电池、蓄电池及其电池隔板的制作方法

摘要: 根据至少选定的实施方式,本公开或发明致力于新的或改进的隔板、电池隔板、富液式电池隔板、增强型富液式电池隔板、纤维垫、电池、电池单元和/或制造和/或使用这种隔板、...
电池、蓄电池及其电池隔板的制作方法

根据至少选定的实施方式,本公开或发明致力于新的或改进的隔板、电池隔板、富液式电池隔板、增强型富液式电池隔板、纤维垫、电池、电池单元和/或制造和/或使用这种隔板、电池隔板、纤维垫、富液式电池隔板、增强型富液式电池隔板、电池单元和/或电池的方法。根据至少特定的实施方式,本公开或发明致力于新的或改进的用于启动照明点火(sli)电池的增强型富液式电池隔板、纤维垫、用于深循环应用的富液式电池、用于动力应用的富液式电池、用于部分充电状态(psoc)应用的富液式电池和/或增强型富液式电池和/或系统、车辆等等(其包括此类隔板、纤维垫、电池)和/或改进的制造和/或使用这种改进的隔板、纤维垫、电池单元、电池、系统、车辆等的方法。根据至少特定的实施方式,本公开或发明致力于用于增强型富液式电池的改进的隔板和/或制造和/或使用具有这种改进的隔板的这种电池的改进的方法。根据至少选定的实施方式,本公开或发明致力于隔板,特别是用于增强型富液式电池的隔板,该隔板具有减小的电阻和/或增加的冷启动电流。此外,本文公开的是方法、系统和电池隔板,其用于至少在增强型富液式电池和/或之类的中提高活性材料保留、提高电池寿命、减少水耗、降低内部电阻、增加润湿性、减少酸分层、提高酸扩散、提高冷启动电流、提高均匀性。根据至少特别的实施例,本公开或发明致力于用于增强型富液式电池的改进的隔板,其中所述隔板包括一种或多种性能增强添加剂或涂层、优化的孔隙率、优化的空隙体积、无定形二氧化硅、较高吸油性的二氧化硅、较高硅烷醇基团的二氧化硅、电极上活性材料的保留和/或改善的保留和/或它们的任何组合。根据至少选定的实施方式,本公开或发明致力于用于铅酸电池(特别是富液式铅酸电池)的隔板和具有该隔板的各种铅酸电池(比如富液式铅酸电池或增强型富液式铅酸电池)。根据至少选定的实施方式,本公开或发明致力于新的或改进的隔板、电池单元、电池和/或制造和/或使用这种隔板、电池单元和/或电池的方法。根据至少特定的实施方式,本公开或发明致力于用于铅酸电池的改进的隔板和/或使用具有这种改进的隔板的这种电池的改进的方法。此外,本文公开的是方法、系统和电池隔板,其用于在铅酸电池中提高活性材料的保留,延长电池寿命,减少电池故障,减少水耗,提高氧化稳定性,提高、保持和/或降低浮充电流,提高充电终止(eoc)电流,降低深循环电池充电和/或完全充电所需的电流和/或电压,最大程度地减少内部电阻的增加,降低电阻,增加润湿性,减少电解液的浸湿时间,减少电池的形成时间,减少锑中毒,减少酸分层,改善酸扩散和/或改善均匀性。根据至少特别的实施方式,本公开或发明致力于用于铅酸电池的改进的隔板,其中所述隔板包括一种或多种改进的性能增强添加剂和/或涂层。根据至少特定的实施方式,所公开的隔板可用于深循环应用,例如在移动的机械或车辆和/或静止的机械或车辆中,例如高尔夫球车(也被称为“高尔夫车”)、叉车、逆变器、可再生能源系统和/或可替代能源系统(例如,仅作为示例,太阳能发电系统和风力发电系统);特别地,所公开的隔板在其中深循环和/或部分充电状态操作是电池寿命的一部分的电池系统中是有用的;甚至更特别地,在这样的电池系统中是有用的,其中在电池中添加了添加剂和/或合金[例如,锑(sb)],来提高电池寿命和/或性能和/或增强电池的深循环和/或部分充电状态下运行的能力。根据至少选定的实施方式,本公开致力于改进的铅酸电池(比如富液式铅酸电池),包括铅酸电池的改进的系统,和/或电池隔板、改进的电池隔板,包括这样的系统的改进的车辆,制造或使用方法或它们的组合。根据至少特定的实施方式,本公开或发明致力于新的或改进的富液式铅酸电池、用于这种电池的改进的电池隔板和/或制造、测试、使用这种改进的富液式铅酸电池的方法和/或它们的组合。另外,本文公开的是方法、系统、电池和/或电池隔板,其用于在富液式铅酸电池和在部分充电状态下工作的此类电池中减少酸分层、提高电池寿命和性能。

