被配置成用于减少增强型富液式电池酸分层的电池隔膜的制作方法

1.本发明涉及一种电池隔膜或隔膜系统，其将最小化或消除增强型富液式电池中的酸分层。


背景技术：

2.一个多世纪以来，铅酸电池一直是普遍的、低成本的可充电式储能设备。尽管能量与体积比较低，但铅酸电池可以提供高浪涌电流，这使其对起动马达、汽车、叉车、不间断电源等具有吸引力。铅酸电池的两种主要类型是富液式电池(“非密封”)和阀控式铅酸(vrla)电池(“密封”)。“增强型”富液式电池是一种改进的、更为稳固的富液式铅酸电池，如用于使用“空档-启动-停止”技术的汽车。在这项技术中，当交流发电机停止产生电流时，电池必须提供电力来维持汽车的电气系统。该技术的其他市场包括汽车再生制动和工业机会充电(industrial opportunity charging) (如电动叉车)。由于这些需求，该技术需要一种快速充电和增强循环能力的电池。目前，“启动-停止”车辆使用agm(吸收性玻璃垫)和efb (增强型富液式电池)，两者均支持延长循环寿命和快速充电能力。
3.本公开的设计可为现有的增强型富液式电池隔膜提供附加组件。电池隔膜将铅酸电池单元内的正极与负极隔开或划分开。隔膜允许以最小的电阻交换离子，同时防止正极和负极相互接触造成短路。富液式电池隔膜可由多孔基质制成，并可包含多孔无机填料，诸如二氧化硅、氧化铝、氧化锆、矿物粘土或本领域技术人员其他已知的等。富液式电池隔膜还可包含特定的添加剂，诸如减失水物质、抗氧化物质和橡胶胶乳，以及提供其他理想的特定活性材料。隔膜的大部分可由交联天然和/或合成橡胶、不同分子量的有机聚合物组成，诸如聚酯、聚砜和聚烯烃(通常分子量在300k 和12mm之间)。用于制造富液式电池隔膜的其他材料包括通常由聚酯和 /或玻璃纤维制成的湿法和干法无纺布。在某些情况下，无纺布隔膜涂有酚醛化合物，以增强抗氧化性。许多这样的隔膜具有由形式为具有开孔结构粗布(scrim)的玻璃或聚酯组成的层压材料，层压材料附接在隔膜朝向正极板的一侧。层压板或粗布阻止了橡胶或聚合物的氧化，使其免受正极氧化电位的影响，从而提高了隔膜的使用寿命。
4.增强型富液式电池，也称为efb电池，是标准湿式富液式技术的增强版。这些类型的电池不应与标准富液式或agm vrla电池混淆。efb 技术的主要优点是，当在较低的电量状态(标准的停止-启动应用)下运行时，负载的接受程度得到改善，循环耐用性得到提高。作为近似估计， efb电池可以提供多达85000次发动机起动，而标准富液式产品的起动次数为30000次。
5.在性能、耐用性和成本方面，efb电池已作为agm电池的较低级别选项引进。efb技术依靠在板材制造过程中添加多孔碳添加剂来改进现有的富液技术。agm电池具有湿式富液式电池所没有的独特设计特点。它们包括玻璃垫隔膜、重组盖技术和更高的包装压力，以提高循环寿命。 agm电池更适合满足更高规格车辆的需求，这些车辆包括以下一种或更多种技术：启动-停止、再生制动和被动助力。
6.在部分充电状态下使用的电池，诸如用于启动/停止应用的增强型富液式电池，其往往具有缩短的寿命，因为这些电池会因充电不足而发生酸分层。作为示例，且显然不限于此，所公开的酸分层问题也可以是富液式深循环电池和/或富液式深循环牵引电池的问题。富液式深循环电池可用于太阳能应用(由于太阳的不可靠性，这些电池很少获得足够的过度充电以导致气体排放，因此容易发生分层并降低寿命)。富液式深循环牵引电池(即用于电动叉车)通常需要“机会充电”。因此，这些电池在任何时候都无法获得足够的电量，因此，产生的气体极少，酸会分层。
7.通常情况下，当分层电池的电解液已经集中在电池底部，导致正极和负极板损坏时，会发生与酸分层相关的故障。电池底部的高浓度“重”酸浓度增加了正极栅腐蚀，并在负极板上产生致密、不活跃的硫酸铅区域。在这种电池故障中，负极板底部的浓硫酸化负极活性材料(nam)的密集区与顶部附近的良好的nam分离，行业称之为“潮汐线(tide-line)”。未分层的电池没有可见的潮汐线。严重酸分层的电池的板之间的电荷不均会降低cca(冷起动电流)，发动机起动缓慢。如果电池处于低电量(低于80％)、从未充满电和/或浅放电状态，通常会发生酸分层。由于交流发电机不能始终施加饱和电荷，因此，在使用抢电(power-robbing)附件的情况下短距离驾驶汽车会导致酸分层。大型豪华车尤其容易产生酸分层。让电池静置几天或摇晃电池以产生酸液湍流有助于解决问题。然而，酸分层并非总能避免的。
