本发明涉及基本电器元件技术领域,尤其涉及一种耐腐蚀、机械强度高的改性agm隔板的制备方法。
背景技术:
隔板是蓄电池生产中一个重要部件,它的优劣直接影响蓄电池的放电容量和充放循环使用寿命。agm隔板,即吸附式微纤维玻璃棉毡型隔板(absorbedglassmatseparator),通常是由直径为0.5~3μm的玻璃微纤维通过类似造纸的湿法成型工艺而制得的质地均匀的薄片状柔性材料。agm隔板与阀控式密封铅酸蓄电池(vrla电池)密切联系,有阀控式密封铅酸蓄电池“第三极”之称谓。agm隔板由微纤维玻璃棉制成,兼具玻璃和纤维的特性,现有的agm隔板存在着机械强度不够高,使用过程中化学稳定性差、易老化、易断裂的缺点,多次更换影响vrla电池的工作效率。此外,传统的agm隔板的制备工艺单一,agm隔板的均一性不够。因此,开发出一种改性agm隔板,防止隔板机械变形和活性物质的脱落,保证电池寿命是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素:
本发明为了克服传统agm隔板化学稳定性差、的问题,提供了一种耐腐蚀、机械强度高的改性agm隔板的制备方法。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种改性agm隔板的制备方法,包括以下步骤:
(1)将复合玻璃微纤维依次进行打浆、配浆、除渣除杂,制得浆料;
(2)脱去步骤(1)得到的浆料中50~60%的水分,脱水压力为2.5~5mpa;
(3)按照重量份配比分别称取远红外陶瓷粉体,镍基合金,纳米氧化铈,钛合金和氨基硅烷,加入搅拌机内,搅拌至混合均匀,搅拌时间为15~30min,得到腐蚀抑制剂;
(4)向搅拌机内加入脱水的浆料和酚醛树脂,搅拌时间为30~60min,得到混合浆料;
(5)将混合浆料输送至成型机,进行二次脱水得到agm隔板基体,脱水压力为3~5mpa;
(6)对agm隔板基体进行烘干,烘干温度为100~150℃,而后进行收卷、裁切,得到改性agm隔板成品。
本发明在复合玻璃微纤维浆料中加入腐蚀抑制剂,并采用酚醛树脂作为粘结剂,在复合玻璃微纤维之间充分填充腐蚀抑制剂,大大增强了改性agm隔板的化学稳定性和耐酸腐蚀性能。采用二次脱水工艺,提高了改性agm隔板制备工艺的可操作性和准确度,保证制得的改性agm隔板具有较高的合格率。
作为优选,步骤(1)中,所述复合玻璃微纤维由以下重量份的原料组成:石英砂25~35份,纳米氮化铝20~30份,叶蜡石10~25份,弹性纤维5~10份和蒙脱土25~30份。
纳米氮化铝相对于普通氮化铝具有巨大的比表面积,极高的表面活性,导热性能好,纳米粒子在低温或超低温下几乎没有热阻,纳米氮化铝(电绝缘体)的导热率即使在常温下也比普通氮化铝高4~5倍。蒙脱土,主要成分蒙脱石,是由两层si-o四面体和一层al-o八面体,组成的层状硅酸盐晶体,具有独特的一维层状纳米结构和阳离子交换性特性,具有很强的吸附能力,良好的分散性能,可以提高改性agm隔板的抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能,进而提高电池的使用性能。
作为优选,所述弹性纤维选自高弹性聚乙稀纤维,蜘蛛丝,聚氨酯纤维和蚕丝中的一种或几种。
高弹性聚乙稀纤维,简称为高弹性或者高模量聚乙烯纤维,是分子量在100~500万的聚乙烯所纺出的纤维,为目前世界上比强度和比模量最高的纤维,属于亲水耐酸合成纤维,耐强酸腐蚀。蜘蛛丝是自然界最强韧的纤维,其断裂强度1.3gpa,伸长率40%,被誉为“生物钢”,本发明采用由生物质材料蜘蛛丝和蚕丝作为弹性纤维,大大减少了化学试剂的使用,合成过程更为绿色环保。本发明在复合玻璃微纤维的配方体系中加入高弹性聚乙稀纤维、蜘蛛丝、聚氨酯纤维或蚕丝,成本较低,大大提高了agm隔板的抗张强度、弹性和耐酸腐蚀性,提高了电池的生产效率,降低电池装配过程的废品率,提高电池性能,延长使用寿命。
作为优选,步骤(1)中,所述浆料的ph为2.0~4.0。
作为优选,步骤(3)中,所述重量份配比为:远红外陶瓷粉体1~2份,镍基合金0.7~1.5份,纳米氧化铈0.05~2份,钛合金0.2~0.5份和氨基硅烷0.05~1份。
作为优选,所述远红外陶瓷粉体由以下重量份的组分组成:白炭黑0.2~0.5份,氧化铝0.6~0.7份和氯化银0.2~0.8份。
