用作鉛酸電池中的隔膜的由粗玻璃纖維和超細玻璃纖維的組合制成的墊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用作鉛酸電池中的隔膜的由粗玻璃纖維和超細玻璃纖維的組合制成的墊。具體地，本發(fā)明的實施方案提供包含增強纖維的電池隔膜和用于制備所述電池隔膜的方法。根據(jù)一個實施方案，電池隔膜可以包含共混有多個第二纖維的多個第一纖維。所述多個第一纖維可以包含具有約0.05至5微米纖維直徑的纖維且所述多個第二纖維可以包含具有約8至20微米纖維直徑的纖維。所述第一纖維可以使得所述電池隔膜吸收所述電池的電解質(zhì)，同時所述第二纖維增強所述電池隔膜。耐酸粘結(jié)劑可以粘結(jié)所述第一纖維和第二纖維。在一些實施方案中，所述第二纖維可以以形成多個纖維束的方式相對于所述第一纖維布置，所述多個纖維束設(shè)置在由所述第一纖維構(gòu)成的墊的一個或多個表面上。
【專利說明】用作鉛酸電池中的隔膜的由粗玻璃纖維和超細玻璃纖維的 組合制成的塾
[0001] 發(fā)明背景
[0002] 將隔膜墊用于電池中以將電池的正極和負極物理分開并電絕緣，從而防止不期望 的電短路。由于隔膜必須能夠承受電池內(nèi)苛刻的化學(xué)環(huán)境，所以電池隔膜對用于電池中的 電解質(zhì)通常具有耐化學(xué)性，在鉛酸電池中所述電解質(zhì)通常為硫酸。目前，存在與電池具體類 型相對應(yīng)的幾種不同的電池隔膜類型。例如，充液的鉛酸電池（即其中液體硫酸分散在整 個電池中的鉛酸電池）通常使用包含具有相對大纖維直徑尺寸的玻璃纖維的隔膜。這種電 池中的電解質(zhì)（例如硫酸）在電池使用期間通常保持為液體形式，且如果發(fā)生破裂或泄漏 則可能流過整個電池和/或流出電池。
[0003] 另一種電池是閥門控制的鉛酸電池（VRLA)，其通常包括固定的電解質(zhì)（例如硫 酸）。固定的電解質(zhì)可以為凝膠形式，且即使在電池殼體或外殼中發(fā)生破裂時仍可保持在電 池中。VRLA電池可以使用具有相對細纖維例如具有約 3?5微米纖維直徑的玻璃纖維的 隔膜墊（例如吸收的玻璃墊（AGM))。細玻璃纖維墊可以具有高表面積以使得該墊吸收和/ 或保持電池的電解質(zhì)（例如硫酸）。電解質(zhì)的吸收和/或保持可以是由于毛細管效應(yīng)造成 的。電解質(zhì)的吸收和/或保持可以隨玻璃纖維直徑的變小而增大，因為隨玻璃纖維直徑的 變小，隔膜墊的表面積增大。然而，使用更小直徑的玻璃纖維，可能會提高將玻璃纖維粘結(jié) 在一起的難度和/或可能會造成纖維墊的粘結(jié)變?nèi)酢榱诉m當(dāng)粘結(jié)小直徑的玻璃纖維，需 要更大量的粘結(jié)劑（通常小于墊的5重量％ )。更大量的粘結(jié)劑會不利地影響AGM的孔隙 率。例如，許多AGM墊以具有約90%的孔隙率的方式構(gòu)造。更多的粘結(jié)劑會阻擋或堵塞墊 中的孔隙并由此降低墊的孔隙率。一些常規(guī)AGM墊不使用粘結(jié)劑并具有95%或更多的細 纖維（例如3?5微米）含量。制得的纖維墊由于樹枝狀晶體的生長而易于擊穿、由于振 動力而造成電極位移等。鑒于此，這些墊相對弱和/或制造昂貴。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]此處所述的本發(fā)明實施方案提供電池隔膜和提供或制造電池隔膜的方法。根據(jù)一 個實施方案，提供一種用于鉛酸電池的電池隔膜。該電池隔膜包括無紡纖維墊，所述無紡纖 維墊可位于電池的電極之間以使得電極電絕緣。所述無紡纖維墊包含多個纏繞的細纖維， 所述細纖維具有約0. 05至5微米的纖維直徑。所述無紡纖維墊還可包含多個粗纖維，所述 粗纖維與所述多個纏繞的細纖維共混。所述多個粗纖維包含具有約 8至20微米纖維直徑 的纖維。所述無紡纖維墊還包含耐酸粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑將所述多個纏繞的細纖維與所述 多個粗纖維接合以形成所述無紡纖維墊。所述無紡纖維墊可以包含 60%或更多的細纖維、 40 %或更少的粗纖維和0· 5至15%的耐酸粘結(jié)劑。