背景技术:

1、电池隔板将电池的正极(或正极极板)和负极(或负极极板)电隔离,以防止电短路。这种电池隔板通常是微孔的并且是可传导离子的,使得离子可以在正极(或正极极板)和负极(或负极极板)之间穿过。隔板可以由聚烯烃(比如聚乙烯)制成。在铅酸蓄电池(比如汽车电池和/或工业电池和/或深循环电池)中,电池隔板通常是微孔聚乙烯隔板;在某些情况下,这样的隔板可以包括背网和设立在背网的一面或两面上的多个肋。参见《电池材料手册》(besenhard,jo编辑,wiley-vch verlag gmbh,魏因海姆(weinheim),德国(1999),第9章,p245-292)。

2、为了满足怠速起停(iss)应用中对电源的不断增长的需求,已经开发了增强型富液式电池(efb)和吸收式玻璃垫(agm)电池。efb系统具有与传统的富液式铅酸电池相似的架构,其中正极和/或负极被微孔隔板包围,并浸没在液体电解质中。另一方面,agm系统不包含游离的液体电解质。取而代之的是,电解质被吸收到层合在电极上的玻璃纤维垫中。从历史上看,与富液式电池系统相比,agm系统具有更高的放电功率、更好的循环寿命和更大的冷启动电流。但是,agm电池的制造成本明显更高,并且对过度充电更为敏感。这样,efb系统对于多种市场及应用的移动电源和静止电源仍然是有吸引力的选择。

3、efb系统可以包括一个或多个电池隔板,其将铅酸电池单元内的正极与负极分开或隔开。电池隔板可能有两个主要功能。电池隔板应保持正极与负极物理分离,以防止任何电流在两个电极之间通过--这会导致电短路。另外,电池隔板应以尽可能小的阻力允许正极和负极之间的离子流。电池隔板可以由许多不同的材料制成,不过,由多孔非导体制成的电池隔板已经很好地满足了这两个相反的功能。采用这种结构,孔有助于电极之间的离子扩散,而不导电的聚合物网防止了电短路。

4、具有提高的放电速率和冷启动电流(cca)的efb将能够取代agm电池。冷启动电流与电池的内阻相关。预期降低增强型富液式电池的内阻将提高cca等级。因此,需要新的电池隔板和/或电池技术来解决和克服当前铅酸电池系统带来的挑战,特别是在增强型富液式电池中降低内阻并提高冷启动电流。

5、为了减少燃料消耗和尾气排放物的产生,汽车制造商已实施了不同程度的电混合动力。一种形式的混合动力电动车辆(hev)有时被称为“微型hev”或“微型混合动力”。在这样的微型hev或类似车辆中,汽车可具有怠速起停(iss)功能,其中发动机可以在怠速起停和/或再生制动期间的不同点处关闭。尽管这增加了车辆的燃油经济性,但也增加了电池的压力,电池必须在车辆不运动时为辅助设备(如空调、媒体播放器等)供电。

6、常规车辆(比如无启停功能的汽车)可以使用常规的富液式铅酸电池,比如启动照明点火(sli)铅酸电池。因为在使用过程中发动机永远不会关闭,所以只有在发动机启动或起动时才从电池中获取能量。这样,电池通常以过充电状态而不是部分充电状态存在。例如,这种常规的富液式铅酸电池可以以大于95%充电、大于96%、大于97%、大于98%、大于99%的充电状态存在,或者,因为其经常处于过充电状态下,甚至以大于100%充电的充电状态存在。在过度充电时,在传统的铅酸电池内产生气泡(例如,氢气气泡),并且这些循环气泡起到混合电池内的液体电解质(例如,硫酸)的作用。

7、另一方面,iss车辆则不断从电池汲取能量,因此电池始终处于部分充电状态。在部分充电状态下,不会产生气泡,并且电解液的内部混合会大大减少,从而导致电池内的酸分层。因此,在部分充电状态下工作的各种增强型富液式电池(比如怠速-启-停富液式铅酸电池)中,酸分层是个问题。而对在过度充电、满充电或接近满充电状态下工作的更多常规或传统富液式铅酸电池来说,酸分层根本不是问题。