作为优选,步骤(5)中,所述agm隔板基体的含湿率控制在10~30%,防止烘干过程中产生裂纹。
因此,本发明具有如下有益效果:制备工艺简单,条件易于控制,成本低,制备的改性agm隔板化学稳定性好,具有较高的抗张强度和耐酸腐蚀性,采用本发明的高抗张强度agm隔板能够提高电池的生产效率,降低电池装配过程的废品率,提高电池性能,延长使用寿命。
具体实施方式
下面通过具体实施例,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
在本发明中,若非特指,所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的,下述实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域常规方法。
实施例1
(1)将复合玻璃微纤维依次进行打浆、配浆、除渣除杂,制得浆料(ph=2.0),其中复合玻璃微纤维由以下配比的原料组成:石英砂25g,纳米氮化铝20g,叶蜡石10g,高弹性聚乙稀纤维5g和蒙脱土25g;
(2)脱去步骤(1)得到的浆料中50%的水分,脱水压力为2.5mpa;
(3)按照以下配比分别称取远红外陶瓷粉体(白炭黑0.2g,氧化铝0.6g和氯化银0.2g)1g,镍钼合金0.7g,纳米氧化铈0.05g,钛合金0.2g和三苯基氨基硅烷0.05g,加入搅拌机内,搅拌至混合均匀,搅拌时间为15min,得到腐蚀抑制剂;
(4)向搅拌机内加入脱水的浆料和酚醛树脂,搅拌时间为30min,得到混合浆料;
(5)将混合浆料输送至成型机,进行二次脱水得到agm隔板基体,脱水压力为3mpa,agm隔板基体的含湿率控制在10%。;
(6)对agm隔板基体进行烘干,烘干温度为150℃,而后进行收卷、裁切,得到改性agm隔板成品。
实施例2
(1)将复合玻璃微纤维依次进行打浆、配浆、除渣除杂,制得浆料(ph=4.0),其中复合玻璃微纤维由以下配比的原料组成:石英砂35g,纳米氮化铝30g,叶蜡石25g,蜘蛛丝2g,聚氨酯纤维5g,蚕丝3g和蒙脱土30g;
(2)脱去步骤(1)得到的浆料中60%的水分,脱水压力为5mpa;
(3)按照以下配比分别称取:远红外陶瓷粉体(白炭黑0.5g,氧化铝0.7g和氯化银0.8g)2g,镍钼合金0.8g,镍铜合金0.7g,纳米氧化铈(粒径为25nm)2g,钛合金0.5g,三苯基氨基硅烷0.2g和3-氨丙基三甲氧基硅烷.0.8g,加入搅拌机内,搅拌至混合均匀,搅拌时间为30min,得到腐蚀抑制剂;
(4)向搅拌机内加入脱水的浆料和酚醛树脂,搅拌时间为60min,得到混合浆料;
(5)将混合浆料输送至成型机,进行二次脱水得到agm隔板基体,脱水压力为5mpa,agm隔板基体的含湿率控制在30%。;
(6)对agm隔板基体进行烘干,烘干温度为100℃,而后进行收卷、裁切,得到改性agm隔板成品。
实施例3
(1)将复合玻璃微纤维依次进行打浆、配浆、除渣除杂,制得浆料(ph=3.0),其中复合玻璃微纤维由以下配比的原料组成:石英砂30g,纳米氮化铝25g,叶蜡石20g,聚氨酯纤维4g,蚕丝4g和蒙脱土28g;
(2)脱去步骤(1)得到的浆料中55%的水分,脱水压力为3mpa;
(3)按照以下配比分别称取:远红外陶瓷粉体(白炭黑0.3g,氧化铝0.65g和氯化银0.6g)1.55g,镍铜合金1.0g,纳米氧化铈(粒径为20nm)1g,钛合金0.3g和3-氨丙基三甲氧基硅烷0.5g,加入搅拌机内,搅拌至混合均匀,搅拌时间为20min,得到腐蚀抑制剂;
(4)向搅拌机内加入脱水的浆料和酚醛树脂,搅拌时间为50min,得到混合浆料;
(5)将混合浆料输送至成型机,进行二次脱水得到agm隔板基体,脱水压力为4mpa,agm隔板基体的含湿率控制在20%。;
(6)对agm隔板基体进行烘干,烘干温度为120℃,而后进行收卷、裁切,得到改性agm隔板成品。
本发明改性agm隔板的制备工艺简单,条件易于控制,成本低,制备的改性agm隔板化学稳定性好,具有较高的抗张强度和耐酸腐蚀性,采用本发明的高抗张强度agm隔板能够提高电池的生产效率,降低电池装配过程的废品率,提高电池性能,延长使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何形式上的限制,在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。