[0005]在一些實施方案中，可以將多個聚合物纖維與多個纏繞的細纖維和多個粗纖維共 混。在這種實施方案中，所述無紡纖維墊可以包含約〇. ；L至15%的所述多個聚合物纖維。 在一些實施方案中，所述細纖維可以具有1微米或更小的纖維直徑。在一些實施方案中，所 述粗纖維可以具有約10微米至約20微米的纖維直徑。
[0006] 在一些實施方案中，所述無紡纖維墊可以另外包括設(shè)置在所述無紡纖維墊表面上 的另外的纖維墊。所述另外的纖維墊可以包含增強所述無紡纖維墊的多個粗纖維。在一些 實施方案中，所述多個粗纖維可以相對于所述多個纏繞的細纖維進行布置，從而在由所述 多個纏繞的細纖維形成的墊的第一表面上形成多個束（例如紗條），其中所述多個束從所 述墊的第一側(cè)附近向所述墊的相對側(cè)延伸。在一些實施方案中，所述無紡纖維墊可以包含 第二多個纏繞的細纖維，所述纏繞的細纖維形成另外的纖維墊。在這種實施方案中，所述另 外的纖維墊可以設(shè)置在具有多個粗纖維的無紡纖維墊的表面上，所述多個粗纖維設(shè)置在 所述另外的纖維墊的至少一個表面上。
[0007] 在一些實施方案中，所述粘結(jié)劑可以耐硫酸且同時可被硫酸潤濕。粘結(jié)劑的合適 選項可以包括基于丙烯酸的乳液或溶液粘結(jié)劑。在一些實施方案中，使用pH大于約4的工 藝水（白水）通過濕式成網(wǎng)機（wet-laid machine)可以制成所述無紡纖維墊。由于不使 用酸化水，所以該方法比制備AGM隔膜的典型方法更簡單、更安全且更廉價。在一些實施方 案中，所述無紡纖維墊具有如IS08787所定義的在小于10分鐘內(nèi)約0. 2?10cm的芯吸強 度或毛細升高。在其它實施方案中，如果是無紡纖維墊，則在短于10分鐘內(nèi)，所述芯吸強度 或毛細升高為1?l〇cm，更通常地為3?10cm。
[0008] 根據(jù)另一個實施方案，提供一種電池隔膜。所述電池隔膜包含形成第一纖維墊的 多個第一纖維。所述多個第一纖維包含具有約0. 05至5微米纖維直徑的纖維，從而使得第 一纖維墊吸收電池的電解質(zhì)。所述電池隔膜還包含設(shè)置在第一纖維墊的至少一個表面上的 多個第二纖維。所述多個第二纖維包含具有約8至20微米纖維直徑的纖維。所述多個第 二纖維可以布置在第一纖維墊的一個或多個表面上，以形成在第一纖維墊的第一邊與所述 第一纖維墊的與所述第一邊相對的第二邊之間延伸的多個束。
[0009] 在一些實施方案中，所述多個束可以基本從第一纖維墊的第一邊延伸到第一纖維 墊的第二邊。在一些實施方案中，所述電池隔膜還可以包括第二纖維墊，所述第二纖維墊包 含具有約0. 05至5微米纖維直徑的纖維，其使得第二纖維墊吸收電解質(zhì)。第二纖維墊可以 設(shè)置在第一纖維墊的表面上，以使得多個束設(shè)置在第一纖維墊與第二纖維墊之間。
[0010] 在一些實施方案中，所述多個第二纖維可以布置在第一纖維墊的第一表面和所 述第一纖維墊的與所述第一表面相對的第二表面上，從而在第一表面和第二表面兩者上都 形成多個束。在第一表面和第二表面上的束可以在第一纖維墊的第一邊與第一纖維墊的第 二邊之間延伸。在一些實施方案中，可以以在相鄰束之間具有Ομιη至約1〇圓、更通常地約 5um至約10mm的間距的方式，布置所述多個束。在一些實施方案中，所述多個束可以為第 一多個束，且所述多個第二纖維可以還布置在第一纖維墊的一個或多個表面上，以形成在 第一纖維墊的第三邊與所述第一纖維墊的與所述第三邊相對的第四邊之間延伸的第二多 個束。在這種實施方案中，所述第二多個束可以與所述第一多個束大致垂直。
