从而造成电池损坏，延长电池使用寿命。

3改进液体吸收的控制

当所有的孔都充满电解液时，吸收式玻璃纤维分离器的电阻非常低。但是，必须有一些空穴作为氧气从正极向负极扩散的通道。如上所述，由于孔径有一定的分布，所以在实际生产中需要控制电解液的加入量，使一些较大的孔隙空出。隔膜电阻随饱和度（电解液填充孔隙体积百分比）的增加而减小。当饱和度大于80%时，趋于稳定值。因此，应控制电解液的用量，使分离器的饱和度在85～95%之间。这给电池生产过程带来了麻烦。改变这种状态的方法是在玻璃原料中加入少量的有机纤维，如聚丙烯纤维和聚乙烯纤维（如美国的pulpexa-121）。在这些纤维周围形成孔，除非施加外力，否则电解液无法进入。这样，当电解液饱和时，分离器的一部分仍然是空的。

为了达到这个目标，可以采用其他方法。例如，将疏水性聚合物纤维（如聚丙烯纤维）制成的一层无纺布复合在隔板上的负极板的一侧，使氧气容易与负极结合，隔板中的一部分粗直径（约30μm）纤维可制成中空形状（内径一般为（10μm））。同时，这种纤维的疏水处理可以使隔墙板具有氧通道。但前者似乎更实用。

表2显示了全玻璃纤维分离器电解液饱和度对除氧电流的影响（除氧电流是指恒压充电32小时与16小时之间的充电电流差）。随着饱和程度的增加，电流逐渐减小，当饱和达到100%时，电流完全消失。

本分离器的参考比为5%玻璃纤维短切纱、5%聚丙烯短纤维、90%中粗细玻璃纤维。

顺便说一句，空心孔的形成并不会增加小枝的通过。因为吸收式玻璃纤维分离机阻止小铅枝生长的能力不是由孔径决定的，而是由亚微米直径玻璃纤维的含量和直径细度决定的。因为屏障不是由于屏蔽效应，而是受到纤维和铅离子的影响。

4成本降低

由于造纸用玻璃纤维价格较高，且纤维越薄，价格越高。因此，近年来，国外出现了用耐酸、亲水的合成纤维和少量（约30%）昂贵的超细玻璃纤维制成的改进型分离器。为了提高这种分离器的性能，采取了以下措施：

1）在隔板两侧粘贴一层0.25mm厚的玻璃纤维，该玻璃纤维由粗玻璃纤维制成。电解液可以通过防止隔膜收缩来防止隔膜松动。

2）在制造过程中加入少量（10～40%）粒径为0.3μm的SiO2粉末，以提高分离器的吸收能力。

3）为了满足充放电过程中温升（约60℃）的要求，胶粘剂采用50%粗聚酯纤维、20%中粗玻璃、20%二氧化硅粉和10%丙烯纤维。可以延长电池的使用寿命。

目前日本使用三种不同细度（82～94%）的玻璃纤维和少量（6～18%）吸水性的合成纤维（即腈纶纤维表面经过高吸水性处理，以保持20～30%的聚丙烯酸）为佳。其主要性能为：

厚度：1.03mm；定量：147g/cm2；紧密性0.143g/cm3；吸液量1.7g/cm3；吸气速度：101mm/5min；抗拉强度：829g/15mm宽；最大孔径：24um。

此外，值得一提的是，除了玻璃纤维外，还可以使用亲水耐酸合成纤维（如亲水处理的聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维等）（50-80%），用少量（10-30%）的粗（6-10um）玻璃纤维和少量（10-40%）非晶氧化的硅和少量（10-20%）高溶解度合成纤维（如丙烯纤维）制成的分离器性能中等，价格低廉。感兴趣的人可以试一试。
密封式畜禽电池分离器是一种新型的电池分离器，可以通过多种方式满足其使用要求。以上只是一些浅显的观点，供同行参考。

上海双能新型保温材料有限公司

关键词： 隔板蓄电池

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