用于怠速启停车辆的改进的隔板、电池、系统及方法
阅读：248发布：2020-10-30
专利汇可以提供用于怠速启停车辆的改进的隔板、电池、系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且根据至少 选定 的实施方案或方面，本 发明 涉及改进的独特和/或高性能的ISS铅酸 电池 隔板(如改进的ISS淹没式铅酸电池隔板)、包括这种隔板的ISS电池、生产方法和/或使用方法。优选的ISS隔板可包括负侧横贯肋和/或PIMS矿物质。根据更具体的实施方案或 实施例 ，提供PIMS矿物质(优选鱼粉、 生物 矿物质)以至少部分地替代 二 氧 化 硅 填充的铅酸电池隔板(优选聚乙烯/ 二氧化硅 隔板配方)中的二氧化硅填料组分。根据至少选定的实施方案，本发明涉及新的或改进的电池、隔板、构件和/或具有重金属去除能 力 的组合物，和/或其制造方法和/或使用方法。，下面是用于怠速启停车辆的改进的隔板、电池、系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种ISS电池隔板，具有以下性质中的至少之一：负侧横贯肋、二氧化硅与聚合物之比大于3:1、和一种或多种PIMS矿物质作为填料组分。
2.根据权利要求1所述的ISS电池隔板，具有一种或多种鱼骨或鱼粉填料。
3.根据权利要求2所述的ISS电池隔板，其中，所述隔板为二氧化硅填充的聚乙烯电池隔板，其具有的所述鱼骨或鱼粉填料替代所述二氧化硅填料的至少一部分。
4.一种淹没式铅酸电池，改进包括如权利要求1所述的ISS电池隔板。
5.一种ISS电系统，改进包括如权利要求4所述的电池。
6.一种ISS电池隔板，具有同时优化的多种隔板特性：充电接受能力、功率输出、减少的水化短路、提高的循环寿命、和减少的酸分层。
7.一种ISS铅酸电池，改进包括如权利要求6所述的隔板。
8.一种ISS车辆，改进包括如权利要求7所述的电池。
9.一种电池隔板，包括以下改进、特征、改变、改动、增强、性能、特点、外形、形状、构造、结构、部件、属性、间距、厚度、比例、共混物、混合物、配方、添加剂、试剂、涂层、层、层合体、垫、非织造物、表面、夹杂物、效果、实施方案、或实施例中的至少三项：
5)充电接受能力/功率输出--所述隔板的有助于提高充电接受能力/功率输出的特
征或改变：
a.低或较低的电阻(ER)--通过以下方法最小化隔板的ER：
i.降低背幅片(BW)厚度--将BW厚度从150至250微米范围的典型值开始减少，方式
是通过将BW厚度降低到75微米与150微米之间，然后使用负侧横贯肋加强横向刚度，ii.提高二氧化硅与聚合物之比--相对于聚合物的含量增加二氧化硅的加载量，使二氧化硅与聚合物之比在从约3.0/1.0至5.0/1.0，
iii.利用高吸油性(高表面积)二氧化硅(增加孔隙度)--包括具有通常产生高吸
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油性的高表面积(例如>200g/m)的二氧化硅，挤出过程中的成孔剂量为约70重量%至80重量%，
b.最小化气体截留--减少气体截留的机会：
i.层合体结构和改动--改动层合体结构以减少气体截留，
1.化学或等离子体处理所述层合体，改变表面能，以除掉气泡，
2.穿孔，以给气泡留出凝结并逸出层合基体的区域，
3.添加成核剂，
4.在形成期间改变所述层合体的结构，
5.对所述层合体结构添加聚合物纤维和/或成形的聚合物纤维，
6.添加润湿剂(或表面活性剂)，