[0011]根據(jù)另一個實施方案，提供一種提供電池隔膜的方法。所述方法包括提供具有約 〇· 〇5至5微米纖維直徑的多個第一纖維和將多個第二纖維與所述多個第一纖維共混。所述 多個第二纖維包含具有約8至20微米纖維直徑的纖維。所述方法還包括將耐酸粘結(jié)劑施 加到共混纖維以將多個第一纖維與多個第二纖維接合，由此形成能夠吸收電池電解質(zhì)的增 強無紡纖維墊。所述無紡纖維墊可以包含約60 %或更多的第一纖維、40 %或更少的第二纖 維和0. 5至15%的耐酸粘結(jié)劑。
[0012] 在一些實施方案中，所述方法還可以包括將多個聚合物纖維與多個第一纖維和多 個第二纖維共混。在這種實施方案中，所述無紡纖維墊可以包含約ο. 1至15%的多個聚合 物纖維。在一些實施方案中，所述方法還可包括：提供包含多個第一纖維的第二墊，和將所 述第二墊與所述無紡纖維墊接合，從而將多個第二纖維設(shè)置在無紡纖維墊與第二墊之間。
[0013] 在一些實施方案中，所述方法還可以包括將多個第二纖維布置在由多個第一纖維 形成的墊的表面上，以在所述墊的表面上形成在所述墊的第一邊與所述墊的與所述第一邊 相對的第二邊之間延伸的多個束。在這種實施方案中，所述多個束可以布置在所述墊的表 面上，以在相鄰束之間具有約5 u m至約10mm的間距。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 結(jié)合附圖對本發(fā)明進行描述。
[0015] 圖1示例了根據(jù)本發(fā)明實施方案的電池的多個元件。
[0016] 圖2A示例了根據(jù)本發(fā)明實施方案的包含細纖維和粗纖維共混物的增強電池隔 膜。
[0017] 圖2B示例了根據(jù)本發(fā)明實施方案的包括增強層的電池隔膜。
[0018] 圖3示例了根據(jù)本發(fā)明實施方案的包括設(shè)置在兩個增強層之間的細纖維墊的電 池隔膜。
[0019] 圖4示例了根據(jù)本發(fā)明實施方案的包括設(shè)置在兩個細纖維墊之間的增強層的電 池隔膜。
[0020] 圖5A?5C示例了根據(jù)本發(fā)明實施方案的包括一個增強層或多個增強層的多種電 池隔膜。
[0021] 圖6示例了根據(jù)本發(fā)明實施方案的提供具有增強層的電池隔膜的方法。
[0022] 圖7示例了根據(jù)本發(fā)明實施方案的提供具有增強層的電池隔膜的另一種方法。
[0023] 圖8是示例根據(jù)本發(fā)明實施方案的加工橫向方向（cross-machine direction)拉 伸強度的改進與燒失量百分比的關(guān)系的圖。
[0024] 圖9是示例根據(jù)本發(fā)明實施方案的擊穿強度的改進與粘結(jié)劑的燒失量百分比的 關(guān)系的圖。
[0025] 在附圖中，類似的組件和/或特征具有相同的附圖標(biāo)記編號。此外,相同類型的各 種組件可以通過在類似組件和/或特征之間進行區(qū)分的字母利用如下標(biāo)記編號進行區(qū)分。 如果在說明書中僅使用第一附圖標(biāo)記編號，則描述可適用于具有相同第一附圖標(biāo)記編號的 類似組件和/或特征中的任何一者而與字母后綴無關(guān)。
[0026] 發(fā)明詳述