8.然而，对于铅酸电池技术，尤其是增强型富液式铅酸电池技术，始终需要或渴望改进。随着储能电池和起停车辆增强型富液式电池的能源需求不断增长，需要持续改进铅酸电池技术。本发明认识到需要提供铅酸电池，尤其是具有减少酸分层问题的增强型富液式铅酸电池。
9.本发明可提供新的和/或改进的富液式电池隔膜和被配置用于减少酸分层的增强型富液式电池，通过设计至少在某些方面来解决上述问题或需求。


技术实现要素：

10.因此，在一个方面，本发明包含一种电池隔膜，其被配置成用于减少增强型富液式电池中的酸分层。增强型富液式电池的电池隔膜被配置成用于最小化酸分层。电池隔膜可包括微孔膜和吸收性垫。
11.所公开的电池隔膜的一个特征是，吸收性垫可被配置成用于最小化增强型富液式电池的酸分层。
12.所公开的电池隔膜的另一个特征可以是，吸收性垫包括大于15cm的 3小时芯吸高度。在选取的实施例中，吸收性垫可包括大于25cm的3小时芯吸高度。在选取的可能的优选的实施例中，吸收性垫可包括大于35cm 的3小时芯吸高度。在选取的实施例中，吸收性垫可具有在2分钟内至少 50mm的芯吸高度。在公开的电池隔膜的选取的实施例中，吸收性垫的材料芯吸高度可为在1分钟内至少50mm。例如，当所公开的电池隔膜的吸收性垫可具有0.9m2/g的比表面积(“bet”)时，吸收性垫的材料芯吸高度可为：1分钟64mm，2分钟89mm，5分钟125mm，30分钟257mm。作为另一个示例，且显然不限于此，当所公开的电池隔膜的吸收性垫的 bet为1.3m2/g时，吸收性垫的材料芯吸高度为：1分钟55mm，2分钟 74mm，5分钟112mm，30分钟236mm。作为另一个示例，且显然不限于此，当所公开的电池隔膜的吸收性垫的bet为
0.9m2/g时，吸收性垫的材料芯吸高度为：7分钟内10cm；2小时内32cm；3小时内39cm。
13.作为另一个示例，且显然不限于此，当所公开的电池隔膜的吸收性垫的 bet为1.3m2/g时，吸收性垫的材料芯吸高度为：9分钟内10cm；2小时30cm；3小时内37cm。
14.所公开的电池隔膜的另一个特征是，吸收性垫的厚度可被配置成用于在润湿时膨胀。在选取的实施例中，吸收性垫的厚度可小于1.0mm。在其他选取的实施例中，吸收性垫的厚度可小于0.5mm。
15.所公开的电池隔膜的另一个特征是，吸收性垫可以由超细纤维制成。超细纤维可以是直径小于1微米的纤维。在选取的实施例中，至少10％的吸收性垫可以是直径小于1微米的超细纤维。在其他选取的实施例中，吸收性垫的超细纤维可包括超细玻璃纤维。在吸收性垫的选取的实施例中，吸收性垫的超细纤维仅由超细玻璃纤维组成。在其他选取的实施例中，吸收性垫的超细纤维可包括超细聚合物纤维。在吸收性垫的选取的实施例中，吸收性垫的超细纤维仅由超细聚合物纤维组成。在可能的优选的实施例中，吸收性垫的超细纤维可包括超细玻璃纤维和超细聚合物纤维的组合。在吸收性垫的选取的可能最优选的实施例中，吸收性垫的超细纤维仅由超细玻璃纤维和超细聚合物纤维的组合组成。
