用于铅酸蓄电池的降低失水的粘贴毡制造技术

提供了用于铅酸蓄电池的非编织纤维毡。该非编织纤维粘贴毡包括：涂覆有上胶组合物的玻璃纤维、黏合剂组合物和一种或多种添加剂。该添加剂降低铅酸蓄电池中的失水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
总专利技术构思涉及铅酸蓄电池，并且更特别地涉及引入活性化学成分来解决铅酸蓄电池中的失水。
技术介绍
由于铅酸蓄电池供应大电流的能力，同时具有相对低的生产成本，铅酸蓄电池是最常使用的可再充电蓄电池。由于铅酸蓄电池的高放电能力，其大量用于汽车启动、照明和点火(SLI)部分以及其他工业部分中。传统的铅酸蓄电池包括浸入硫酸电解质的正电极(PbO2板)和负电极(海绵状Pb板)。可以在正极板和负极板之间设置分隔体。分隔体不仅起在正极板和负极板之间提供机械隔离的作用，而且还起防止电极之间短路和允许离子传导的作用。存在许多不同形式的电极。在一些情况下，电极由具有格状结构的铅板或铅合金板组成。使用由铅氧化物和硫酸组成的活性材料膏来填充正极板的网格中的孔。该活性材料膏是多孔的，由此允许酸与板内的铅反应，这增加电极的表面积。将膏干燥并且通过电化学工艺使正电极和负电极活化。在放电期间，二氧化铅和铅与硫酸电解质反应来产生硫酸铅、水和能量。当蓄电池充电时，循环逆转并且通过外部充电电源使硫酸铅和水电化学地转化为铅、氧化铅和硫酸。如果给蓄电池提供电流比硫酸铅能够被转化的快，则在全部硫酸铅被转化之前，即在蓄电池完全充电之前，被称为“析气(gassing)”的现象开始。析气由使水分离成氢和氧并且将它们释放至大气中的副反应组成。析气特别地在过度充电期间出现。这样的析气引起失水，其能够导致最终干透和容量的衰减。因此，传统的铅酸蓄电池必须定期地用水补充。专利技术概述总专利技术构思的各个方面指向用于铅酸蓄电池的纤维粘贴毡。该粘贴毡包括涂覆有上胶组合物的多个纤维、黏合剂组合物和一种或多种添加剂，其中所述添加剂降低铅酸蓄电池中的失水。在一些示例性实施方案中，黏合剂组合物为丙烯酸类黏合剂、苯乙烯丙烯腈黏合剂、丁苯橡胶黏合剂、脲甲醛黏合剂、环氧黏合剂、聚氨酯黏合剂、酚类黏合剂、聚酯黏合剂或其混合物。在一些示例性实施方案中，在上胶组合物和黏合剂组合物的至少一者中包括添加剂。在一些示例性实施方案中，添加剂包括以下的一种或多种：橡胶添加剂、橡胶衍生物、醛、醛衍生物、金属盐、脂肪醇乙氧基化物(fattyalcoholethyoxylate)(具有端OH基的烷氧基化醇)、氧化乙烯-氧化丙烯嵌段共聚物、硫酸酯(烷基硫酸酯和烷基醚硫酸酯)、磺酸酯(烷基磺酸酯和烯烃磺酸酯)、磷酸酯、磺基琥珀酸酯、聚丙烯酸、聚天冬氨酸、全氟烷基磺酸、聚乙烯醇、木质素、木质素衍生物、酚醛树脂、纤维素和木粉。总专利技术构思的各个方面指向铅酸蓄电池，其包括至少一个正电极和至少一个负电极(这两者浸入电解质内)、和至少一个至少部分地覆盖正电极和负电极中的至少一者的表面的非织造纤维粘贴毡。非织造纤维粘贴毡可以包括涂覆有上胶组合物的多个玻璃纤维、黏合剂组合物和一种或多种添加剂，其中所述添加剂降低铅酸蓄电池中的失水。总专利技术构思的额外方面还指向形成用于在铅酸蓄电池中使用的非织造纤维粘贴毡的方法。