[0027]之后的描述僅提供示例性實施方案，且不旨在限制本發(fā)明的范圍、適用性或構(gòu)造。 而是，示例性實施方案的如下描述將為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員提供說明以能夠?qū)嵤┮粋€或多 個示例性實施方案。應(yīng)理解，在不背離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明主旨和范圍的條件 下可以在元件的功能和布置方面作出多種變更。
[0028] 在如下描述中給出了具體細節(jié)以完全理解所述實施方案。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員應(yīng)理解，可以不利用這些具體細節(jié)來實施所述實施方案。此外應(yīng)注意，可以將個別實施 方案描述為一種方法，將所述方法繪制為流程表（flowchart)、流程圖（flow diagram)、數(shù) 據(jù)流程圖、結(jié)構(gòu)圖或框圖。盡管流程表可以將操作描述為連續(xù)過程，但能夠平行或同時實施 許多操作。另外，可以重新排列操作的順序。當(dāng)其操作完成時，過程可以終止，但所述過程 可具有圖中未討論或未包括的其它步驟。而且，并不是任何特殊描述的方法中的所有操作 都出現(xiàn)在所有實施方案中。過程可對應(yīng)方法、功能、步驟、子路線、子程序等。
[0029] 此處說明使用術(shù)語"細纖維"和"粗纖維"以一般性地描述相對于彼此具有不同纖 維直徑的纖維。提及細纖維通常是指，這種纖維具有小于所述粗纖維的纖維直徑，在一些實 施方案中可以為約5微米或更小。同樣地，提及粗纖維通常是指，這種纖維具有大于所述細 纖維的纖維直徑，在一些實施方案中可以為約5微米或更大。使用術(shù)語"細"或"粗"不暗 示纖維相對尺寸之外的其它纖維特征，除非描述了那些其它特征。
[0030] 本發(fā)明的實施方案提供電池隔膜和用于提供或制造電池隔膜的方法。在一個實施 方案中，所述電池隔膜可以包括包含細纖維的纖維墊，所述細纖維可以為具有小于約5微 米、通常約〇· 05?5微米或約2?3微米或更小直徑的纖維。在一些實施方案中，大部分 細纖維可以小于約1微米。所述墊的細纖維可以使得該墊吸收和/或容納電池的電解質(zhì)， 從而即使電池殼體或外殼破裂或斷裂，而電解質(zhì)仍保持在電池內(nèi)。所述細纖維墊可以與用 于閥門控制的鉛酸電池（VRLA電池）中的那些墊例如吸收的玻璃墊（AGM)類似。在一個實 施方案中，用于墊的細纖維包括玻璃纖維，但可以使用其它纖維例如有機纖維，基于各種原 因例如為了提高總體強度，可以將所述其它纖維添加到所述墊。
[0031] 這種細纖維墊的一個優(yōu)勢是其所提供的更高的孔隙率，在一些情況中所述孔隙率 可以高達90%或更多。細纖維墊還可以具有多種其它性質(zhì)，所述性質(zhì)使其成為用作電池隔 膜的優(yōu)異選項。然而，細纖維墊的劣勢可能是在墊的強度方面。例如，在一些實施方案中， 細纖維墊可能很少提供抗擊穿性。根據(jù)這種情況，該墊可能易于因振動或其它力、樹枝狀晶 體的生長等而被電極擊穿，這會造成電池短路。
[0032] 在一些實施方案中，本發(fā)明提供在細纖維墊表面上的粗纖維層。該粗纖維可以增 強細纖維墊和/或提高纖維墊的抗擊穿性。在一些實施方案中，所述粗纖維可以包含具有 約5微米或更大、更通常地大于約10微米的纖維直徑的纖維。在示例性實施方案中，大部 分粗纖維可以具有約8至約30微米、更通常地約8至約20微米的纖維直徑?？梢允褂玫?粗纖維的實例包括：玻璃纖維、聚合物纖維、玄武巖纖維、聚烯烴、聚酯等，或這樣的纖維的 混合物。