16.所公开的电池隔膜的另一个特征可以是微孔膜是基本上平坦的。基本上平坦的微孔膜可以没有主肋条。在选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜可具有微型肋条。基本上平坦的微孔膜的微型肋条可以有一定高度。在选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜的微型肋条的高度可为0.1mm。在其他选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜的微型肋条的高度可为0.3mm。在其他选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜的微型肋条的高度可包括 0.1mm和0.3mm的组合。在其他选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜可具有压花纹理。基本上平坦的微孔膜的压花纹理可以在微孔膜的一侧或两侧上。在选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜的压花纹理可类似于 100磨粒砂纸。
17.在公开的电池隔膜的选取的实施例中，吸收型垫可位于微孔膜的两侧上。
18.在公开的电池隔膜的其他选取的实施例中，可包括非吸收玻性玻璃垫。非吸收性玻璃垫可由非吸收性玻璃垫(如johns manville约翰
·
曼维尔b-10) 隔开并叠层。
19.在公开的电池隔膜的选取实施例中，富液式或efb电池可以是富液式汽车铅酸电池，其含有游离酸，在启动-停止操作下容易发生酸分层。富液式汽车铅酸电池未密封，富液式汽车铅酸电池被配置成允许在生产后添加水。
20.所公开的电池隔膜的一个特点是，吸收性垫在润湿时可以膨胀，从而增加其厚度。
21.在另一方面，本公开在于此处所示和/或描述的各种实施例和/或实施例的组合中包含用于增强型富液式电池的电池隔膜。
22.在另一方面，本公开包含一种增强型富液式电池，包括于此处所示和/或所述的各种实施例和/或实施例组合中所公开的电池隔膜。因此，增强型富液式电池可以包括为被配置用于增强型富液式电池的公开电池隔膜。所公开的增强型富液式电池中使用的电池隔膜可被配置成用于最小化酸分层。在所公开的增强型富液式电池中使用的电池隔膜可包括微孔膜和吸收性垫。吸收性垫可以在润湿时膨胀，从而增加其厚度。其中，电池隔膜的吸收性垫可被配置成用于最小化所公开的增强型富液式电池的酸分层。
23.所公开的具有所公开电池隔膜的增强型富液式电池的一个特征是，吸收性垫的厚度可被配置成在润湿时膨胀。在选取的实施例中，吸收性垫的厚度可小于1.0mm。在其他选
取的实施例中，吸收性垫的厚度可小于0.5 mm。
24.所公开的具有所公开电池隔膜的增强型富液式电池的另一个特征是，吸收性垫可以由超细纤维制成。超细纤维可以是直径小于1微米的纤维。在选取的实施例中，至少10％的吸收性垫可以是直径小于1微米的超细纤维。在其他选取的实施例中，吸收性垫的超细纤维可包括超细玻璃纤维。
25.在吸收性垫的选取的实施例中，吸收性垫的超细纤维仅由超细玻璃纤维组成。在其他选取的实施例中，吸收性垫的超细纤维可包括超细聚合物纤维。在吸收性垫的选取的实施例中，吸收性垫的超细纤维仅由超细聚合物纤维组成。在可以优选的实施例中，吸收性垫的超细纤维可包括超细玻璃纤维和超细聚合物纤维的组合。在吸收性垫的选取的可以是最优选的实施例中，吸收性垫的超细纤维仅由超细玻璃纤维和超细聚合物纤维的组合组成。
26.所公开的具有所公开电池隔膜的增强型富液式电池的另一个特征可以是，微孔膜是基本上平坦的。基本上平坦的微孔膜可以没有主肋。在选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜可具有微型肋条。基本上平坦的微孔膜的微型肋条可以有一定高度。在选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜的微型肋条的高度可为0.1mm。在其他选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜的微型肋条的高度可为0.3mm。在其他选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜的微型肋条的高度可包括0.1mm和0.3mm的组合。在其他选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜可具有压花纹理。基本上平坦的微孔膜的压花纹理可以在微孔膜的一侧或两侧上。在选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜的压花纹理可类似于100磨粒砂纸。
