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PP、PE、AGM隔板的優缺點

PP、PE、AGM隔板的優缺點是什麽?

1.隔板綜述 隔板是蓄電池的重要組成,不屬於活性物質。在某些情況下甚至於起著決定性的作用。其本身材料為電子絕緣體,而其多孔性使其具有離子導電性。隔板的電阻是隔板的重要性能,它由隔板的厚度、孔率、孔的曲折程度決定,對蓄電池高倍率放電的容量和端電壓水平具有重要影響;隔板在硫酸中的穩定性直接影響蓄電池的壽命;隔板的彈性可延緩正極活性物質的脫落;隔板孔徑大小影響著鉛枝晶短路程度。 由於隔板對鉛蓄電池性能多方麵的作用,隔板發展的每次質量的提高,無不伴隨著鉛蓄電池性能的提高。隔板的主要作用是防止正、負極短路,但又不能使電池內阻明顯增加。因此,隔板應是多孔質的,允許電解液自由擴散和離子遷移,並具有比較小的電阻。當活性物質有些脫落時,不得通過細孔而達到對麵極板,即孔徑要小,孔數要多,其間隙的總麵積要大;此外,還要求機械強度好,耐酸腐蝕,耐氧化,以及不析出對極板有害的物質。 20 世紀50 年代起動用蓄電池主要用木隔板,由於必須在濕潤的條件下使用,造成負極板易氧化,初充電時間長,也無法用於幹荷式鉛蓄電池。尤其是木隔板在硫酸中不耐氧化腐蝕,致使蓄電池壽命短。為了提高鉛蓄電池壽命,提出木隔板與玻璃絲棉並用隔板,使蓄電池壽命成倍地增加,但電池內阻增加,對電池容量、起動放電有不利影響,還能滿足當時的標準要求。 20 世紀60 年代中期,出現了微孔橡膠隔板,由於它具有較好的耐酸性和耐氧化腐蝕性,明顯地提高了蓄電池壽命。並促進蓄電池結構改進,減小了極板中心距離,使蓄電池起動放電性能和體積比能量有較大的提高。正因為微孔橡膠隔板的優良性能,從20世紀70 年代至90 年代初期,在鉛蓄電池待業中占統治地位。微孔橡膠隔板的缺點是:被電解液浸漬的速度較慢,除熱帶地區外,缺乏資源,製造工藝較複雜,成本價格貴。另外,不易製成較薄的成品( 厚度在1mm 以下就困難)在微孔橡膠隔板生產的同時,還出現了燒結式 PVC 隔板以及後來相繼出現的軟質聚氧氯乙烯隔板,該種隔板同橡膠隔板相差不大,但在80年代很暢銷。 從1993 年,由於微孔橡膠隔板成本提高,因而形成PVC隔板供不應求的局麵。20世紀90年代相繼出現PP( 聚丙烯) 隔板、PE( 聚乙烯) 隔板和超細玻璃纖維隔板(商品各為10-G) 及其它們的複合隔板。也曾出現纖維紙隔板,其電阻、孔率方麵均較好,但耐腐蝕和機械強度較差,孔徑也較大,因此未能大批量使用。目前國際上,特別是美國、西歐汽車型蓄電池大量使用的是聚乙烯袋式隔板。PE隔板具有較小的孔徑,極低的電阻和極薄的基底,易於做成袋式,適用於蓄電池的連續化生產。但是目前國內尚未國產化大批生產,與此隔板相適應的裝配線(包括配組機)也有限,所以使用尚不普遍;PP隔板和10-G逐漸為汽車型蓄電池廠家所接受。密閉閥控式鉛酸蓄電池主要是在用AGM(吸附式玻璃纖維隔板),以下日本一级片主要介紹一下AGM隔板.2. 超細玻璃纖維隔板 目前,在閥控式鉛酸蓄電池中普遍使用超細玻璃纖維隔板(AGM),該隔板的主要功能是可使電極間的離子流動,具有極高的孔率;大的比表麵積及良好的潤濕性是能夠吸附最大量的電解液的隔板主要特性。隔板在電池內必須具有長期穩定的耐化學及電化學腐蝕能力,它不能釋放出任何增加氣體析出速率、腐蝕或自放電的物質,另外還要具有良好的抗張強度以保證隔板在電池的生產裝配過程中不會被尖銳的邊緣或小顆粒刺穿。隔板是蓄電池生產中一個重要部件,它的優劣直接影響蓄電池的放電容量和充放循環使用壽命,因此必須對蓄電池隔板的選擇和研究加以重視。隔板在電池中總的來說應具有以下幾點要求: I. 防止正負電極板互相接觸而發生電池內部短路; II. 使電池裝配緊密,縮小電池體積; III.防止極板變形,彎曲和活性物質脫落; IV.