8、酸分层是用于一种过程的术语,在此过程中,电解质中的水和硫酸分层,密度较高的硫酸富集在电池底部,相应地在电池顶部产生较高的水含量。在富液式铅酸电池(比如增强型富液式铅酸电池或启动/停止富液式铅酸电池)中,酸分层是不受欢迎的。电极顶部的酸水平降低可能会阻碍电池系统内的均匀性和充电接受性,并且可能增加内阻沿电池高度从顶部到底部的变化。电池底部酸水平的升高会人为地提高电池电压,这会干扰电池管理系统,可能会向电池管理系统发送无意的/错误的健康状态信号。总体而言,酸分层会导致电池各部分的电阻更高,这可能导致电极问题和/或电池寿命缩短。鉴于为提高车辆的燃料效率和减少排放,预期启动/停止电池和/或其他增强型富液式铅酸电池在混合动力和全电动车辆中正变得越来越普遍,非常需要用来降低酸分层和/或改善酸混合的解决方案。

9、在一些情况下,可以使用阀控式铅酸(vrla)技术多少减少酸分层,在该技术中,通过凝胶电解质和/或吸收式玻璃垫(agm)电池隔板系统固定酸。与富液式铅酸电池中自由流动的电解质相反,vrla、agm电池中的电解质被吸收在纤维或纤维材料上,比如玻璃纤维垫、聚合物纤维垫、凝胶电解质等等。但是,vrla、agm电池系统的制造成本要比富液式电池系统高得多。在一些情况下,vrla、agm技术可能对过度充电更为敏感,在高热下可能会变干,容量可能会逐渐下降,并且比能量可能会更低。类似地,在一些情况下,凝胶vrla技术可能具有更高的内阻,并且可能具有降低的充电接受性。

10、在efb系统中,电极或极板是由铅合金栅格和活性材料组成的。在这种efb的制造过程中,活性材料的浆料被涂覆在铅合金栅格上并固化,以形成电极或极板。浆料可包括炭黑、硫酸钡、木质素磺酸盐、硫酸和水中的一种或多种。固化过程将浆料变成硫酸铅的混合物,其在电池初始充电时变成电化学活性材料。正极上的浆料被称为正极活性材料(pam)。类似地,负极上的活性材料被称为负极活性材料(nam)。在电池的充电和放电循环期间,电极经历膨胀和收缩。随着时间的流逝,电极的这种变形导致活性材料从电极脱落并与电极物理分离。随着越来越多的活性材料从电极上脱落,该电极的效率越来越低,电池的性能和寿命也随之降低。因此,需要新的电池隔板和/或电池技术来解决和克服当前铅酸电池系统带来的挑战,特别是防止或阻止活性材料从增强型富液式铅酸电池中的电极脱落。

11、对于至少特定的应用或电池,仍然需要改进的隔板,以提供更长的循环寿命、减少的锑中毒、减少的水耗、使电池完全充电的减少浮充电流和/或减少的电压。更特别地,仍需要改进的隔板和包括改进的隔板的改进的电池(比如例如在部分充电状态下工作的那些和/或深循环电池),其提供用于在铅酸电池中延长电池寿命,减少电池故障,减少水耗,提高氧化稳定性,改善、维持和/或降低浮充电流,改善充电终止(eoc)电流,降低给电池(比如深循环电池)充电和/或完全充电所需的电流和/或电压,最大程度地减小内阻的增加,降低电阻,增加润湿性,减少电解液的浸湿时间,减少电池形成时间,减少酸分层,改善酸扩散和/或改善均匀性。