27.在所公开的具有所公开电池隔膜的增强型富液式电池的选取的实施例中，吸收性垫可位于微孔膜的两侧上。
28.在下面的详细描述及其附图中进一步解释了上述说明的发明内容，以及本发明的其他示例性目的和/或优点，以及实现这些目的和/或优点的方式。
附图说明
29.本公开将通过阅读详细说明参考附图来更好地理解，这些附图并不一定是按比例尺绘制的，其中全文中相似的附图标记表示相似的结构并指代相似的元件，其中：
30.图1用截取部分展示了增强型富液式电池，其示出了根据本发明选取的实施例的增强型富液式电池的内部组件，以便利用被配置成用于减少酸分层的公开的电池隔膜；
31.图2a示出了根据本发明选取的实施例的用于增强型富液式电池的层卷式的电池隔膜，电池隔膜具有在顶部(隔膜的正极板侧面)上的微型肋条或压花纹理，吸收性垫，和夹在电池隔膜的两侧之间的、贴附至电池隔膜的两侧的非吸收性垫；
32.图2b示出了根据本发明所选取实施例的电池隔膜的横截面，其带有微型肋条；
33.图2c示出了图2b中电池隔膜横截面的放大详细视图；
34.图3示出了用于图2a增强型富液式电池的层卷式的电池隔膜的侧视图；
35.图4示出了根据本发明所选取实施例的增强型富液式电池的横截面图，示出了增强型富液式电池循环期间的酸分层；
36.图5示出了根据本发明所选取实施例的增强型富液式电池的另一图示，示出了增强型富液式电池循环期间的酸分层以及其如何缩短电池寿命；
37.图6示出了根据本发明所选取实施例的酸分层的列表；
38.图7示出了图6中所描述的酸分层试验的手动燃烧单元(hand-burnedcell)的示意图；
39.图8示出了图6中所描述的酸分层试验的摇摆台的示意图；
40.图9示出了根据本发明所选取实施例的酸分层的列表；
41.图10示出了根据本发明所选取实施例的酸分层试验的数据表，其中隔膜包括常规的竖直肋条；
42.图11示出了根据本发明所选取实施例的酸分层试验的数据表，其中隔膜包括非常规的竖直肋条；
43.图12示出了根据本发明所选取实施例的酸分层试验的数据表，其中隔膜包括玻璃垫和粗布；以及
44.图13示出了根据本发明所选取实施例的酸分层试验的数据表，其中隔膜包括agm粗布或粘贴纸。
45.需要注意的是，所提供的附图仅用于说明目的，因此，它们既不希望也不打算将本公开限制于所示结构的任何或所有确切细节，除非它们被认为对所要求的公开至关重要。
具体实施方式
46.现在参考图1-图13，为了清楚起见，在描述本公开的示例性实施例时，使用了特定术语。然而，本公开并不打算限制于所选取的特定术语，并且应当理解，每个特定元件包括以相似方式运行以实现相似功能的所有技术等同物。然而，权利要求的实施例可以以许多不同的形式体现，并且不应被理解为限制于此处的实施例。本文提及的示例为非限制性示例，仅为其他可能示例中的示例。
47.现在参考图1，在可能的优选实施例中，本公开通过提供铅酸电池10克服了上述缺点并满足了对这种装置或方法的公认需求。铅酸电池10可以是任何尺寸或类型的铅酸电池，包括但不限于富液式或如图1所示的增强型富液式电池(“efb”)60。如图1所示，如本文所公开和公知的富液式或efb电池60可以是具有游离酸的富液式汽车铅酸电池，其在启动-停止操作下容易发生酸分层。富液式汽车铅酸电池不是密封的，或者是一种允许在生产后添加水的铅酸电池(另一方面，像阀控式铅酸“vrla”那样的密封电池是密封的，不会允许生产后添加水)。如图所示，电池10包括负极板(电极)12和正极板(电极)16，其中间夹有隔膜14。这些部件容纳在容器、箱体或壳体18内，该壳体还包括接线柱20、阀适配器和阀22以及电解液24。图中所示的正极板组件带有正极电池接头28和负极柱32。图中所示的负极板组件36带有负极电池接头34。图中所示的电解液密封圈30用于密封电解液24。还显示了网格板38。尽管示出了特定电池，但本发明添加剂可用于许多不同类型的电池或设备，包括但不限于富液式深循环电池、富液式深循环牵引电池、agm电池、密封铅酸、富液式铅酸、iss铅酸组合电池和电容器单元、其他电池类型、电容器、蓄能器等等。