7.改变所述层合体的纤维结构的取向，使得气泡不大可能附着于所述结构，
8.最小化所述结构的厚度，使得只是气泡附着的位点较少，
ii.润湿剂选择--使用较疏水的润湿剂，使用乙氧基化脂肪醇，
iii.隔板横贯肋(负侧和/或正侧)--具有小的负侧横贯肋，以帮助气泡的成核或运输，或使气体能够从板之间逸出，或减少气体截留的可能性，
iv.气体的成核--在所述隔板上具有用作气泡的成核位点的区域，以使气泡快速有效地生长到这样的程度，以至于它们从所述隔板中释出，并转移出板之间的区域，
1.外形形状(粗糙度)--在所述隔板的表面上增加纳米结构，以增加气体成核，这种纳米结构可呈棱锥、V形或柱的形式，并且可通过压延、激光烧蚀或受控的化学氧化形成，
2.添加剂--将添加剂结合到所述隔板的基体当中(或表面上)，以便在所述表面上提供它们改变表面结构或能量的区域，以促进所产生的小气泡成核达到临界体积，所述添加剂可以是碳纤维、碳纳米管、或硫酸钡，
6)水化短路(阻碍、延迟、减少、消除)--向电解质中添加硫酸钠，以阻碍水化短路，或a.同离子效应--将硫酸钠结合到隔板基体和/或层合体材料当中(如通过浸渍)，
b.重金属螯合--通过将磷灰石、羟磷灰石矿物质、磨碎的鱼粉、沸石、木质素、乳胶、或橡胶衍生物结合到所述隔板当中(或隔板表面上、层合体材料中、电解质中、电池壳体中，和/或类似目标)来螯合处于溶液中的铅离子，以抑制水化短路形成，
c.添加剂的位置--在注塑成型过程之前或之后，将添加剂加到所述隔板的基体中(优选作为部分二氧化硅的替代填料)、涂布在所述隔板上、涂布在所述层合体结构上或包含在所述层合体结构中、涂布在电池盒的容器上面，或放入电解质或层合体结构中的多孔袋或囊中，
d.降低或减少排酸--通过隔板改动，包括：
i.薄的背幅片--较低的背幅片(BW)厚度，带有增加的横贯肋(优选如上文所讨论的负侧横贯肋)、较高的孔隙度、或所述隔板较少的肋的量，
ii.锯齿状/垛形肋--使用锯齿状或垛形肋设计，以从所述肋中消除其质量，
7)提高循环寿命--通过对所述隔板进行如下改动：
a.层合体结构--利用层合体将正极活性物质保持在正极板栅中，
i.玻璃垫--利用在压缩厚度从0.1mm到1.0mm不等的垫中具有不同纤维长度和宽度
的玻璃垫，
ii.合成非织造物--利用非织造聚合物垫、聚酯垫，
iii.混杂--利用玻璃纤维与聚合物纤维混合的混杂垫，
b.外形选择--通过外形设计选择有助于较低的排酸量，采用具有紧密的肋间距与较短的肋高度、较窄的肋、或垛形肋的外形，
c.聚天冬氨酸--在注塑成型过程之前或之后，将聚天冬氨酸直接添加到所述隔板的基体中、或涂布在所述隔板上、涂布在所述层合体结构上或包含在所述层合体结构中、涂布在电池盒的容器上面，放入电解质或层合体结构中的多孔袋或囊中，
d.压缩--使用可压缩的柔性或弹性肋结构，以提高循环寿命，如I型的肋外形，
8)酸分层--在一定程度上对所述电池进行过充电,促进水的电解,或
a.外形选择--结合水平肋，横贯在所述隔板的表面上，
b.层合体结构--增加附接于聚乙烯隔板的层合体结构，在横贯材料和穿过材料以特定的模式对准纤维，对聚乙烯隔板的正侧面和负侧面增加层合体结构，
c.表面积--增大隔板结构的表面积，减小所述层合体结构的纤维直径，或通过二氧化硅的类型或浓度增加所述隔板的内表面，增加孔隙度，具有横贯肋，
d.酸固定化--通过具有倾向于将酸保持在定位的横贯肋、在所述层合体和/或隔板表面上增加二氧化硅层或在所述层合体中添加二氧化硅以"胶凝"所述酸、或利用Daramic AJS技术，将所述酸固定化，