该方法包括将多个玻璃纤维分散至含水浆料中。可以用上胶组合物涂覆该纤维。然后可以将黏合剂施加至所沉积的浆料上，此后加热黏合剂涂覆的浆料，由此使所述黏合剂固化并且形成非织造纤维粘贴毡。在一些示例性实施方案中，粘贴毡包括一种或多种包括在上胶组合物和黏合剂的至少一者中的添加剂。额外的特征和益处将部分地在下列说明中得到阐述，并且可以部分地从所述说明明显看出，或通过在这里公开的示例性实施方案的实践来了解。通过在所附的权利要求中特别地指出的各种要素与结合将实现和获得在这里公开的示例性实施方案的目的和益处。将理解前述概述和下列详细说明均仅是示例性的和解释性的并且不是对如这里公开的或如另外要求保护的总专利技术构思的限制。附图简要说明从下面提供的专利技术的一些示例性实施方案的更特定的描述和如在附图中说明的，本专利技术的示例性实施方案将是明显的。图1说明由纯酸电解质和纯Pb工作电极产生的伏安图。图2说明当通过酸电解质由粘贴毡提取添加剂时出现的电势偏移的伏安图。图3图示地说明对于依照本专利技术制备的示例性非织造纤维毡在0.10mm厚度内归一化的电阻。详细说明偶尔参考任何附图，现在将更完整地描述各种示例性实施方案。然而，这些示例性实施方案可以以不同的形式实施并且不应该被解释为限制于这里阐述的说明。相反，提供这些示例性实施方案使得此公开将是充分的和完整的，并且将总专利技术构思传达至本领域技术人员。除非另外限定，这里使用的全部技术术语和科学术语具有与这些示例性实施方案所属领域的普通技术人员通常理解的相同的意思。这里在本说明中使用的术语学仅为了描述特别的示例性实施方案，并不意图限制示例性实施方案。除非上下文清晰地另外指出，如在说明书和所附的权利要求书中使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”意图同样包括复数形式。通过引用将在这里提到的全部出版物、专利申请、专利和其他参考文献以其整体引入。除非另外指出，在说明书和权利要求书中使用的表示成分的数量、反应条件等的全部数字应理解为在全部情况下由术语“约”修饰。因此，除非相反地指出，否则在说明书和所附的权利要求书中阐述的数值参数是近似值，其可以取决于通过本示例性实施方案寻求获得的所需要的性质而变化。最起码，并且不作为限制权利要求的范围的等同物原则的应用的尝试，每个数值参数应当根据有效数字的数目和普通的舍入方法来解释。尽管阐述示例性实施方案的宽范围的数值范围和参数是近似值，但是尽可能精确地记录具体实施例中所阐述的数值。然而，任何数值固有地含有由在它们各自的测试测量中发现的标准偏差必然地导致的某些误差。在此整个说明书和权利要求书中给出的每个数值范围将包括落入这样的较宽数值范围内的每个较窄的数值范围，如同这样的较窄的数值范围在这里全部明确地写出。总专利技术构思涉及非织造纤维毡，例如用于铅酸蓄电池或其他蓄电池的粘贴毡或保持器(retainer)毡。非织造纤维毡可以包含以片的形式组合的多个增强纤维。在一些示例性实施方案中，增强纤维由玻璃制成。然而，增强纤维还可以包括合成纤维，或者玻璃纤维与合成纤维的组合。如这里使用的术语合成纤维意图包括具有合适的增强特性的任何人造纤维，其包括由合适的聚合物(例如聚酯、聚烯烃、尼龙、芳族聚酰胺、聚苯硫醚)和合适的非玻璃陶瓷(例如碳化硅(SiC)和氮化硼)制成的纤维。