[0033] 在一些實施方案中，所述粗纖維層可以包含多個纖維束，所述纖維束單向或雙向 布置在細纖維墊的一個表面或相對表面上。在另一個實施方案中，該粗纖維層可以包括粗 纖維墊，所述粗纖維墊被定位為與細纖維墊的表面相鄰并與其接合。第二粗纖維墊可以被 定位為與細纖維墊的相對表面相鄰并與其接合，使得細纖維墊夾在或設(shè)置在兩個粗纖維墊 之間。在還另一實施方案中，兩個細纖維墊可以被定位為與粗纖維墊的相對表面相鄰并與 其接合，使得粗纖維墊夾在或設(shè)置在兩個細纖維墊之間。如上所述，粗纖維層可以增強細纖 維墊和/或為細纖維墊提供更高的抗擊穿性。粗纖維墊、層、纖維束等與細纖維墊的組合， 可以使得在不使用過量粘結(jié)劑的條件下制造所述墊（細和/或粗）和/或可以使得較細直 徑的纖維因粗纖維的增強而用于細纖維墊。由此，由于不需要過量粘結(jié)劑而可以降低制造 成本和/或由于可以使用較細直徑的纖維而可以提高吸收/保持性質(zhì)。
[0034] 一些常規(guī)纖維墊以5?3〇%的含量包含超細纖維。在此處所述的一些實施方案 中，超細纖維含量可以大于約60%。所述實施方案可以包含耐酸纖維和粘結(jié)劑，因為該墊通 常用于鉛酸電池中。一些常規(guī)墊可以還包括多個層（例如1?3個層），所述多個層各自具 有相對高的孔隙率和/或小于約1微米的孔徑。在此處所述的一些實施方案中，利用粗纖 維和細纖維的組合制成的墊和/或該墊的一個或多個層不具有相對高的孔隙率和/或小于 約1微米的孔徑。在一些實施方案中，由粗纖維制成的此處所述的墊的層可不具有與由細 纖維制成的墊的層一樣好的電解質(zhì)吸收速率。相反，一些常規(guī)墊包括具有相對均勻吸收速 率的多個層。此處所述的實施方案可以使用粘結(jié)劑，優(yōu)選有機粘結(jié)劑，以提高共混的超細纖 維和粗纖維的墊的拉伸強度。
[0035] 無紡玻璃墊通常由如美國專利4, 112, 174、4, 681，802和4, 810, 576中所述的常規(guī) 濕式成網(wǎng)法制得，通過參考將其公開內(nèi)容并入本文中。在這些方法中，通過將玻璃纖維添加 到碎漿機中的典型白水（或稱作"工藝水"）以將纖維分散在白水中而形成具有約0.2? 1.0重量％纖維濃度的漿料，由此制得玻璃纖維的漿料，將所述漿料計量加入白水流中，并 將該混合物沉積到機器上形成線的移動篩以脫水并形成濕無紡纖維墊，所述機器例如為由 Wis.阿普頓福伊特-蘇爾壽（Voith -Sulzer of Appleton, Wis.)制造的 Hydroformer? 或由 N.Y.格倫福爾北區(qū)工程（North County Engineers of Glenns Falls, N.Y.)制造的 Deltaformer?。然后將玻璃纖維的這種濕無紡墊轉(zhuǎn)移到第二移動篩并穿過粘結(jié)劑涂布飽和 站，其中將粘結(jié)劑的水性混合物例如丙烯酸類粘結(jié)劑施加到墊。然后抽掉過量的粘結(jié)劑，對 未粘結(jié)的濕墊進行干燥并使樹脂粘結(jié)劑固化，所述樹脂粘結(jié)劑使墊中的纖維粘結(jié)在一起。 優(yōu)選地，使用淋涂機或浸式和擠壓涂布器施加粘結(jié)劑，但也可以使用其它施加方法例如噴 霧。在干燥和固化烘箱中，使墊經(jīng)歷250?450或550 T的溫度并持續(xù)通常不超過1?2 分鐘和少至幾秒的時間。
[0036] 在特種紙機器上制造基本上由超細纖維玻璃制成的AGM隔膜。根據(jù)一個實 施方案，在美國專利5,091，275以及如下文獻中提供了制造的細節(jié) ："1^111^&(：1：111^叫 of Microglass S印arators"（制造微玻璃隔膜），作者是霍林斯沃斯&沃斯公司 (Hollingsworth&Vose Company)的George C. Zguris，公開于第11屆電池應(yīng)用和進展會議 (11th Annual Battery Conference on Applications and Advances)，1996年，通過參考將 這些文獻的公開內(nèi)容并入本文中。