48.现在参考图2-图3，本发明通过为铅酸电池10(如增强型富液式电池或efb电池60)提供电池隔膜14，解决了目前可获得的电池隔膜技术的上述限制。所提供的电池隔膜14可被配置成用于减少或最小化电池10(如efb电池60)内部电解液24的酸分层。与100％agm电池及其隔膜相比，电池隔膜14可提供成本更低的选项。此外，与agm电池及其隔膜相比，被配
置成用于减少或最小化电池10(如efb电池60)内部电解液24的酸分层的电池隔膜14可以更容易组装。
49.通常，电池隔膜14可包括微孔膜40和吸收性垫42。吸收性垫42可具有在润湿时膨胀从而增加其厚度44的能力。其中，电池隔膜14的吸收性垫42可被配置成用于最小化增强型富液式电池60的酸分层。吸收性垫的厚度44可被配置成用于在润湿时膨胀。在选取的实施例中，吸收性垫 42的厚度44可小于1.0mm。在其他可优选的实施例中，吸收性垫42的厚度44可小于0.5mm。
50.于此处定义的吸收性垫42可以是被配置成用于吸收电池10内部电解液24的垫或材料。吸收性垫42可由被配置成用于吸收电池10内部电解液24的任何材料制成。电池隔膜14的一个特点是吸收性垫42具有大于 10cm的3小时芯吸高度。在选取的实施例中，吸收性垫42可包括大于 15cm的3小时芯吸高度。在选取的可以优选的实施例中，吸收性垫42 可包括大于25cm的3小时芯吸高度。但在选取的可以最优选的实施例中，吸收性垫42可包括大于35cm的3小时芯吸高度。在选取的实施例中，吸收性垫42可在2分钟内具有至少50mm的芯吸高度。在电池隔膜14 的选取的可以优选的实施例中，吸收性垫42的材料芯吸高度可以在1分钟内为至少50mm。例如，当电池隔膜14的吸收性垫42的比表面积 (brunauer-emmett-teller以下简称“bet”)为0.9m2/g时，吸收性垫42 的材料芯吸高度为：1分钟64mm，2分钟89mm，5分钟125mm，30 分钟257mm。作为另一个示例，且显然不限于此，当电池隔膜14的吸收性垫42的bet为1.3m2/g时，吸收性垫42的材料芯吸高度为：1分钟55mm，2分钟74mm，5分钟112mm，30分钟236mm。作为另一个示例，且显然不限于此，当电池隔膜14的吸收性垫14的bet为0.9m2/g 时，吸收性垫42的材料芯吸高度为：7分钟内10cm；2小时内32cm；3 小时内39cm。作为另一个示例，且显然不限于此，当电池隔膜14的吸收性垫42的bet为1.3m2/g时，吸收性垫42的材料芯吸高度为：9分钟内 10cm；2小时30cm；3小时内37cm。bet是国际电池委员会(“bci”) 使用的行业标准，代表比表面积(brunauer-emmett-teller“bet”)理论，该理论旨在解释气体分子在固体表面上的物理吸附，并作为测量材料比表面积的重要分析技术的基础。这些观测结果通常被称为物理性吸附或物理吸附。吸收性垫42材料的芯吸高度根据bci技术手册(见bcis-03arev.dec15)第11节进行测量，该节规定了润湿和芯吸，以测量电池隔膜 14内电解液24芯吸的程度。
51.在选取的实施例中，吸收性垫42可由超细纤维46制成。超细纤维 46可以是直径小于1微米的纤维。在选取的实施例中，至少10％的吸收性垫42可以是直径小于1微米的超细纤维。超细纤维46可以是配置在吸收性垫42内部用于吸收电解质24的任何超细纤维。在选取的实施例中，吸收性垫42的超细纤维46可包括超细玻璃纤维。在吸收性垫42的选取的实施例中，吸收性垫42的超细纤维46可仅由超细玻璃纤维组成。在其他选取的实施例中，吸收性垫42的超细纤维46可包括超细聚合物纤维。在吸收性垫42的选取的实施例中，吸收性垫42的超细纤维46可仅由超细聚合物纤维组成。在可以优选的实施例中，吸收性垫42的超细纤维46 可包括超细玻璃纤维和超细聚合物纤维的组合。在吸收性垫42的选取的可以最优选的实施例中，吸收性垫42的超细纤维46可仅由超细玻璃纤维和超细聚合物纤维的组合组成。