在極板間的多孔性隔板中貯存必要數量的電解液,以保證較高的導電性和電池反應的要求; V. 阻止一些對電極有害的物質通過隔進行遷移和擴散。 要保證隔板在電池中順利地發揮上述作用,則對隔板本身還必須有一定的要求。下麵所講的各種要求, 隨著電池作用性況的不同往往各有側重。總的來說,對隔板的質量有如下一些要求: I. 隔板材料本身是絕緣體,但做成隔板則必須有疏鬆多孔結構,且能吸放大量的電解質溶液; II. 隔板的化學穩定性要好,必須耐硫酸腐蝕、耐氧化和老化; III. 隔板應具有較大的機械強度和彈性,便於生產中安裝; IV. 隔板應具有較好的潤濕性,即它應能很快地被電解液硫酸浸透; V. 隔板中不能有在硫酸溶液中能浸出對電池有害的雜質; VI. 隔板的表麵顏色應基本一致,不允許有裂紋和穿孔; VII. 隔板浸在電解液硫酸溶液中的電阻要小; VIII. 隔板應具有較寬廣的使用溫度範圍; IX. 隔板應具有一定的孔率,且孔徑的一致性要高; X. 對軟質隔板要具有符合要求的收縮或膨脹率; XI. 對軟質隔板應具有較好的耐折性; XII. 隔板的幹厚度及均勻性應符合指標要求;3. 超細玻璃纖維隔板的結構和特性 此種隔板由不含任何有機粘結劑的直徑為0.5~4um的超細玻璃纖維所組成。經抄紙法製成非壓縮玻璃纖維紙,其結構為多層氈狀,由無序排列的玻璃纖維形成相對小而高曲徑的自由通道。該隔板在許多方麵具備了明顯優於普通電池隔板的性能。總的來說,它具有以下主要特性: I. 吸液量高,吸液速度快,親水性好,吸收並保持著電池額定容量所需的電解液,並在整個壽命期間保持其高的吸液率;II. 表麵積大,孔隙率高。隻要電液貧乏就可以保證正極生成的氧氣通過隔板擴散到負極,與負極上的海綿鉛結合;III. 孔徑小,可以有效地防止電池短路和枝晶穿透;IV. 化學純度高,有害雜質少;V. 有非常好的耐酸性和抗氧化性;VI. 電阻率低。4. 影響超細超細玻璃纖維隔板性能的主要因素:I. 超細玻璃纖維化學組成的影響 玻璃棉化學成分是影響隔板性能的一個關鍵因素,它直接影響隔板的化學性能。II. 超細玻璃纖維棉直徑和長度的影響 超細玻璃纖維直徑越小,表麵積大,濕潤性高,因此吸液速率大,隔板的孔徑也小,抵抗枝晶穿透能力強,但其電阻值將相應升高,因此必須選擇一個最佳的組合。玻璃纖維棉的長度也影響隔板的性能。棉長,纖維不易分散而發生絮聚,使得隔板不均勻;棉短,隔板均勻性能得到改善,但強度低因此也應該選擇一個最佳的長度範圍。III. 超細玻璃纖維棉中有害雜質的影響 玻璃纖維棉中的雜質對隔板的性能有著直接的影響。玻璃纖維棉中存在鐵、銅、鎳等金屬或金屬離子將增加電池的自放電和析氣量。因此必須選擇有害雜質少的原料,才能確保隔板具有好的性能。5. 隔板對電池性能影響 隔板的好壞將直接影響到電池的容量、充放循環壽命及自放電等性能。電池的剖析結果表明,影響電池循環壽命較低的主要原因是由於質量差的隔膜孔徑比較大,孔徑分布和厚薄又不均勻,所以隨著充放電的進行,正極鉛粉逐漸有少量地透過隔板到負極一邊,而負極鉛枝晶有可能穿透隔板,最後造成電池慢性短路,所以隨著充放電的進行,電池的容量逐漸下降而失效。從壽命終止後電池解剖可以看到,隔板靠負極一邊變紅棕色,說明已有少量鉛粉透過隔板。 值得強調的是,選用的隔板質量對防止電池慢性短路起著至關重要的的作用。較好的隔板具有良好的耐枝晶穿透、耐氧化能力,且孔徑細小均勻,孔率大小適度,可明顯地降低充電終止電流,延長電池電壽命和降低電池自放電的速率。隔板的電阻大小直接影響放電時工作電壓和放電容量。電阻大的隔板造成電池放電時工作決壓下降,電池的放電容量也低。因此日本一级片使用的電池隔板電阻一定要小。 綜上所述,日本一级片認為電池隔板的優劣是影響鉛蓄電池充放電壽命、自放電的大小、容量的高低的一個極其重要的因素,因此在蓄電池生產過程中,應根據不同電池的特性,合理地選擇所需要的電池隔板。