這種方法與典型濕式成網(wǎng)法的主要區(qū)別是使用酸化水以 輔助分散超細纖維。通常，使用硫酸，但還可使用其它酸例如磷酸。用于分散纖維的典型pH 為2. 0?3. 0的范圍。由于這種酸性特征，所以不銹鋼是對于所有管道和其它主要設(shè)備而 選擇的材料。這提高了設(shè)備的資本成本。用于典型無紡玻璃的濕式成網(wǎng)操作更簡單、更安 全且更廉價。使用的白水（或工藝水）通常具有pH>4,優(yōu)選pH>5。不涉及使用酸化水的這 種濕式成網(wǎng)法可以用于制備此處所述的實施方案。盡管已經(jīng)概括地描述了一些實施方案， 但將參照附圖實現(xiàn)本發(fā)明電池隔膜的另外的方面。
[0037] 此時參照圖1，所示例的是電池100的元件的透視圖。具體地，圖1顯示了第一電 極1〇2,其可以為正極或負極，并顯示了第二電極106,其可以為具有與電極102相對的極性 (即正或負）的電極。設(shè)置在第一電極102與第二電極106之間的是電池隔膜104。如本 領(lǐng)域所已知的，隔膜104使得第一電極1〇 2與第二電極106電絕緣。隔膜1〇4可以為具有 多個細纖維（例如，具有約5微米或更小、更通常地約 3微米或更小的直徑的纖維）的細纖 維墊。細纖維可以使得墊吸收電池的電解質(zhì)（未示出），或另外保持與第一電極102和第二 電極106接觸的電解質(zhì)，從而隨著電池的放電、充電等發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。
[0038]可以利用如此處所述的粗纖維的層或共混物對隔膜104進行增強，從而提供多 種益處，例如更高的抗擊穿性等。增強的隔膜104更高的抗擊穿性可以保持電極1〇2和106 物理分開并防止由于擊穿隔膜而通過隔膜104從而造成的短路。增強的隔膜1〇4可以抵抗 由于樹枝狀晶體的生長、振動力等造成的擊穿。
[0039] 此時參照圖2A，示例的是用于鉛酸電池的隔膜220。隔膜220包括如下的無紡纖維 墊222,其可位于電池的電極之間以使得電極電絕緣。在一些實施方案中，無紡纖維墊222 包含玻璃纖維和可能的其它電絕緣纖維，而在另一個實施方案中，無紡纖維墊222完全由 玻璃纖維組成。無紡纖維墊 222包含多個纏繞的細纖維和與所述多個纏繞的細纖維共混的 多個粗纖維，從而形成單個無紡纖維墊222。所述多個纏繞的細纖維包含如下的纖維，其纖 維直徑是約〇. 05至5微米，在一些實施方案中小于1微米。多個粗纖維包含如下的纖維， 其纖維直徑是約8至30微米，更通常地約8至20微米。無紡纖維墊222還包含耐酸粘結(jié) 劑，所述耐酸粘結(jié)劑將多個纏繞的細纖維與多個粗纖維接合以形成無紡纖維墊222。在一些 實施方案中，無紡纖維墊 222包含約60%或更多的細纖維、40%或更少的粗纖維和〇. 5至 15 %的耐酸粘結(jié)劑。
[0040]用于制備此處所述的墊的合適粘結(jié)劑的選擇是重要的。例如，該粘結(jié)劑必須耐受 硫酸，即耐酸。以如下方式評價粘結(jié)劑的耐酸性：將用測試粘結(jié)劑和耐酸玻璃纖維（例如C 玻璃和T玻璃纖維）制備的手抄紙在70°c下在40%的硫酸中浸泡72小時。對墊的重量損 失進行測量。重量損失越小，表明粘結(jié)劑的耐酸性越好。
[0041] 此外，所述粘結(jié)劑優(yōu)選為嗜酸的，否則粘結(jié)劑將明顯降低墊的芯吸和潤濕性質(zhì)。通 過如IS08787中所定義的對芯吸強度或毛細升高的測量，能夠評價粘結(jié)劑的嗜酸性。將測 試粘結(jié)劑浸涂在超細纖維紙上（Whatman GF/A)并固化。然后，根據(jù)IS08787進行測試。下 面列出了關(guān)于幾種測試粘結(jié)劑的測試結(jié)果，其中" + "表示"合格"，"++"表示"優(yōu)異"，而"-" 表示"不合格"。根據(jù)下表1中的測試結(jié)果，RH0PLEX?HA-16是測試粘結(jié)劑中的合適選項。