技术实现思路

1、根据至少选定的实施方式,本公开或发明可以解决以上问题或困难,特别是但不限于efb电池和隔板,和/或可以提供或可以致力于新的或改进的隔板、电池隔板、膜、隔板膜、增强型富液式电池隔板、纤维垫、电池、电池单元和/或制造和/或使用此类隔板、电池隔板、纤维垫、增强型富液式电池隔板、电池单元和/或电池的方法。根据至少特定的实施方式,本公开或发明致力于新的或改进的用于启动照明点火(sli)电池的富液式铅酸电池隔板、纤维垫、用于深循环应用的富液式电池和/或增强型富液式电池和/或系统、车辆和/或之类的(其包括这样的隔板、垫、电池)和/或制造和/或使用这种改进的隔板、垫、电池单元、电池、系统、车辆和/或之类的改进的方法。根据至少特定的实施方式,本公开或发明致力于用于增强型富液式电池的改进的隔板和/或制造和/或使用具有这种改进的隔板的这种电池的改进方法。根据至少选定的实施方式,本公开或发明致力于隔板,特别是用于增强型富液式电池的隔板,该电池具有减小的电阻和/或提高的冷启动电流。另外,本文公开的是方法、系统和电池隔板,其用于在至少增强型富液式电池和/或之类的中改善活性材料的保留、延长电池寿命、减少水耗、减少内阻、增加润湿性、减少酸分层、改善酸扩散、改善冷启动电流、改善均匀性的。根据至少特别的实施方式,本公开或发明致力于用于增强型富液式电池的改进的隔板,其中所述隔板包括一种或多种性能增强添加剂或涂层、优化的孔隙率、优化的空隙体积、无定形二氧化硅、较高吸油性的二氧化硅、较高硅烷醇基的二氧化硅、电极上活性材料的保留和/或改善的保留和/或它们的任何组合。

2、根据至少选定的实施方式,本公开或发明致力于用于铅酸电池(特别是富液式铅酸电池)的隔板以及具有该隔板的各种不同的铅酸电池(比如富液式铅酸电池或增强型富液式铅酸电池。根据至少选定的实施方式,本公开或发明致力于新的或改进的隔板、电池单元、电池和/或制造和/或使用这种隔板、电池单元和/或电池的方法。根据至少特定的实施方式,本公开或发明致力于用于铅酸电池的改进的隔板和/或使用具有这种改进的隔板的这种电池的改进方法。另外,本文公开的是方法、系统和电池隔板,其用于在铅酸电池中增强活性材料的保留,延长电池寿命,减少电池故障,减少水耗,改善氧化稳定性,改善、维持和/或降低浮充电流,改善充电终止(eoc)电流,降低深循环电池充电和/或完全充电所需的电流和/或电压,最大程度减少内阻的增加,降低电阻,增加润湿性,减少电解液的湿润时间,减少电池形成时间,减少锑中毒,减少酸分层,改善酸扩散和/或改善均匀性。根据至少特别的实施方式,本公开或发明致力于用于铅酸电池的改进的隔板,其中所述隔板包括一种或多种改进的性能增强添加剂和/或涂层。根据至少特定的实施方式,所公开的隔板可用于深循环应用,例如在移动的机械或车辆和/或静止的机械或车辆中,比如高尔夫球车、叉车、逆变器、可再生能源系统和/或可替代能源系统,仅作为示例,如太阳能发电系统和风力发电系统;特别地,所公开的隔板在其中深循环和/或部分充电状态操作是电池寿命的一部分的电池系统中是有用的;甚至更特别地,在这样的电池系统中是有用的,其中在电池中添加了添加剂和/或合金[例如,锑(sb)],来改善电池的寿命和/或性能和/或增强电池的深循环和/或部分充电状态的操作能力。

3、根据至少选定的实施方式,本公开致力于改进的铅酸电池(比如富液式铅酸电池),包括铅酸电池的改进的系统,和/或电池隔板,改进的电池隔板,包括这种系统的改进的车辆,制造或使用方法,或它们的组合。根据至少特定的实施方式,本公开或发明致力于新的或改进的富液式铅酸电池,用于这种电池的改进的电池隔板,和/或制造、测试、使用这种改进的富液式铅酸电池的方法,和/或它们的组合。另外,本文公开的是方法、系统、电池和/或电池隔板,其用于在富液式铅酸电池和在部分充电状态下工作的此类电池中减少酸分层、提高电池寿命和性能。

4、由聚烯烃比如聚乙烯制成的隔板通常包含二氧化硅,以促进隔板被亲水电解质润湿。在一些情况下,在隔板邻近设置亲水材料,比如纤维垫,以辅助润湿和保留涂覆在正极上的活性材料。同样,可以设置纤维垫,以将活性材料保留在负极上。

5、本技术还致力于新的和改进的铅酸电池和具有这些新的和改进的铅酸电池的车辆。该富液式铅酸电池显示出降低的酸分层,酸分层是一个问题,如果足够严重的话,可能会导致电池无法使用。除了表现出降低的酸分层之外,本文所描述的富液式铅酸电池还可以表现出其他期望的性能,比如改善的充电接受性。

