阀控铅酸蓄电池用超细玻璃纤维隔板的研究_魏杰
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从 表!和 表"可 以 看 出 ， 在 各 项 指 标 中 除 最 大 孔 径 不 符 合 此 标 准 外 ， 其 它 指 标 基 本 能 满 足 该 标 准。一般来说孔径越大，寿命越短。因为蓄电池在运行过程中负极板会产生“ 铅绒” ， 这些“ 铅绒” 逐 步沉积长大，在一定时候会穿透隔板到达正极，造成蓄电池短路。另外，正极活性物质 #$%!粒子也 会穿透隔板，造成短路。但孔径过小，隔板对酸液的贮存量将减少，同时隔板的电阻将会增大。因 此隔板孔径的大小，要兼顾这两方面的因素。影响隔板孔径大小的最直接的因素是超细玻璃纤维本 身直径的大小，所以有可能是所选用的超细玻璃纤维直径不当，导致孔径过大&"’。另一个原因，可能是测 试方法上的误差，因为在实际生产中已应用的 ()隔板也存在孔径过大的问题。为了检验所制作的隔 板，在组装电池后是否会出现短路现象，进行了快速充放寿命实验，经几十次循环后并未发现短路 现象。 隔膜吸收电解液的能力，将直接影响到电池的电性能及密封性。在我国拟订的标准中用毛细吸酸 高度来反映隔膜吸收电解液的能力 （ 单位：** ・ 。从表.可以看出，在我们自制的隔板中，!)隔板由 +*,-） 于加入了增水物质聚丙烯丝，所以它的毛细吸酸高度，不如.)空白隔板。 作为密封铅酸电池的隔膜，要求其电阻越低越好。但在我们的测试中没有考虑厚度对电阻的影
第 1& 卷 第 ! 期 !""% 年 & 月
哈 尔 滨 建 筑 大 学 学 报
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阀控铅酸蓄电池用超细玻璃纤维隔板的研究
表 ! 正负铅膏基本配方
!"# 超细玻璃纤维隔板性能测试
分别测试了隔板的厚度、定量、电 阻、浸酸损失、孔率、最大孔径和毛细 吸酸高度等几个主要参数。测试方法见 文献 &!’。
正 负 膏 膏 铅
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粉 硫酸 4.5!+3 6 *78 水 短纤维 硫酸钡 腐殖酸
水物质聚丙烯丝，从而增加了气体通道，使氧复 合效率提高，水不易损失。这样在很大程度上减 小了浓差极化的产生，并使电池不易干涸失效， 从而给出较高的容量。
图* 电池 %.)率放电容量
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! 结论
*- 自制隔板的主要性能，如电阻、空率和吸酸高度等均达到了国家标准要求。 %- 以含聚丙烯丝的隔板所组装的电池，其氧复合效率达到了 ,%-"/ 。这表明加入聚丙烯丝后气体
" 前言
自铅酸电池诞生以来，经历了几次重大改革。特别是阀控铅酸蓄电池的出现，给古老的铅酸电池 带来了新的活力。2LMG 最大优点就是实现了密封。密封通常包括液密和气密，液密就是要完全消除 电池内部的酸向外溢漏。解决液密的有效途径就是采用不流动电液， $" 年代美国盖茨公司首先采用超 细玻璃纤维吸液隔板，成功地解决了这个问题。而气密则是借助于氧复合原理来实现的。在电池内部 为了实现氧复合，应控制隔板中电液量以."Q 左右的饱和度为宜，以保证隔板中有足够的氧气通道_%‘。 所以在实际生产中要严格控制 2LMG 中所加入的电液量，使电池既要有较好的容量，又要保证隔膜中 的氧气通道。由于在 2LMG 中贫液的缘故，所以电液量就成为容量的控制因素。本工作的主要目的在 于对超细玻璃纤维进行改性，主要指导思想是在玻璃纤维中加入憎水物质以及气相二氧化硅，由于这 些物质的加入，在2LMG中即使富液，也可以保证适当的气体通道，同时使电池容量得以提高。
Βιβλιοθήκη Baidu
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学
学
报
第 !" 卷
响，所以对于不同厚度的隔板，不便于进行相互比较。一般隔膜越厚，其电阻越大。所测试的几种隔 板的电阻均达到了标准要求。 定量主要反映一定厚度的纸张的致密程度#"$。如果厚度和定量不均匀，就会影响到密封铅酸电池 的装配松紧度和吸酸量，进一步将会影响到电池性能。因此隔膜的厚度应均匀一致，外观无针孔。
!"! 氧复合效率测试结果 用自制隔板组装了 %&’() 电池，与常规密封电池不同之处在于，本实验把电解液设计成富液式。
根据文献 #*$中的方法，测试了氧复合效率，结果见表" 。 在密封铅酸电池中，用氧的复合效率来表征 氧复合的程度。影响氧复合效率的因素很多，主 要有玻纤隔板被电解液的饱和程度、氧分压、隔 膜的压缩程度、充电电流及负极配方等。从表 " 可 以 看 出 ， 含 聚 丙 烯 丝 的% 电 池 ， 其 氧 复 合 效 率 可