[0042]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于鉛酸電池的隔膜，所述隔膜包括： 無紡纖維墊，所述無紡纖維墊可位于電池的電極之間以使得所述電極電絕緣，所述無 紡纖維墊包含： 多個纏繞的細纖維，所述多個纏繞的細纖維包含具有約0. 05至5微米的纖維直徑的纖 維； 多個粗纖維，所述多個粗纖維與所述多個纏繞的細纖維共混，所述多個粗纖維包含具 有約8至20微米纖維直徑的纖維；和 耐酸粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑將所述多個纏繞的細纖維與所述多個粗纖維接合以形成所述 無紡纖維墊； 其中所述無紡纖維墊包含60%或更多的所述細纖維、40%或更少的所述粗纖維和0. 5 至15%的所述耐酸粘結(jié)劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池隔膜，還包含共混有所述多個纏繞的細纖維和所述多 個粗纖維的多個聚合物纖維，其中所述無紡纖維墊包含約0. 1至15%的所述多個聚合物纖 維。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池隔膜，其中所述細纖維包含具有小于1微米的直徑的纖 維。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池隔膜，其中所述粗纖維包含具有約10微米至約20微米 的直徑的纖維。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池隔膜，還包括設(shè)置在所述無紡纖維墊表面上的另外的纖 維墊，所述另外的纖維墊包含多個粗纖維以增強所述無紡纖維墊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池隔膜，其中所述多個粗纖維相對于所述多個纏繞的細纖 維進行布置，從而在由所述多個纏繞的細纖維形成的墊的第一表面上形成多個束，其中所 述多個束從所述墊的第一側(cè)附近向所述墊的相對側(cè)延伸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池隔膜，還包含： 第二多個纏繞的細纖維，其形成另外的纖維墊，其中所述另外的纖維墊設(shè)置在所述無 紡纖維墊的表面上，且其中所述多個粗纖維設(shè)置在所述另外的纖維墊的至少一個表面上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池隔膜，其中所述粘結(jié)劑耐硫酸且同時可被硫酸潤濕。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池隔膜，其中使用pH大于約4的工藝水（白水）通過濕式 成網(wǎng)機制成所述無紡纖維墊。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池隔膜，其中所述無紡纖維墊具有如IS08787所定義的在 小于10分鐘內(nèi)約〇. 2?10cm的芯吸強度或毛細升高。