6、在一个方面,描述了具有电极阵列的富液式铅酸电池,阵列被设置成有一个或多个负极或负极极板和一个或多个正极或正极极板,正极和负极交替排列并彼此分别相对。在此电极阵列中,至少一个负极被用织造材料和非织造材料中的至少一种包裹。带肋的或无肋的多孔膜包裹相邻的正极(与至少一个被包裹的负极相邻的正极)。

7、在一些负极被织造材料包裹的实施方式中,织造材料可以是选自可挤出的网、织造玻璃垫和碳纤维织造材料中的至少一种。

8、在负极被非织造材料包裹的其他实施方式中,非织造材料可以由选自玻璃、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种材料形成。在非织造材料是由聚合物形成的实施方式中,其可以单独由聚合物形成或与玻璃和/或纸浆结合形成。聚合物可以是选自聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的组合中的至少一种。在一些实施方式中,除了玻璃、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种之外,非织造材料还可以被设置成有无机粉末。无机粉末可以是二氧化硅。在一些实施方式中,非织造材料可以是纺粘熔纺(spun-bond melt-woven)复合材料。在一些实施方式中,非织造材料是碳纤维非织造材料。

9、在一些实施方式中,多孔膜可以是带肋的。多孔膜可以在膜的一面或两面上具有肋。肋具有约10 μm至约200 μm的高度。在一些实施方式中,多孔膜可以是无肋的。无论多孔膜是带肋的还是无肋的,多孔膜都可以由选自聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(pvc)、橡胶、合成木浆、玻璃纤维、纤维素纤维或它们的组合中的至少一种天然或合成材料制成。

10、在一些实施方式中,多孔膜可以被设置成有聚乙烯、二氧化硅和残余的或未被提取出的加工油。

11、在一些实施方式中,被多孔膜包裹的正极的一个或更多个、两个或更多个或者三个但不是四个侧边被密封。在一些实施方式中,被纤维垫包裹的负极一个或更多个、两个或更多个或者三个但不是四个侧边被密封。

12、在另一方面,描述了具有电极阵列的富液式铅酸电池,阵列被设置成有一个或多个负极和一个或多个正极,正极和负极交替排列并彼此分别相对。在此阵列中,纤维垫被至少部分地集成进负极。另外,在此实施方式中,带肋的或无肋的多孔膜包裹纤维垫被部分集成在其中的负极或相邻的正极。在一些实施方式中,纤维垫的2%至50%被集成进负极。在一些实施方式中,纤维垫的5%至25%被集成进负极。在一些实施方式中,纤维垫的5%至20%被集成进负极。在一些实施方式中,纤维垫的10%至15%被集成进负极。

13、在一些实施方式中,织造材料被至少部分地集成进负极。织造材料可以是选自可挤出的网、织造玻璃垫和碳纤维织造材料中的至少一种。

14、在一些实施方式中,非织造材料被至少部分地集成进负极。非织造材料可以由选自玻璃、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种材料形成。在非织造材料是由聚合物形成的实施方式中,可以单独使用聚合物或至少与玻璃和/或纸浆组合使用。聚合物可以是选自聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的组合中的至少一种。在一些实施方式中,除了选自玻璃、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种之外,非织造材料还可以被设置成有无机粉末。无机粉末可以是二氧化硅。在一些实施方式中,非织造材料可以是纺粘熔纺复合材料。在一些实施方式中,非织造材料是碳纤维非织造材料。

15、在一些实施方式中,多孔膜可是带肋的。多孔膜可在膜的一面或两面上具有肋。肋具有约10 μm至约200 μm的高度。在一些实施方式中,多孔膜可以是无肋的。无论多孔膜是带肋的还是无肋的,多孔膜都可以由选自聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(pvc)、橡胶、合成木浆、玻璃纤维、纤维素纤维或它们的组合中的至少一种天然或合成材料制成。在一些实施方式中,多孔膜具有聚乙烯、二氧化硅和残留的或未被提取出的加工油。

16、在一些实施方式中,包裹其中至少部分地集成进纤维垫的负极周围或相邻正极周围的多孔膜的一个或更多个、两个或更多个或者三个但不是四个边被密封。

17、在另一方面,描述了具有电极阵列的富液式铅酸电池,阵列具有一个或多个负极和一个或多个正极,正极和负极交替排列并彼此分别相对。在一些实施方式中,电极阵列的负极被在其至少一个面上有肋的多孔膜包裹,并且在被包裹的负极和包裹负极的多孔膜之间存在纤维垫。在一些优选的实施方式中,多孔膜的肋至少在多孔膜的最靠近纤维垫的一面上。多孔膜的肋,无论是存在于多孔膜的最靠近纤维垫的一面上还是在相反面上,可以具有5 μm至300 μm或25 μm至200 μm的高度。