玻璃纤维可以由适合于特别的应用和/或所需要的产品规格的任何类型的玻璃(包括传统玻璃)形成。玻璃纤维的非排他性示例包括A-型玻璃纤维、C-型玻璃纤维、G-型玻璃纤维、E-型玻璃纤维、S-型玻璃纤维、E-CR-型玻璃纤维(例如由OwensCorning可商购的玻璃纤维)、R-型玻璃纤维、绒(wool)玻璃纤维、生物可溶玻璃纤维及其组合，其可以作为增强纤维使用。在一些示例性实施方案中，玻璃纤维在酸性环境中是耐用的。非织造纤维毡可以包含单个毡或多于一个毡，例如两个、三个、四个或五个毡，其可以在单个铅酸蓄电池中使用。每个非织造纤维毡可以包含单一层，或可以由多于一层构成，例如两层、三层、四层或五层。在一些示例性实施方案中，非织造纤维毡包含非织造玻璃纤维粘贴毡。在一些示例性实施方案中，非织造纤维毡包含非织造玻璃纤维保持器毡。在一些示例性实施方案中，玻璃纤维具有至少0.2微米的直径，例如从约0.2微米至约30微米。在一些示例性实施方案中，玻璃纤维具有从约本文档来自技高网...

【技术保护点】
纤维粘贴毡，其包含：涂覆有上胶组合物的多个纤维；黏合剂组合物；和一种或多种添加剂，所述添加剂包括以下的一种或多种：橡胶添加剂、橡胶衍生物、醛、醛衍生物、金属盐、脂肪醇乙氧基化物(具有端OH基的烷氧基化醇)、氧化乙烯‑氧化丙烯嵌段共聚物、硫酸酯(烷基硫酸酯和烷基醚硫酸酯)、磺酸酯(烷基磺酸酯和烯烃磺酸酯)、磷酸酯、磺基琥珀酸酯、聚丙烯酸、聚天冬氨酸、全氟烷基磺酸、聚乙烯醇、木质素、木质素衍生物、酚醛树脂、纤维素和木粉，其中所述添加剂是可操作的以用于降低铅酸蓄电池中的失水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.17 US 62/013,0991.纤维粘贴毡，其包含：涂覆有上胶组合物的多个纤维；黏合剂组合物；和一种或多种添加剂，所述添加剂包括以下的一种或多种：橡胶添加剂、橡胶衍生物、醛、醛衍生物、金属盐、脂肪醇乙氧基化物(具有端OH基的烷氧基化醇)、氧化乙烯-氧化丙烯嵌段共聚物、硫酸酯(烷基硫酸酯和烷基醚硫酸酯)、磺酸酯(烷基磺酸酯和烯烃磺酸酯)、磷酸酯、磺基琥珀酸酯、聚丙烯酸、聚天冬氨酸、全氟烷基磺酸、聚乙烯醇、木质素、木质素衍生物、酚醛树脂、纤维素和木粉，其中所述添加剂是可操作的以用于降低铅酸蓄电池中的失水。2.权利要求1的纤维粘贴毡，其中所述毡是非织造纤维粘贴毡。3.权利要求1的纤维粘贴毡，其中所述纤维包含以下的一种或多种：玻璃纤维、聚酯纤维、聚烯烃纤维、尼龙纤维、芳族聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、碳纤维、碳化硅(SiC)纤维、氮化硼纤维及其组合。4.权利要求3的纤维粘贴毡，其中所述纤维包含玻璃纤维。5.权利要求4的纤维粘贴毡，其中所述玻璃纤维具有约0.2微米至约30微米的平均直径。6.权利要求4的纤维粘贴毡，其中所述玻璃纤维具有约1微米至约25微米的平均直径。7.权利要求4的纤维粘贴毡，其中所述玻璃纤维是具有在约3mm和约60mm之间的平均长度的短纤维。8.