e.聚乙烯/吸收性玻璃垫混杂体--将平PE隔板膜结合到AGM隔板当中或结合到其一
侧上，和
f.其它层合体混杂体--与平PE隔板膜结合使用其它的层合体系统，无论其是非织造物或其它玻璃垫,以制造可接受的隔板。
10.根据权利要求9所述的隔板，具有负侧横贯肋。
11.一种铅酸电池，改进包括如权利要求10所述的隔板。
12.一种电池隔板，如深度循环、ISS或微混合动力隔板，包括以下特征中的至少两项：
有助于最小化酸分层、占据的体积比传统隔板小大约15%、具有负侧横贯肋、在水平方向上具有许多小的微型肋、具有将阻碍酸梯度产生的机械屏障、具有数百个微型阻挡物以保持较重的酸不向下流动、具有在所述电极的横贯表面上均匀地产生数百个酸微池的数百个微型阻挡物、以及在微混合动力电池中提高功率输出并减少酸分层。
13.一种制备二氧化硅填充的电池隔板的方法，改进包括：以至少一种PIMS矿物质替代所述二氧化硅填料的至少一部分。
14.一种铅酸电池，改进包括以下中的至少一项：隔板、构件或具有重金属去除能力利用至少一种PIMS矿物质的组合物；电池壳体、电池部件、多孔袋、层合体、非织造物、垫、纸、涂层、表面、内模(in--mold)、填料、电极、电极配方、电解质、聚合物组合物、或具有重金属去除能力利用至少一种PIMS矿物质的树脂组合物；具有重金属去除能力利用至少一种PIMS矿物质作为其中的至少一种填料组分的聚合物或树脂组合物；二氧化硅填充的微孔铅酸电池隔板，其具有提供的至少一种PIMS矿物质以至少部分地替代其中的二氧化硅填料；二氧化硅填充的微孔聚乙烯铅酸电池隔板，其具有提供的磨碎的鱼粉，以至少部分地替代其中的二氧化硅填料；或它们的组合。
用于怠速启停车辆的改进的隔板、电池、系统及方法
[0001] 相关申请的横向引用
[0002] 本申请要求Whear等人于2010年9月22日提交的美国临时专利申请No.61/385,285和Whear等人于2011年9月9日提交的美国临时专利申请No.61/532,598的优先权及权益，上述各申请文件的内容据此以引用的方式全文并入本文。
技术领域
[0003] 根据至少选定的实施方案，本发明涉及新的或改进的电池隔板、电池、系统、构件、组合物和/或制造方法和/或使用方法。根据至少选定的实施方案、实施例或方面，本发明涉及新改进的独特和/或复合性能的电池隔板、铅酸电池隔板、淹没式铅酸电池隔板、增强淹没式铅酸电池隔板、ISS或微混合动力电池隔板、ISS淹没式铅酸电池隔板、ISS增强淹没式铅酸电池隔板、包括这种隔板的电池、包括这种电池或隔板的系统或车辆和/或生产方法和/或使用方法。
背景技术
[0004] 为了减少燃料消耗和尾气排放的产生，汽车制造商已经实施了不同程度的电动混。(参见图1)一种形式的混合电动车辆(HEV)通常被称为"微HEV"。在这种微HEV或概念中，汽车具有怠速停止/启动(ISS)功能和通常的再生制动。为了保持降低成本，许多汽车制造商正在考虑淹没式铅酸电池以满足与ISS功能有关的电气功能。由于与这种电池有关的功能往往不同于标准的汽车应用，如启动照明和点火(SLI)电池，因此，这可导致ISS电池隔板(及ISS电池)的不同功能或优选性能。
[0005] ISS淹没式铅酸电池将以大约50%至80%的部分荷电状态(PSoC)工作，这与通常以100%充电状态工作的典型SLI电池不同。随着再生制动和频繁的重新启动，电池将经历浅充电和再充电循环。根据电气系统设计的情况，ISS电池可不通常进入过充电状态，并因此可能不产生可对酸混合有用的氧气和氢气。