18、在一些实施方式中,除了被多孔膜包裹以外,被包裹的负极还包裹有纤维垫。在一些实施方式中,非织造或织造材料被至少部分地集成进被包裹的负极。在一些实施方式中,非织造或织造材料存在于多孔膜的肋之间。在非织造或织造材料存在于多孔膜的肋之间的实施方式中,非织造或织造材料具有肋高度的50%至150%的厚度。

19、在一些实施方式中,织造材料存在于被包裹的负极和包裹该电极的多孔膜之间。在这样的实施例中,织造材料是选自可挤出的网、织造玻璃垫和碳纤维织造材料中的至少一种。

20、在一些实施方式中,非织造材料存在于被包裹的负极和包裹该电极的多孔膜之间。有时,非织造材料由选自玻璃、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种材料形成。在非织造材料中单独存在聚合物或聚合物与玻璃和/或纸浆结合存在或者聚合物与另一种材料结合存在的实施方式中,聚合物是选自聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的组合中的至少一种。在一些实施方式中,除了具有玻璃、纸浆、聚合物以及它们的组合中的至少一种之外,非织造材料还可以具有无机粉末。无机粉末可以是二氧化硅。在一些实施方式中,非织造材料可以是纺粘熔纺复合材料。在一些实施方式中,非织造材料是碳纤维非织造材料。

21、在本文所述的一些实施方式中,多孔膜可以在两面上均具有肋。多孔膜可以由选自聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(pvc)、橡胶、合成木浆、玻璃纤维、纤维素纤维或其组合中的至少一种天然或合成材料制成。在一些实施方式中,多孔膜具有聚乙烯、二氧化硅和残留的或未被提取的加工油。在一些实施方式中,被包裹在负极周围的多孔膜的一个或更多个、两个或更多个或者三个但不是四个边可以被密封。

22、在一些实施方式中,被包裹在负极周围的纤维垫的一个或更多个、两个或更多个或者三个但不是四个边可以被密封。

23、在另一方面,本文描述了具有一个或多个富液式铅酸电池的车辆,包括启动/停止车辆。

24、在第一示例性实施方式中,铅酸电池设有电极阵列,其具有一个或多个负极,以及在一个或多个负极之间交错的一个或更多个正极。一个或多个负极中的至少一个被纤维垫包封,而与一个或多个负极中的至少一个相邻的一个或多个正极被多孔膜包封。多孔膜可以是微孔电池隔板。

25、示例性方面,纤维垫可是非织造的、网状的、毡和/或之类的和/或它们的组合。纤维垫还可是玻璃纤维、纸浆、聚合物和/或之类的和/或它们的组合。另外,纤维垫可由聚合物以及另外的玻璃纤维、纸浆和/或之类的和/或它们的组合形成,并且聚合物可是聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺和/或之类的和/或它们的组合。纤维垫可是无机材料,比如二氧化硅。纤维垫是纺粘熔融非织造复合材料或碳纤维非织造材料和/或之类的。

26、一种示例性的多孔膜可以设置有在其至少一个表面上的一组或多组肋,或者在其两个表面上的一组或多组肋。肋可以具有约10 μm至约2.0 mm的高度。多孔膜可以是天然材料、合成材料、聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(pvc)、天然橡胶、合成橡胶、合成木浆、玻璃纤维、木质素、纤维素纤维和/或之类的和/或它们的组合中一种或多种。或者,多孔膜可以是聚乙烯、二氧化硅和加工油,其中加工油的量为多孔膜重量的约5%至多孔膜重量的约15%。

27、在特定的选定方面,多孔膜具有大于约55%、约60%、约65%的孔隙率。

28、在另一个示例性方面,示例性的铅酸电池的多孔膜可被包封在正极周围,并且被密封在正极的一边、两边和/或三边上。

29、在又一个示例性方面,示例性的铅酸电池的纤维垫可被包封在负极周围,并被密封在负极的一边、两边和/或三边。

30、在又一示例性的实施方式中,优选的铅酸电池的一个示例可以设置有电极阵列,其包括一个或多个负极,以及在一个或多个负极之间穿插的一个或多个正极。电池可进一步设置有一个或多个电极和纤维垫组件,其包括至少被部分地集成进至少一个负极中的纤维垫。多孔膜(可以是微孔膜)可以包封一个或多个电极和纤维垫组件中的一个或多个,或者可以包封与一个或多个电极和纤维垫组件相邻的一个或多个正极中的至少一个。在示例性方面,纤维垫可以以纤维垫垫厚度的约2%至约50%、垫厚度的约5%至约25%、垫厚度的约5%至约20%或垫厚度的约10%至约15%被集成进活性材料中。

