一种熔喷叠层差别化电池隔板制造技术

本发明专利技术涉及一种熔喷叠层差别化电池隔板及其生产方法，它包括至少两层不同丝径的纤维层，其中平均丝径较粗的纤维层用于增加隔板的弹性、刚性、硬度，平均丝径较细的纤维层，用于控制隔板的各项指标，该产品在已知的熔喷工艺基础上通过调整工艺参数和接收装置的往复运动，或多个、多组喷丝成型器，同时喷出不同丝径的物料，而直接获得至少两层纤维丝径不同的叠层差别化隔板。属熔喷非织造铅酸蓄电池隔板技术领域。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种熔喷叠层差别化电池隔板及其生产方法，它包括至少两层不同丝径的纤维层，其中平均丝径较粗的纤维层用于增加隔板的弹性、刚性、硬度，平均丝径较细的纤维层，用于控制隔板的各项指标，属熔喷非织造铅酸蓄电池隔板
现有技术中，铅酸蓄电池所使用的隔板多为板式(或称片式)，亦有袋式隔板。按隔板的制造原料不同，可将隔板分为以下几类①塑料隔板。主要是PVC原料或PE原料，由于国内塑料隔板的加工质量不够稳定及塑料隔板的自身原因，使塑料隔板的孔径较大，材料较硬又较脆，尤其是PVC片式隔板，在生产、加工、运输中易毁角、折断，使用中易老化、寿命短，现开始逐步被其它隔板所取代。②橡胶隔板。其原材料取自天然橡胶，故原料资源紧缺。又由于其制作工艺复杂，制成较薄的隔扳较困难，使得橡胶隔板存在着孔径较小，但孔率低、内电阻大等问题。③玻璃纤维隔板。因玻纤隔板原材料-玻璃纤维太脆，易折断，抗震能力极差，影响使用效果，另其在生产加工中易对环境和操作者产生危害。④无纺隔板。该隔板采用熔喷法将聚丙烯颗粒料经螺杆挤压机熔融挤压喷丝而成，因其是纤维网架结构，所以孔径小、孔隙率高、内阻低，并且隔板韧性好，抗震耐磨，但相对其它隔板刚度不够(尤其是薄型隔板)。为解决上述问题，现又出现了加筋型的隔板，以提高其电性能和刚度；为保护阳极极板，防止铅粉脱落和抗震，又出现了袋式隔板。但由此又引出了新的问题，如筋的抗折性差，筋与基板的牢固度较差，袋式隔板的封边不牢固等。中国专利90219916.1公开了一种蓄电池袋式隔板，其是将聚丙烯树脂制成的矩形无纺织物对折后，两边热压封口而成的袋式结构。该专利产品虽降低了蓄电池内阻，提高了蓄电池端电压，离子交换扩散快，但其质地较软、刚性不够、封边不牢，难以适应高速化、规模化生产。而为提高隔板刚性来增加其厚度，又等于加大了成本。美国专利3947,537公开了一种电池隔板的生产方法，用这种工艺方法可得到表面被压出凸筋(或称凸棱)的隔板，其生产工艺流程长，且压筋的过程是对隔板的二次加工，会损坏结构导致原先隔板的指标变化。美国专利5,089,360公开了一种用熔喷法将N-甲基或N-烷氧基甲基尼龙树脂制成高强度无纺电池隔板的生产方法，其原料预先做亲水处理，以适应隔板的要求。但仍没有出现通过调整工艺参数，而得到在同一张隔板上有两层平均丝径不同的纤维层的叠层隔板，以提高其强度。本专利技术的目的就是要提供一种熔喷叠层差别化电池隔板及其生产方法，即用公知的熔喷工艺技术，通过调整工艺参数等简便方法而获得至少两层纤维平均丝径不同的叠层差别化隔板，使该产品既具有高孔率、低孔径、低内阻、细丝径的特点，又有相当的刚性、弹性和韧性。本专利技术的目的是这样实现的一种熔喷叠层差别化隔板，其包括至少一层平均纤维丝径较细、平均孔径较小、质地较软、基重较均的熔喷非织造纤维层，以控制隔板的各项指标；还包括至少一层平均纤维丝径较粗、平均孔径较大、质地较硬、基重较均的熔喷非织造纤维层，以提高隔板的刚性、弹性和硬度，并且上述纤维层之间靠自粘合成为一体。其中，所述纤维直径较细的纤维层，其丝径平均值一般在3μm～10μm范围，孔径平均值一般在40μm以下，厚度一般为0.2～0.5mm(约占产品总厚度的40％)；所述纤维直径较粗的纤维层，其丝径平均值一般在15～25μm，孔径平均值一般在40μm以上，厚度一般为0.4～1.0mm(约占产品总厚度的60％)。且所述的高聚物颗粒料为等规聚丙烯。一种专门生产熔喷叠层差别化隔板的生产方法，该方法采用已知的熔喷工艺将聚丙烯颗粒料熔融挤压喷丝成网，且在已喷成的至少一层纤维平均丝径较细或较粗的纤维层上，通过调整工艺参数、让接收设备往复运动，再直接熔喷至少一层纤维平均丝径不同于原有纤维层的纤维层；或通过多个或多组喷丝成型器，分别控制其熔体喷出丝径而得到上述产品。