納米SiO的製作方法
2023-05-27 06:14:41
專利名稱：納米SiO的製作方法
技術領域：
本發明涉及鉛酸蓄電池隔板。
背景技術：
VRLA電池是一種貧液式閥控密封鉛酸蓄電池，是鉛酸電池中最先進的一種電池，廣泛用作郵電通信電源、UPS電源、鐵路動力電源等，並在科研單位等用電場所作為應急備用電源。由於電池密封的要求，電池裝配採用貧液式，所以要求電池隔板(隔膜)具有孔徑小、孔率高、保液性好、電阻小、Cu、Fe離子含量低等特性。
SiO2是一種耐酸、化學性質穩定、親水性強的物質。SiO2粉末應用於鉛酸電池隔板，最早是從用於開口式鉛酸電池中橡膠隔板開始的，當時由於純橡膠隔板的親水性差，電阻大，所以人們在橡膠隔板中摻入一定量的SiO2顆粒，使隔板性能明顯改善，電池性有較大的提高。不過，限於當時的技術水平，SiO2的顆粒是比較大的。
90年代初，人們發明了矽粉密封鉛酸蓄電池，它是將孔率高、比表面大的SiO2粉末直接放在正、負極板之間和極群組周圍(正、負極板之間不再使用隔板)，以保持電池充、放電所必需的硫酸量，為提高電池性能提供了潛力，且不需要施加壓力可把極群組裝入電池槽中，簡化了電池組裝工藝，這種SiO2顆粒直徑為5～40μm，比表面積為20～40m2/g。
目前在VRLA電池中採用的隔板主要是複合PE隔板和超細玻璃棉隔板。複合PE隔板是將超高分子量的PE與超細SiO2粉末和礦物油或增塑劑混合，經塑化、壓延等工序製作而成，其中超細SiO2的作用是增加隔板的保水性，減少電池在充、放電過程中水的消耗等，這種超細SiO2比表面積為100～190m2/g，粒徑為幾十個μm。
近年來，納米材料和納米技術因其獨特優越性而受到各國科技和產業界及政府部門重視，研究不斷深入，取得了長足的進展。製備納米SiO2的技術已日漸成熟。
納米SiO2的顆粒直徑一般在1～100nm之間，其比表面積高達600m2/g，具有普通SiO2顆粒所沒有的獨特性質。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提高鉛酸蓄電池隔板的比表面積，改善其保水性，從而提高VRLA電池的性能，延長電池使用壽命。
本發明採用的一種技術方案其特殊之處是在玻璃棉隔板上複合有納米SiO2顆粒。
所述的在玻璃棉隔板上複合有納米SiO2顆粒，是指將納米SiO2分散液在造紙線上於烘乾工序前均勻噴撒在玻璃棉隔板上所形成，所述的納米SiO2分散液以其重量計含分散劑0.1～2％，納米SiO25～20％，水78～94.9％。
所述的分散劑為六偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、乙醇、聚四氟乙烯乳液中的一種或兩種以上的混合物。
所述的在玻璃棉隔板上複合有納米SiO2顆粒，也可以是指將納米SiO2分散液在造紙線上均勻塗布在玻璃棉隔板上所形成，所述的納米SiO2分散液以其重量計含分散劑0.1～2％，納米SiO25～20％，水78～94.9％。
所述的分散劑為六偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、乙醇、聚四氟乙烯乳液中的一種或兩種以上的混合物。
本發明採用的又一種技術方案其特殊之處是由玻璃棉基質材料和納米SiO2顆粒混合構成。
所述的由玻璃棉基質材料和納米SiO2顆粒混合構成，是指將納米SiO2分散液加入到玻璃棉漿料中，按常規隔板抄造工藝製成所述的納米SiO2複合玻璃棉隔板。
所述的分散劑為六偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、乙醇、聚四氟乙烯乳液中的一種或兩種以上的混合物。
本發明所述的玻璃棉隔板是指目前鉛酸蓄電池所用的常規的玻璃棉隔板。
由於納米SiO2具有很高的比表面積和表面能，在水中極易團聚，均勻分散性較差，故本發明需要採用合適的分散手段，將分散劑——六偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、乙醇、聚四氟乙烯乳液中的一種或兩種以上的混合物添加於納米SiO2物料中，再加入水攪拌均勻製成納米SiO2分散液。