31、任何示例性的纤维垫可以是非织造材料、网状物、毡和/或之类的和/或它们的组合中的一种或多种。另外,纤维垫可以是玻璃纤维、纸浆、聚合物和/或之类的和/或它们的组合中的一种或多种。进一步地,纤维垫可以由聚合物和聚合物与另外的玻璃纤维、纸浆和/或之类的和/或它们的组合一起中的一种或多种形成,并且聚合物可以是聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺和/或之类的和/或它们的组合。

32、在示例性铅酸电池的另一方面,示例性纤维垫可以是无机材料,比如二氧化硅。纤维垫可以是纺粘熔融非织造物、碳纤维非织造物和/或之类的。

33、在示例性铅酸电池的又一方面,示例性多孔膜可以在其一个或两个表面上具有一组或多组肋。一组或多组肋中的肋可以具有约10 μm至约2.0 mm的高度。

34、示例性的多孔膜可以是天然材料、合成材料、聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(pvc)、天然橡胶、合成橡胶、合成木浆、玻璃纤维、木质素、纤维素纤维和/或之类的和/或它们的组合中的至少一种。在一种特别的实施方式中,多孔膜可以是聚乙烯、二氧化硅和加工油。

35、在另一个示例性方面,示例性铅酸电池的多孔膜可以被包封在正极周围并且被密封在正极的一边、两边和/或三边上。在又一个示例性方面,示例性铅酸电池的多孔膜可以被密封在一个或多个电极和纤维垫组件的一边、两边和/或三边上。

36、在示例性的优选实施方式的进一步的选定实施方式中,铅酸电池设置有电极阵列,其为彼此交替排列的一个或多个负极和一个或多个正极。还进一步设置有多孔膜包封,以包封位于其中的一个或多个负极中的至少一个,多孔膜在其一个或多个表面上包括肋,并且纤维垫位于包封内。肋可以至少部分地在邻近纤维垫的多孔膜的表面上。肋可以具有约10 μm至约2.0 mm或约5 μm至约300 μm或约25 μm至约200 μm的高度。另外,纤维垫可以包封一个或多个负极中的至少一个。进一步地,纤维垫可以被至少部分地集成进负极中。

37、作为一种替代方案,纤维垫可以是位于肋之间的离散件,并且具有肋高度的约50%至肋高度的约150%的厚度。在本发明的选定方面,纤维垫可以位于负极和多孔膜之间。纤维垫可以是玻璃纤维、纸浆、聚合物以及它们的组合中的一种或多种。纤维垫可以由与玻璃纤维、纸浆和它们的组合中的一种或多种相结合的聚合物形成;其中聚合物可以是聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺以及它们的组合中的一种或多种。另外,纤维垫可以是无机材料,比如二氧化硅。纤维垫可以是纺粘熔融非织造复合材料或碳纤维非织造材料。

38、此外,纤维垫可以额外地具有碳组分,该碳组分或是作为垫的一部分或是在与负极相邻的层中。例如,纤维垫可以具有碳纤维、导电碳、石墨、人造石墨、活性炭、碳纸、乙炔黑、炭黑、高表面积炭黑、石墨烯、高表面积石墨烯、keitjen黑、碳纤维、碳丝、碳纳米管、开孔碳泡沫、碳垫、碳毡、碳巴基敏斯特富勒烯(巴基球,bucky balls)、水性碳悬浮液、片状石墨、氧化碳以及它们的组合。另外,纤维垫可具有成核添加剂,比如如上所述的碳或硫酸钡(baso4)。

39、在选定的实施方式中,多孔膜可在其两个表面上具有肋。另外,多孔膜可以是天然材料、合成材料、聚烯烃、酚醛树脂、聚氯乙烯(pvc)、天然橡胶、合成橡胶、合成木浆、玻璃纤维、木质素、纤维素纤维以及它们的组合中的一种或多种。具体地,多孔膜可以是聚乙烯、二氧化硅和加工油。