本专利技术因将至少一层纤维平均丝径较细的纤维层与至少一层纤维平均丝径较粗的纤维层叠加而成差别化隔板，其中较细丝径的纤维层用来控制隔板的各项精度，如孔径、孔隙率等；较粗丝径的纤维层用来提高隔板的刚性，这样既增加了隔板的弹性，保留了软质隔板性能，又提高了隔板的硬度、刚度，将软质隔板变成硬质隔板；又因采用粗、细不同丝径的纤维层叠加，使得隔板具有高孔率、低孔径、内阻低、丝径细的特点，而且较粗丝径的纤维层增大了电解液的储蓄能力，增强了隔板的亲水性，缓冲、缓解了阳极极板在充放电时的形变。还增加了隔板弹性，减轻了使用中极板的颠波震动，更有利于极板的保护。还增加了隔板的硬度，便于蓄电池的生产装配和批量化、规模化生产；又因采用粗、细丝径不同的纤维层叠加而成隔板，因此与相同厚度的软质(即单一范围丝径的)隔板比，节省了原料、缩短了加工时间、降低了生产成本、提高了产品产量，同时还避免了原有隔板的分层现象；又因采用熔喷法通过一组、多组喷头或接收装置的往复运动、调整工艺参数而得到纤维丝径不同的叠层隔板，不需改变原有设备即可实现。再者纤维丝径不同的纤维层是靠半熔融状态的纤维随机搭接、冷凝自粘合在一起，无需其它化学、机械的二次粘合，一次加工成型，因而工艺简单，操作方便，容易实现。下面结合实施例和附图来详细说明本专利技术的技术特征。附附图说明图1，熔喷叠层差别化隔板的剖视中1.平均丝径较粗的纤维层 2.平均丝径较细的纤维层附图2，多个喷丝成型器成型熔喷叠层差别化隔板的生产示意图实施例一由附图1，可以看出，熔喷叠层差别化隔板包括至少一层平均纤维丝径较细的纤维层(2)和至少一层平均丝径较粗的纤维层(1)，其中，纤维层(1)的纤维平均丝径为15μm～25μm，此处为20μm；平均孔径为40μm以上，此处为60μm，孔隙率达70％以上，此处为72％，这样较粗的丝径、较大的孔径、较高的孔率使得电解液得以储存，降低了内阻。而且较粗的丝径，使隔板硬度、刚度大大提高，便于隔板的组装。较粗丝径的纤维层富于弹性，可缓冲阳极板充放电时的形变，以及减缓极板的震动。纤维层(2)的纤维平均丝径为3μm～10μm，此处取5μm，孔径40μm以下，此处取30μm，孔率70％以上，此处取72％，厚度一般为0.2μm～0.5μm，此处取0.32mm，因此隔板的性能、精度得以保证。另外，隔板总厚度为0.8mm，而较粗丝径的纤维层(1)的厚度为0.48mm，在保证隔板孔径、孔率、刚性、硬度等项指标不变的前提下，与相同厚度、单一范围丝径的电池隔板比，相对减轻了隔板的重量，降低了原料消耗，缩短了加工时间，提高了产量。实施例二用单喷头、往复接收装置来生产熔喷叠层差别化电池隔板的方法，当选择好聚丙烯熔体温度、压力、气温、气压时，首先将PP颗粒料注入挤出机料斗，经螺杆挤出机熔融、挤压至喷丝成形器，再喷丝、成网在接收装置上，随着接收装置的往复移动，较细丝径的纤维层生产厚达0.3mm时，调整气压，使纤维丝径变粗，而直接继续在原纤维层的基础上生产较粗丝径的纤维层，直到达到生产规格为止。实施例三用多喷头一次成型熔喷叠层差别化电池隔板的方法，当聚丙烯颗粒料注入料斗(1)中，经螺杆挤出机(2)熔融挤送至喷丝成型器(3)，通过调节各挤出机(2)的物料挤出最，以及各喷丝成型器(3)的出口气温、气压，便可在接收传送带(4)上获得连续的不同丝径、不同质地、不同厚度、硬度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔喷叠层差别化电池隔板，其是采用熔喷工艺将高聚物颗粒料熔融挤压、喷丝成网而生产出的片状材料，其特征在于：它包括至少一层平均纤维丝径较细、平均孔径较小、质地较软、基重较均的熔喷非织造纤维层，以控制隔板的各项指标；还包括至少一层平均纤维丝径较粗、平均孔径较大、质地较硬、基重较均的熔喷非织造纤维层，以提高隔板的刚性、弹性和硬度，并且上述纤维层之间是靠自粘合成为一体的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪莹，李宇刚，姜毅，董凤其，李凡，刘燕生，刘大伟，
申请(专利权)人：北京市超纶无纺技术公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]