52.电池隔膜14结合微孔膜40和吸收性垫42可提供多种不同尺寸、形状和/或配置，包括但不限于本领域铅酸电池的任何尺寸、形状和/或配置标准，包括但不限于被配置成用于
增强型富液式电池的隔膜的任何尺寸、形状和/或配置标准。所公开的配置在efb电池60中用于减少酸分层的电池隔膜14的一个特征可以是，电池隔膜14的微孔膜40可以是基本上平坦的。于此处所公开的，基本上平坦可以意味着微孔膜可以没有主肋条。然而，如图2b和2c所示，在选取的实施例中，电池隔膜14的基本上平坦的微孔膜40可具有微型肋条48。基本上平坦的微孔膜的微型肋条48 可以具有高度50。在选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜40的微型肋条48的高度50可为0.1mm；申请人指出，图2b和2c不是按比例绘制的。在可能的优选实施例中，微型肋条48可比吸收性垫42的厚度44薄得多。此外，微型肋条48可优选地成比例缩小并靠近地定位在一起，以在基本上平坦的微孔膜40上提供大量这样的微型肋条48。此外，在选取的实施例中，微孔膜40的后幅可优选为与吸收性垫42的近似厚度相同。作为示例，且显然不限于此，在可能的优选实施例中，吸收性垫42的厚度42可小于0.5mm或在约0.5mm至1.0mm之间，微孔膜40的厚度可在约0.2mm至0.25mm之间，微型肋条48的高度50可在0.1mm到0.3mm 之间，宽度大约在0.1mm到0.3mm之间。在其他选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜40的微型肋条48的高度50可以是0.3mm。在其他选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜40的微型肋条48的高度50可包括0.1 mm和0.3mm的组合。在其他选取的实施例中，如图2a最佳示出的，基本上平坦的微孔膜40可具有压花纹理52。基本上平坦的微孔膜40的压花纹理52可以位于微孔膜40的一侧或两侧上。在选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜40的压花纹理52可以类似于100磨粒砂纸等。
53.吸收性垫42可以附接在微孔膜40的任一侧。在选取的实施例中，吸收性垫42可位于微孔膜40的两侧上。然而，这将是成本最高的选项，也是最不受欢迎的选项。理想的成本/效益选项是仅将吸收性垫42放置在聚合物隔膜40的正极板侧上。
54.现在具体参考图2a和图3，在其他选取的带吸收性垫42的电池隔膜 14的实施例中，可以包括非吸收性玻璃垫54。非吸收性玻璃垫54可由吸收性垫42隔开并叠层。非吸收性玻璃垫54可以是任何非吸收性玻璃垫，包括但不限于johns manville(约翰
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曼维尔)b-10(由美国丹佛市约翰
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曼维尔公司提供)等。根据定义，任何多孔无纺布玻璃垫都可以是吸收性的 (非吸附性意味着无孔)。约翰
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曼维尔b-10示例仍然具有吸收性，但与公开的优选地吸收性垫42相比，芯吸和酸分层的减少要低得多。
55.在另一方面，本发明于此处所示和/或描述的各种实施例和/或实施例的组合中包含用于增强型富液式电池60的电池隔膜14。