% 实验
<=< 超细玻璃纤维隔板的制作
收稿日期： !"""#"$#%& 基金项目：博士后研究人员落户黑龙江科研启动基金资助项目 ’()*+&,""""&,作者简介：魏 杰 ’%./&#- ， 女，哈尔滨工业大学副教授 0
第!期
魏
杰，等：阀控铅酸蓄电池用超细玻璃纤维隔板的研究
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超细玻璃纤维隔板的实验是在实验室现有条件下，利用自制工具制作的。主要工艺流程如下：超 细玻璃纤维棉 !打浆! 除杂!成型! 一次干燥! 碾压! 二次干燥! 裁切检查。含有聚丙烯丝的玻璃纤 维隔板的制作流程与上相同，只是首先将聚丙烯制成细丝，然后剪成.**以下的细丝，经称量加入到 已制成的浆液中。
通道增加，使氧复合效率提高。
!- 在%.)率容量测试中，以含聚丙烯丝的隔板所组装的电池，其第%. 次的容量高于用空白隔板所
组装的电池的放电容量。 参
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考
文
献：
朱松然 - 蓄电池手册 #0$- 天津：天津大学出版社，*,,1-
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魏 杰，王郁萍
（ 哈尔滨工业大学 理学院，黑龙江 哈尔滨 %,"""% ）
摘
要：课题的目的是对超细玻璃纤维隔板进行改性。主要指导思想 是 在 玻 璃 纤 维 中 加 入 憎 水 材 料 聚 丙 烯 ，
由于该物质的加入，使 2LMG电池可以设计成富液，这样既能保证适当的气体通道，同时还可以提高电池的容 量。实验选取了聚丙烯丝，把它加入到超细玻璃纤维中制成隔板，并根据6N O P$/1"#.& 铅酸蓄电池超细玻璃纤 维隔板测试了隔板性能以及氧复合效率和放电容量。实验结果表明：含聚丙烯丝的隔板各项指标基本符合要 求。当电池设计成富液时，用含聚丙烯丝的隔板所组装的电池，其氧的复合效率可以达到 .1Q ，并且电池的 放电容量与用空白隔板所组装的电池相比有很大提高。 关键词：阀控铅酸蓄电池；超细玻璃纤维隔板；复合效率；聚丙烯；容量 中图分类号：PR.%!0% 文献标识码：G
表 $ 中国机械行业隔膜标准
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项目 控制指标 厚度 定量 ・ 3 *;! 电阻 ・ ! <*! 浸酸损失 孔率 最大孔径 毛细吸酸高度 ・ ** +*,-
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按常规工艺制作了!/012的电池， 电池配方见表.。并测试了电池的氧复合效率和放电容量&.’。
! 结果与讨论
#"! 超细玻璃纤维隔板性能测试结果
并且和某厂在实际中使用的隔板（ 、 在实验中自制了两种超细玻璃纤维隔板， 表 ! 中的 .)和 !)号， ")） 还有一隔板厂生产的含憎水物质的隔板（ 一起进行了隔膜本身性能测试，测试结果见表 ! 。中国机 ()） 械行业隔膜标准见表"。
表 # 几种超细玻璃纤维隔板性能测试
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用自制隔板所组装电池的氧复合效率
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电池代号 所用隔板成分 玻纤 玻纤 Y 聚丙烯丝 氧复合效率 4 /
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以 达 到 ,!-./ ， 而 空 白 隔 板 电 池 的 氧 复 合 效 率 仅
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烯丝，它会增加隔板中的气体通道，从而使氧的复合效率得以提高。 *+电池由于富液，使隔板的饱和 程度超过 了 *../ ， 电 解 液 基 本 堵 塞 了 气 体 通 道 ， 所以氧复合效率很低。
!"# 电池容量测试结果 测试了电池经 %. 次循环后的 %.) 率放电容量， 放 电 曲 线 见 图 *。 从 图 * 可 以 看 出 ， %+ 电 池 的 放 电 容 量 优 于 *+ 电 池 。 它 们 在 容 量 上 的 差 别 可 以 用 氧 复 合 效 率 来 解 释 。 因 为 %+ 电 池 用 的 隔 板 中 含 有 憎
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