[0007] 有或没有再生制动的微HEV及ISS的出现对电池和电池隔板设定了新的要求。因此，需要开发新的或改进的电池隔板、电池、系统、构件、组合物和/或制造方法和/或使用方法；新改进的独特和/或复合性能的电池隔板、铅酸电池隔板、淹没式铅酸电池隔板、增强淹没式铅酸电池隔板、ISS或微混合动力电池隔板、ISS淹没式铅酸电池隔板、ISS增强淹没式铅酸电池隔板、包括这种隔板的电池、包括这种电池或隔板的系统或车辆和/或生产方法和/或使用方法；等等。
[0008] 已知一组无机(矿物质)化合物能有效地结合诸如铅、镉、铁、锌和铜的重金属。矿物质结合重金属的机制被称为"磷酸盐诱导的金属稳定化"(PIMS)，并且被广泛用于被重金属污染的土壤和水的环境整治。在环境整治应用中，使大量对有毒金属具有PIMS亲和力的矿物质与被污染的土壤混合或包含在壳体内，被污染的水借此可灌注通过大块PIMS矿物质饼以减少重金属污染。
[0009] 铅酸(或铅钙)电池行业内的一种常见的故障模式是"水化短路"现象。当将电池长时间保持在极低酸浓度(低荷电)下时，通常在电池中形成这种类型的短路。在充电3
状态中，酸密度高(例如,1.28g/cm)，硫酸铅的溶解度低。在低荷电状态下，酸密度降低，硫酸铅的溶解度提高。在低荷电状态下，来自电极板的硫酸铅(PbSO4)进入电解质溶液(硫酸H2SO4)。经再充电，硫酸铅沉淀并可在许多隔板孔的底部上形成层(与铅和硫酸根的离子半径相比，隔板孔大)。经电池的另外再充电和与电池的负电极接触，沉淀的硫酸铅可被还原成铅，并可在电极之间产生数千处微短路(水化短路和电池故障)。
状态中，酸密度高(例如,1.28g/cm)，硫酸铅的溶解度低。在低荷电状态下，酸密度降低，硫酸铅的溶解度提高。在低荷电状态下，来自电极板的硫酸铅(PbSO4)进入电解质溶液(硫酸H2SO4)。经再充电，硫酸铅沉淀并可在许多隔板孔的底部上形成层(与铅和硫酸根的离子半径相比，隔板孔大)。经电池的另外再充电和与电池的负电极接触，沉淀的硫酸铅可被还原成铅，并可在电极之间产生数千处微短路(水化短路和电池故障)。
[0010] 通常情况下，当电池遭遇缓慢放电时发生这种"水化短路"现象，如在长时间储存而没有充电维护的情况下。防止水化短路的常规方法包括在电池制造过程中向电解质溶液中添加硫酸钠(Na2SO4)。这种方法需要另外的制造步骤，向电解质中添加硫酸钠，增加了电池加工的复杂性。硫酸钠添加的作用是通过同离子效应"阻碍"水化短路，但并没有触及根本原因(可溶性铅的产生)。
[0011] 因此，需要开发新的或改进的电池隔板等，用于特定的电池应用、特定的用途和/或用于处理、减少或消除铅酸电池中的"水化短路"现象。
发明内容
[0012] 根据至少选定的实施方案，本发明解决、提供或涉及对于以下各项的上述需求：新的或改进的电池隔板、电池、系统、构件、组合物、和/或制造方法和/或使用方法；新改进的独特和/或复合性能的电池隔板、铅酸电池隔板、淹没式铅酸电池隔板、增强淹没式铅酸电池隔板、ISS或微混合动力电池隔板、ISS淹没式铅酸电池隔板、ISS增强淹没式铅酸电池隔板、包括这种隔板的电池、包括这种电池或隔板的系统或车辆和/或生产方法和/或使用方法；等等。
[0013] 虽然本发明优选的电池实施方案可以是ISS淹没式铅酸电池，但要理解的是，本发明的电池可以是凝胶电池、聚合物电池或其它电池、电容器、超级电容器、蓄电池、电池/电容器组合等。
[0014] 此外，虽然本发明优选的改进隔板可特别适用于ISS电池，但它们也可用于其它电池或装置。
[0015] 有或没有再生制动的微HEV及ISS的出现对电池和电池隔板设定了新的要求。(参见图2)可通过本发明的电池或隔板的至少某些实施方案解决或满足这种新的要求。