权利要求1的纤维粘贴毡，其中所述黏合剂组合物选自由丙烯酸类黏合剂、苯乙烯丙烯腈黏合剂、丁苯橡胶黏合剂、脲甲醛黏合剂、环氧黏合剂、聚氨酯黏合剂、酚类黏合剂、聚酯黏合剂、及其混合物组成的组。9.权利要求1的纤维粘贴毡，其中所述黏合剂组合物是耐酸的黏合剂。10.权利要求1的纤维粘贴毡，其中在上胶组合物和黏合剂组合物的至少一者中包括所述添加剂。11.权利要求1的纤维粘贴毡，其中所述一种或多种添加剂构成约0.1重量百分比至约30重量百分比的非织造纤维粘贴毡。12.权利要求1的纤维粘贴毡，其中所述添加剂包括以下的一种或多种：氧化乙烯-氧化丙烯嵌段共聚物、醛、聚丙烯酸和聚天冬氨酸。13.权利要求1的纤维粘贴毡，其中与在没有所述纤维粘贴毡的情况下在其他方面可比较的铅酸蓄电池相比，所述纤维粘贴毡能够使铅酸蓄电池的循环寿命增加至少10％。14.权利要求1的纤维粘贴毡，其中所述纤维粘贴毡具有小于约15/0.1mm的电阻。15.权利要求1的纤维粘贴毡，其中所述纤维粘贴毡具有小于10/0.1mm的电阻。16.铅酸蓄电池，其包含：具有第一面和与所述第一面相对的第二面的正电极和具有第一面和与所述第一面相对的第二面的负电极，其中所述正电极和负电极中的每一个浸入电解质内；至少部分地覆盖所述正电极和所述负电极中的至少一者的所述第一面和第二面中的至少一者的纤维粘贴毡，所述纤维粘贴毡包含：涂覆有上胶组合物的多个纤维；黏合剂组合物；和一种或多种添加剂，所述添加剂包括以下的一种或多种：橡胶添加剂、橡胶衍生物、醛、醛衍生物、金属盐、脂肪醇乙氧基化物(具有端OH基的烷氧基化醇)、氧化乙烯-氧化丙烯嵌段共聚物、硫酸酯(烷基硫酸酯和烷基醚硫酸酯)、磺酸酯(烷基磺酸酯和烯烃磺酸酯)、磷酸酯、磺基琥珀酸酯、聚丙烯酸、聚天冬氨酸、全氟烷基磺酸、聚乙烯醇、木质素、木质素衍生物、酚醛树脂、纤维素和木粉，其中所述添加剂降低铅酸蓄电池中的失水。17.权利要求16的铅酸蓄电池，其中所述纤维包含以下的一种或多种：玻璃纤维、聚酯纤维、聚烯烃纤维、尼龙纤维、芳族聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、碳纤维、碳化硅(SiC)纤维和氮化硼纤维。18.权利要求17的铅酸蓄电池，其中所述纤维包含玻璃纤维。19.权利要求18的铅酸蓄电池，其中所述玻璃纤维具有约0.2微米至约30微米的平均直径。20.权利要求18的铅酸蓄电池，其中所述玻璃纤维具有约1微米至约25微米的平均直径。21.权利要求18的铅酸蓄电池，其中所述玻璃纤维是具有在约3mm和约60mm之间的平均长度的短纤维。22.权利要求16的铅酸蓄电池，其中在上胶组合物和黏合剂组合物的至少一者中包括所述添加剂。23.权利要求16的铅酸蓄电池，其中所述添加剂构成约0.1重量百分比至约30重量百分比的所述纤维粘贴毡。24.权利要求16的铅酸蓄电池，其中所述添加剂能够使负电极的析氢电势偏移至少-30mV。25.权利要求16的铅酸蓄电池，其中所述非织造纤维粘贴毡具有小...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·胡斯肯，
申请(专利权)人：OCV智识资本有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US