40、在本发明的选定方面,多孔膜可以被密封在负极的一边、负极的两边或负极的三边上。另外,纤维垫可以被密封在负极的一边、负极的两边和负极的三边上。

41、在本发明的选定实施方式中,一种系统设置有一种车辆,该车辆利用一种或多种如本文所充分描述的电池。车辆可以是汽车、卡车、摩托车、全地形车辆、摩托车、叉车、高尔夫球车、混合动力车辆、混合电动车辆、电动车辆、怠速起停(iss)车辆、电动人力车电池、电动三轮车、电动自行车、轮椅或海上船只。

42、在选定的实施方式中,如本文所充分描述的铅酸电池可以是平板电池、富液式铅酸电池、增强型富液式铅酸电池(efb)、阀控铅酸(vrla)电池、凝胶电池、吸收式玻璃垫(agm)电池、深循环电池、管状电池、逆变器电池、车辆电池、启动-照明-点火(sli)车辆电池、怠速-启停(iss)车辆电池、汽车电池、卡车电池、摩托车电池、全地形车电池、叉车电池、高尔夫球车电池、混合动力电动车辆电池、电动车辆电池、轮椅电池、电动人力车电池、电动三轮车电池、电动自行车电池或海上船只电池。

43、在选定的实施方式中,提供一种方法,其用于防止或减轻在铅酸电池、富液式铅酸电池中或者在或将要在部分充电状态下运行的富液式铅酸电池中的酸置换。该方法可以包括制造这样的电池,其具有与本文所描述的任何电池基本相同的结构。

44、如本文所描述或展示的新的或改进的系统、车辆、电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、隔板、纤维垫、电池单元、电极,和/或制造和/或使用此类电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、纤维垫、电池单元和/或电极的方法。

45、新的或改进的电池,特别是如本文所示和/或所述的铅酸电池;新的或改进的系统、车辆、电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、隔板、纤维垫、电池单元、电极,和/或制造和/或使用此类系统、车辆、电池、增强型富液式铅酸电池、深循环电池、隔板、电池隔板、增强型富液式铅酸电池隔板、深循环电池隔板、隔板、纤维垫、电池单元和/或电极的方法;具有用于铅酸电池的改进的隔板的改进的电池,和/或使用具有这种改进的隔板的这种电池的改进方法;方法、系统、处理和电池隔板,其用于在铅酸电池中延长电池寿命、减少电池故障、减少水耗、降低浮充电流、降低内阻的增加、提高润湿性、减少酸分层、改善酸扩散、保留活性材料、减轻活性材料脱落和/或改善均匀性;一种用于铅酸电池的改进的隔板,其中所述隔板包括改进的功能涂层,用于减少酸分层的改进的电池隔板,用于改善酸扩散的改进的电池隔板,用于保留活性材料的改进的铅酸电池,用于减轻活性材料脱落的改进的铅酸电池隔板,包括此类改进的隔板的改进的铅酸电池,长寿命汽车铅酸电池,改进的富液式铅酸电池和/或之类的,和/或电池,其具有减少的酸分层、改善的酸扩散、改善的活性材料保留能力和/或提高的减少活性材料脱落的能力;一种电池,其具有聚乙烯隔板和在其间设置有纤维垫的负极,和/或制造和/或使用这种电池的方法;一种电池,其具有层合在其上的多孔膜和纤维垫,其中在这种电池中,纤维垫与负极相邻,和/或制造和/或使用这种电池的方法。

46、如本文所述,示例性的隔板可用于各种应用中的铅酸电池中。这样的应用可以包括,例如:部分充电状态应用;深循环应用;汽车应用;卡车应用;摩托车应用;移动动力应用,比如叉车、高尔夫球车(也称高尔夫车)等;电动汽车应用;混合电动汽车(hev)应用;iss车辆应用;人力车应用;电动三轮车应用;电动自行车应用;船舶应用;能量收集和存储应用,比如可再生和/或可替代能量收集和存储,比如风能、太阳能等。另外,示例性的隔板可用于各种电池中。这样的示例性电池可包括,例如:富液式铅酸电池,比如增强型富液式铅酸电池;agm电池;vrla电池;平板电池;管状电池;部分充电状态电池;深循环电池;汽车电池;卡车电池;摩托车电池;移动动力电池,比如叉车电池、高尔夫球车(也称高尔夫车)电池等;电动车辆电池;混合电动车辆(hev)电池;iss车辆电池;电动人力车电池;电动三轮车电池;电动自行车电池;船用电池;能量收集和存储电池,比如可再生和/或可替代性能量收集和存储,比如风能、太阳能,等等。