11. 一種電池隔膜，包含： 形成第一纖維墊的多個第一纖維，所述多個第一纖維包含具有約0. 05至5微米纖維直 徑的纖維，從而使得所述第一纖維墊吸收所述電池的電解質(zhì)；和 設(shè)置在所述第一纖維墊的至少一個表面上的多個第二纖維，所述多個第二纖維包含具 有約8至20微米纖維直徑的纖維； 其中所述多個第二纖維布置在所述第一纖維墊的至少一個表面上，以形成在所述第一 纖維墊的第一邊與所述第一纖維墊的與所述第一邊相對的第二邊之間延伸的多個束。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池隔膜，其中所述多個束從所述第一纖維墊的所述第一 邊延伸到所述第一纖維墊的所述第二邊。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池隔膜，還包括第二纖維墊，所述第二纖維墊包含具有 約0. 05至5微米纖維直徑的纖維，使得所述第二纖維墊吸收所述電解質(zhì)，其中所述第二纖 維墊設(shè)置在所述第一纖維墊的表面上，以使得所述多個束設(shè)置在所述第一纖維墊與所述第 二纖維墊之間。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池隔膜，其中所述多個第二纖維布置在所述第一纖維墊 的第一表面和所述第一纖維墊的與所述第一表面相對的第二表面上，從而在所述第一表面 和所述第二表面兩者上都形成多個束，且其中在所述第一表面和所述第二表面上的所述束 在所述第一纖維墊的所述第一邊與所述第一纖維墊的所述第二邊之間延伸。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池隔膜，其中以在相鄰的束之間具有約5μπι至約10mm 的間距的方式布置所述多個束。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池隔膜，其中所述多個束為第一多個束，且其中所述多 個第二纖維還布置在所述第一纖維墊的至少一個表面上，以形成在所述第一纖維墊的第三 邊與所述第一纖維墊的與所述第三邊相對的第四邊之間延伸的第二多個束，以使得所述第 二多個束與所述第一多個束大致垂直。
17. -種提供電池隔膜的方法，包括： 提供具有約〇. 05至5微米纖維直徑的多個第一纖維； 將多個第二纖維與所述多個第一纖維共混，所述多個第二纖維包含具有約8至20微米 纖維直徑的纖維；和 將耐酸粘結(jié)劑施加到所述共混纖維以將所述多個第一纖維與所述多個第二纖維接合， 以形成能夠吸收電池電解質(zhì)的增強無紡纖維墊； 其中所述無紡纖維墊包含60%或更多的所述第一纖維、40%或更少的所述第二纖維和 0. 5至15%的所述耐酸粘結(jié)劑。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括： 將多個聚合物纖維與所述多個第一纖維和所述多個第二纖維共混，其中所述無紡纖維 墊包含約0. 1至15%的所述多個聚合物纖維。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括： 提供包含多個第一纖維的第二墊；和 將所述第二墊與所述無紡纖維墊接合。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括： 將所述多個第二纖維布置在由所述多個第一纖維形成的墊的表面上，以在所述墊的表 面上形成在所述墊的第一邊與所述墊的與所述第一邊相對的第二邊之間延伸的多個束。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述多個束布置在所述墊的至少一個表面上， 以在相鄰的束之間具有約0 μ m至約10mm的間距。
【文檔編號】H01M2/16GK104241570SQ201410286374
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月24日
【發(fā)明者】索維克·南迪, 郭志華, 賈維德·阿斯拉爾, 阿爾貝特·G·迪茲三世 申請人:約翰斯曼維爾公司