將納米SiO2分散液在造紙線上均勻噴撒或塗布在常規的玻璃棉隔板上，製成本發明的複合玻璃棉隔板；或者將納米SiO2分散液混入玻璃棉維漿料中，按常規的玻璃棉隔板抄造工藝，製成本發明的複合玻璃棉隔板。
本發明的複合玻璃棉隔板與常規玻璃棉隔板(純玻璃棉隔板)的性能指標測試對比如下納米SiO2玻璃棉隔板與純玻璃棉隔板性能指標對比表
本發明由於含有納米SiO2顆粒，這種顆粒直徑一般在1～100nm之間，具有高達600m2/g的比表面積，並具有普通SiO2顆粒所沒有的獨特性質，故本發明的隔板具有比表面積大，保液性好，孔徑小，能降低電池在充、放過程中水的消耗等特點，從而提高電池的放電性能，降低自放電，延長電池充、放電壽命。
具體實施例方式
實施例1按重量取分散劑1份、納米SiO215份、水84份，混合併攪拌均勻製成納米SiO2分散液，其中分散劑按重量由聚四氟乙烯90份和乙醇10份組成，將這種分散液在造紙線上於烘道之前均勻塗布在純玻璃棉隔板上，製成本發明的隔板。
實施例2按重量取分散劑0.5份、納米SiO210份、水89.5份，混合併攪拌均勻製成納米SiO2分散液，其中分散劑按重量由聚四氟乙烯90份和乙醇10份組成，將這種分散液在造紙線上於烘道之前均勻噴灑在純玻璃棉隔板上，製成本發明的隔板。
實施例3按重量取分散劑2份、納米SiO220份、水78份，混合併攪拌均勻製成納米SiO2分散液，其中分散劑按重量由六偏磷酸鈉70份、聚四氟乙烯乳液20份和乙醇10份組成，將這種分散液在造紙線上於烘道之前均勻塗布在純玻璃棉隔板上，製成本發明的隔板。
實施例4按重量取分散劑1份、納米SiO25份、水94份，混合併攪拌均勻製成納米SiO2分散液，其中分散劑為聚四氟乙烯乳液，將這種分散液在造紙線上於烘道之前均勻噴灑在純玻璃棉隔板上，製成本發明的隔板。
實施例5按重量取例1的分散液1份加入到3份玻璃棉漿料中製成混合料，用此混合料按常規玻璃棉隔板生產製成本發明的隔板。
實施例6按重量取例1的分散液1份加入到4份玻璃棉漿料中製成混合料，用此混合料按常規玻璃棉隔板生產製成本發明的隔板。
實施例7按重量將例3的分散液1份加入到3份玻璃棉漿料中製成混合料，用此混合料按常規玻璃棉隔板生產工藝製成本發明的隔板。
實施例8按重量取分散劑1份、納米SiO220份、水79份，混合併攪拌均勻製成納米SiO2分散液，其中分散劑為六偏磷酸鈉，將這種分散液在造紙線上於烘道之前均勻塗布在純玻璃棉隔板上，製成本發明的隔板。
權利要求
1.納米SiO2複合玻璃棉隔板，其特徵是在玻璃棉隔板上複合有納米SiO2顆粒。
2.如權利要求1所述的納米SiO2複合玻璃棉隔板，其特徵是所述的在玻璃棉隔板上複合有納米SiO2顆粒是指將納米SiO2分散液在造紙線上於烘乾工序前均勻噴撒在玻璃棉隔板上所形成的，所述的納米SiO2分散液以其重量計含分散劑0.1～2％，納米SiO25～20％，水78～94.9％。
3.如權利要求1所述的納米SiO2複合玻璃棉隔板，其特徵是所述的在玻璃棉隔板上複合有納米SiO2顆粒是指將納米SiO2分散液在造紙線上均勻塗布在玻璃棉隔板上所形成的，所述的納米SiO2分散液以其重量計含分散劑0.1～2％，納米SiO25～20％，水78～94.9％。
4.如權利要求2或3所述的納米SiO2複合玻璃棉隔板，其特徵是所述的分散劑為六偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、乙醇、聚四氟乙烯乳液中的一種或兩種以上的混合物。
5.納米SiO2複合玻璃棉隔板，其特徵是由玻璃棉基質材料和納米SiO2顆粒混合構成。
6.如權利要求5所述的納米SiO2複合玻璃棉隔板，其特徵是所述的由玻璃棉基質材料和納米SiO2顆粒混合構成是指將納米SiO2分散液加入到玻璃棉漿料中，按常規隔板抄造工藝製成所述的納米SiO2複合玻璃棉隔板。
7.如權利要求6所述的納米SiO2複合玻璃棉隔板，其特徵是所述的分散劑為六偏磷酸鈉、聚丙烯酸鈉、乙醇、聚四氟乙烯乳液中的一種或兩種以上的混合物。
全文摘要
比表面積大，物化性能好，使電池使用壽命長的納米SiO
文檔編號H01M2/16GK1407640SQ0113270
公開日2003年4月2日 申請日期2001年9月3日 優先權日2001年9月3日
發明者胡信國, 李紅祝 申請人:浙江南都電源動力股份有限公司