CN114709552A

Functionalized lead acid battery separators, improved lead acid batteries, and related methods

Abstract

A lead-acid battery separator comprising: a filled porous polyolefin membrane having a first surface; one or more absorbent glass mats (AGM), glass mats, stickers, A retention pad, a drain, or a combination thereof; wherein the filled porous polyolefin membrane or at least one of the absorbent glass mat (AGM), glass mat, sticker, retention pad, drain, or combination thereof, In or on it, there are metal oxides and conductive and/or semiconductor materials. The battery separators of the present invention have improved charge acceptance, improved surface conductivity, improved oxidation resistance, reduced acid stratification, improved resistance to oxidation by metal contamination, reduced black residue, improved wetting performance and/or improved stiffness.

CN114709552A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 8

Term

10 yearsto projected expiry

Projected expiry 5 October 2036, counted from filing; an application has no term until it is granted.

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17 claims: 8 independent, 9 dependent

  1. 1
    一种铅酸电池隔板,其包含: 被填充的多孔聚烯烃膜,其具有第一表面; 邻近所述第一表面的一个或多个吸收性玻璃垫(AGM)、玻璃垫、粘贴纸、保持垫、排管或 其组合; 其中,所述被填充的多孔聚烯烃膜或所述吸收性玻璃垫(AGM)、玻璃垫、粘贴纸、保持 垫、排管或其组合中的至少一个,在其内或者在其上,具有金属氧化物和导电材料和/或半 导体材料。
  2. 2
    如权利要求1所述的铅酸电池隔板,其中, 所述导电材料和/或半导体材料是碳的形式; 所述被填充的多孔聚烯烃膜是微孔的; 所述被填充的多孔聚烯烃膜包含肋、横贯肋、凸起或凹坑;和/或 所述金属氧化物选自如下至少之一:氧化铝(Al 2 O 3 )、勃姆石AlO(OH)、氧化硅、过渡金属 氧化物及其组合;优选地,所述金属氧化物是过渡金属氧化物,所述金属是锌或钛。
  3. 3
    一种铅酸电池,其包含如权利要求1所述的隔板。
  4. 4
    如权利要求1所述的铅酸电池隔板,其中, 所述被填充的多孔聚烯烃膜或所述吸收性玻璃垫(AGM)、玻璃垫、粘贴纸、保持垫、排管 或其组合中的至少一个,在其内或者在其上,具有金属氧化物和导电材料;或者 所述被填充的多孔聚烯烃膜或所述吸收性玻璃垫(AGM)、玻璃垫、粘贴纸、保持垫、排管 或其组合中的至少一个,在其内或者在其上,具有金属氧化物和半导体材料;或者 所述铅酸电池隔板包括所述被填充的多孔聚烯烃膜和邻近其第一表面的玻璃垫,所述 玻璃垫在其内或者在其上具有金属氧化物和导电材料或半导体材料。
  5. 5
    如权利要求3所述的铅酸电池,其中, 所述吸收性玻璃垫(AGM)、玻璃垫、粘贴纸、保持垫、排管或其组合,在其内或者在其上 具有金属氧化物和半导体材料或导电材料,并且面对着正电极或负电极; 所述被填充的多孔聚烯烃膜在其内或者在其上具有金属氧化物和半导体材料或导电 材料,并且面对着正电极或负电极; 所述吸收性玻璃垫(AGM)、玻璃垫、粘贴纸、保持垫、排管或其组合面对着正电极; 所述吸收性玻璃垫(AGM)、玻璃垫、粘贴纸、保持垫、排管或其组合面对着负电极; 所述被填充的多孔聚烯烃膜面对着负电极;或者 所述被填充的多孔聚烯烃膜面对着正电极。