56.在另一个方面，本发明采用的增强型富液式电池60包括于此处所示和/或所述的各种实施例和/或实施例组合中公开的电池隔膜14。相应地，增强型富液式电池60可包括所公开的被配置成用于减少或最小化增强型富液式电池60的酸分层的电池隔膜14。相应地，在所公开的增强型富液式电池60中使用的电池隔膜14通常可包括微孔膜40和吸收性垫42。如上所述，吸收性垫42可具有在润湿时膨胀从而增加其厚度的能力。其中， efb电池60中使用的电池隔膜14的吸收性垫42可被配置成用于最小化这种增强型富液式电池60的酸分层。
57.总之，电池隔膜14可以被配置成用于减少增强型富液式电池60的酸分层。增强型富液式电池60的电池隔膜14可被配置成用于最小化酸分层。电池隔膜14可包括微孔膜40和吸收性垫42。在选取的实施例中，吸收性垫42可包括超细纤维，其中至少10％的纤维直径小于1微米。在选取的实施例中，吸收性垫42的厚度可小于1.0mm。在可能的优选实施例中，吸收性垫42的厚度可小于0.5mm。在选取的实施例中，吸收性垫42可由超细玻璃纤维、超细聚
合物纤维、或超细玻璃和聚合物纤维的组合组成。在选取的实施例中，微孔膜40可以是平坦的(即没有常规的富液式电池隔膜的主肋条)。在选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜40可在一侧或两侧具有高度50为0.1mm的微型肋条48。在其他选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜40的一侧或两侧可具有高度50为0.3mm的微型肋条 48。在其他选取的实施例中，基本上平坦的微孔膜40的一侧或两侧可具有压花纹理52。作为示例，且显然不限于此，压花纹理52可以类似于100 磨粒的砂纸等。在选取的实施例中，吸收性垫42可位于微孔膜40的两侧上。在选取的实施例中，微孔膜40和吸收性垫42可由非吸收性玻璃垫 54(例如约翰
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曼维尔b-10)隔开并叠层成非吸收性玻璃垫54。在选取的实施例中，吸收性垫42可具有在润湿时膨胀从而增加其厚度的能力。
58.在另一方面，本公开涉及一种制造于此处所示和/或描述的任何实施例中的电池隔膜14的方法。
59.在另一方面，本公开涉及包括于此处所示和/或描述的任何实施例中的电池隔膜14的增强型富液式电池60。
60.在另一方面，本公开涉及一种制造具有于此处所示和/或描述的任何实施例中的电池隔膜14的增强型富液式电池60的方法。
61.示例
62.现在参考图4-图13，示出了被配置成用于减少或最小化电池10(如增强型富液式电池60)中的酸分层的电池隔膜14的示例，包括一种测试减少或最小化电池10(如增强型富液式电池60)中的酸分层的方法及其结果。
63.作为一个图像示例，小心地将低浓度、低密度的啤酒(例如美国“淡”啤酒)倒入高浓度、高密度的啤酒(例如帝国烈性啤酒)中，提供了一个很好的酸分层图像示例。每种啤酒都有不同的比重，所以它们处于不同的阶段，直至被强制混合。在循环过程中，铅蓄电池也会产生类似的密度差异。如图4最佳示出的，在重新充电期间，纯(1.800sg)硫酸从板中流出，当其与电池中较低sg酸接触时，硫酸立即落到电池底部。这会在电池中形成酸分层，如图4所示。
64.如图5所示，如果电池从未完全充满活跃的气体，则酸会保持分层状态，最终会损坏板并缩短电池寿命。这是启动-停止应用中的故障模式之一，因为电池在部分充电状态下运行。
65.因此，本公开考虑了是否使用增强型富液式电池的隔膜来减少酸分层。
66.采用了一种会产生酸分层的试验。在这项试验中，9个板电池在大约 40ah c/20下被手动消耗。根据eu50342-6，然后使用17.5％cct(连续循环试验)对这些电池进行测试，这通常会产生80-100sg的分层点。参见图6所示的表格。
67.参考图7，每个手动消耗的电池在移除盖子的情况下，每个箱体有3 个电池，每次试验2个箱体。
68.现在参考图8，在“摇床”上以两种模式对电池进行测试：静态和摇摆。摇摆提供正负13度。