  6. 6
    一种铅酸电池隔板,在其表面上包含油和耐氧化材料层。
  7. 7
    一种铅酸电池,其包括如权利要求6所述的铅酸电池隔板,其中,耐氧化材料和油从 铅酸电池隔板的表面释放至电池中。
  8. 8
    一种铅酸电池隔板,其中, 其多孔基底包含第一涂层和第二涂层;所述第二涂层涂敷在所述第一涂层上; 所述第一涂层含导电碳; 所述第二涂层是聚合物涂层和/或含陶瓷颗粒的聚合物涂层。
  9. 9
    如权利要求8所述的铅酸电池隔板,其中, 所述第一层是金属和/或金属氧化物的沉积层; 所述多孔基底具有按重量计不超过20%的残留加工油,并且具有至少一种导电或半导 电的层、薄膜、涂层、沉积物或材料,含导电碳、金属氧化物、至少一种颗粒、纤维或材料; 所述层、薄膜、涂层、沉积物或材料具有5um至125um的厚度; 在所述基底的至少一侧,所述颗粒、纤维或材料包含下列物质中的至少一种:硅石、氧 化硅、矶土、金属、纤维素、纤维素材料、玻璃、玻璃纤维、碳、及其组合物、共混物或混合物; 所述导电碳选自:石墨、石墨烯、碳纳米管、氧化石墨烯、碳纤维及其组合物、共混物或 混合物; 所述金属氧化物选自:氧化铝(Al 2 O 3 )、勃姆石AlO(OH)、氧化硅、热解硅石、过渡金属氧 化物及其组合物、共混物或混合物; 所述层进一步包含聚合物、粘合剂或载体材料,优选地, 所述载体或粘合剂包括一个或多个玻璃垫、纤维垫、合成垫、陶瓷和聚合物,更优选地, 所述聚合物包含一种或多种聚合物、无机或有机聚合物或聚合物材料、聚合物粘合剂、 有机粘合剂、丙烯酸树脂、纤维素、聚烯烃、PVDF、PVDF: HFP、PEO、PTFE、SBR、PVA、酚醛树脂、 或丙烯酸酯。
  10. 10
    如权利要求9所述的铅酸电池隔板,其中,所述微孔膜包含一种或多种热塑性聚合 物,优选地,所述热塑性聚合物包含聚乙烯。
  11. 11
    如权利要求8-10中任一项所述的铅酸电池隔板,其中, 所述微孔膜或基底包含肋、锯齿、压花、波纹、穿孔或凹坑; 所述微孔膜或基底包括PE、PO、PVC、纤维素、橡胶、玻璃垫或AGM; 所述微孔膜或基底包含一种或多种添加剂或试剂;和/或 所述微孔膜按重量计包含不超过20%、18%、16%、14%、12%、10%、9%、8%、7%、 6%、5%、4%、3%、2%、1%或0.5%的加工油。
  12. 12
    如权利要求8-10中任一项所述的铅酸电池隔板,其具有改善的充电接受性、改善的 表面电导率、改善的抗氧化性、降低的酸分层、改善的抗金属污染诱导氧化、减少的黑色残 余、改善的润湿性、和/或改善的刚度。
  13. 13
    一种制造如权利要求8-10中任一项所述的电池隔板的方法,包括以下步骤: 在多孔或微孔膜或基底的至少一侧上施加至少一层导电或半导电的层、薄膜、涂层、沉 积或材料,该导电或半导电的层、薄膜、涂层、沉积或材料含导电碳、金属氧化物、和至少一 种颗粒、纤维或材料,所述颗粒、纤维或材料为以下物质中的至少一种:硅石、热解硅石、氧 化硅、矶土、金属、纤维素、纤维素材料、玻璃、玻璃纤维、碳、或其组合物、共混物或混合物;所述多孔或微孔膜或基底具有按重量计不超过20%的残留加工油。
  14. 14
    如权利要求13所述的方法,其中,所述层通过浸渍、刮刀、幕涂、凹版印刷、溶剂涂 覆、水性涂覆、有机涂覆、物理气相沉积法、原子层沉积法、或化学气相沉积法施加。
  15. 15
    一种铅酸电池,其包含如权利要求8-10中任一项所述的隔板。
  16. 16
    如权利要求15所述的铅酸电池,其具有改善的充电接受性、改善的电导率、改善的 循环寿命、降低的酸分层、改善的对金属污染的抵抗性、减少的黑色残留、改善的电解液浸 出或填充时间、及其组合。
  17. 17
    一种铅酸电池隔板,其包含多孔膜或基底,所述多孔膜或基底具有按重量计不超过 20%的残留加工油,并且具有至少一种导电或半导电的层、薄膜、涂层、沉积物或材料,含导 电碳、金属氧化物、至少一种颗粒、纤维或材料; 所述层薄膜、涂层、沉积物或材料具有5um至125um的厚度; 在所述多孔膜或基底的至少一侧,所述颗粒、纤维或材料包含下列物质中的至少一种:硅石、氧化硅、矶土、金属、纤维素、纤维素材料、玻璃、玻璃纤维、碳、及其组合物、共混物或 混合物, 在所述多孔膜或基底设置正极板侧涂层以及复合涂层; 所述正极板侧涂层含导电碳; 所述复合涂层为在金属和/或金属氧化物沉积层之上或和金属和/或金属氧化物沉积 层一起施加的含聚合物的涂层和/或含陶瓷颗粒的聚合物涂层。
Independent claims17