69.如图9所示，示出了这些试验的代表性结果。静态模式产生0.087sg 的酸分层。注意，sg是在电池的顶部和底部处测量的。在这个试验中，摇摆将分层降低到0.056sg。
70.现在参考图10，示出了一系列常规的竖直肋条隔膜的数据。我们可以看到，摇摆总
是降低分层的程度，但在任何情况下它都不近似agm基准。注意，为了便于比较，所有电池都是富液式的，包括装有agm的电池。
71.现在参考图11，所示为使用3d打印机制作的7种极其不常规的肋条设计的结果。注意，尽管有独特的肋条图案，但最终结果并不显著。
72.现在参考图12，所示为另一个试验系列，其中各种玻璃垫和粗布被增加在11肋隔膜上。同样，只有轻微的变化，没有任何接近基准的变化。
73.现在参考图13，所示的一系列测试显示了使用agm粘贴纸获得的一些更令人印象深刻的结果。注意，agm与无肋pe隔膜材料一起使用时，反应最佳。还要注意的是，将sgm应用于正极和负极并不比仅在正极板上更好。
74.总之，摇摆可以有效降低酸分层的程度。然而，肋条间距或间隔和/ 或肋条的形式/设计效果不大。玻璃垫和粗布对带肋隔膜的效果稍好。但最好的结果来自于使用玻璃垫和粗布，这对无肋隔膜(基本上平坦)非常有效。
75.本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不旨在限制本发明的实施。如本文所用，术语“和/或”包括相关列出部件中的一个或更多个部件的任何和所有组合。如本文所用，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该 (the)”旨在包括复数形式以及单数形式，除非对其提出的争议另有明确指示。应进一步理解，当在本说明书中使用术语“包括(comprises)”和/ 或“包括(comprising)”时，规定了所述特征、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除添加一个或更多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、和/或它们的组。
76.除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。应当进一步理解，诸如在常用词典中定义的那些术语，应当被解释为具有与其在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，并且除非在本文中明确定义，否则不会以理想化或过于正式的意义来解释。
77.在描述本发明时，应当理解，公开了许多热增强。这些热增强中的每一种都有各自的优点，并且每一种也可以与一种或更多种、或者在某些情况下与所有其他公开技术结合使用。因此，为了清楚起见，描述将避免以不必要的方式重复各个步骤的每一可能组合。然而，阅读说明书和权利要求书时应理解，此类组合完全在发明和权利要求书的范围内。
78.然而，对于本领域技术人员来说，明显的是，本发明可以在没有具体细节的情况下实施。
79.本发明将被视为本发明的一个示例，并不打算将本发明局限于以下附图或描述所示的具体实施例。
80.本发明将不通过参考代表优选实施例的附图来描述。
81.尽管本发明已在本文中参考优选实施例及其具体示例进行了说明和描述，但对于本领域的普通技术人员来说，其他实施例和示例可以执行类似的功能和/或实现类似的结果是显然的。所有此类等效实施例和示例均符合本发明的精神和范围，因此可以预期，并打算由以下一般性描述涵盖。前述描述包括说明性实施例。在这样描述了示例性实施例之后，本领域技术人员应当注意，本公开中的内容仅为示例，并且可以在本公开的范围内进行各种其他替代、改变和修改。仅按特定顺序列出或编号方法步骤并不构成对该方法步骤顺序的任何限制。本发明所属领域的技术人员将想到许多修改和其他实施例，其受益于前述描述和相关附图中呈现的教导。尽管本文可能使用特定术语，但它们仅在一般和描述性意义
上使用，不用于限制目的。因此，本发明不限于本文所示的具体实施例，而仅限于以下权利要求。