[0016] ISS淹没式铅酸电池将以大约50%至80%的部分荷电状态(PSoC)工作，这与通常以100%充电状态工作的典型SLI电池不同。随着再生制动和频繁的重新启动，电池将经历浅充电和再充电循环。根据电气系统设计的情况，ISS电池可不通常进入过充电状态，并因此可能不产生可对酸混合有用的氧气和氢气。
[0017] 根据本发明至少选定的实施方案、实施例或方面，上述新要求可优选导致对隔板、电池和/或电系统进行以下具体可能优选的改变：
[0018] 1)充电接受能力/功率输出--铅酸电池是极好的能量存储介质，但限制之一是接受快速充电的能力，特别是当电池处于高荷电状态时。在ISS应用中，这种快速充电可源于使用再生制动，其将重新获得用于车辆减速的大部分能量。出于这个原因，电池通常在较低的荷电状态下工作。电池隔板也必须有助于使电池能够接受快速充电。下面是对隔板进行的一些具体优选的改变，以帮助提高充电接受能力/功率输出。
[0020] i.降低背幅片(BW)厚度--由于BW厚度是隔板ER的主要贡献者，因此可以将其从150至250微米范围的典型值开始减少。然而当这样做时，材料可能会变得对于在典型包封机上进行的加工具有非常大的挑战性。这里建议将BW厚度降低到75微米与150微米之间，然后使用负侧横贯肋(Negative Cross Rib)加强横向刚度。(参见图5和6)
[0021] ii.提高二氧化硅与聚合物之比--在隔板中减少ER的第二种方法是相对于聚合物的含量增加二氧化硅的加载量。这种改变带来的一个可能显著的问题是，隔板的抗氧化性可能会在一定程度上受损。在标准SLI电池中，电池经受重度过充电，其中在正极板中产生氧化物质。然而，在ISS应用中，电池将不产生氧化物质，因为过充电情况将受到电系统设计的限制，因此将不要求隔板具有如典型的SLI应用中所要求的那种程度的抗氧化性。二氧化硅与聚合物之比可从3.0/1.0到5.0/1.0不等。
[0022] iii.利用高吸油性二氧化硅--减少ER的第三种方法是利用具有高表面积(例如2
>200g/m)的二氧化硅，高表面积通常产生高吸油性。采用这种类型的二氧化硅，在挤出过程中可将成孔剂的量从60重量%至65重量%增加到70%至80%，因此产生显著较高的最终孔隙度和较低的电阻。(参见图11)
>200g/m)的二氧化硅，高表面积通常产生高吸油性。采用这种类型的二氧化硅，在挤出过程中可将成孔剂的量从60重量%至65重量%增加到70%至80%，因此产生显著较高的最终孔隙度和较低的电阻。(参见图11)
[0023] b.最小化气体截留--已经认识到，由电池活性材料在充电和放电期间产生的氢气和氧气可被隔板截留，使板的一部分绝缘并使之无法参与充电和放电反应。这可最终限制电池接受充电和输出功率的能力。以下是一些用以减少气体截留机会的具体改变：
[0024] i.层合体结构--在已对ISS电池建议的一些设计中，已经将层合体结构纳入隔板，以便帮助将正极活性材料(PAM)保持在正极板中。一般来说，这些层合体往往增加电池中截留的气体量。(参见图12和13)通过改动层合体结构，预期可显著地减少气体截留。
[0025] 可能优选的改动可以是：
[0026] 1.化学或等离子体处理层合体以改变表面能以除掉气泡
[0028] 3.添加成核剂
[0029] 4.在形成期间改变层合体结构
[0031] 6.添加润湿剂
[0032] 7.改变层合体的纤维结构的取向，使得气泡不大可能附着于所述结构。
[0033] 8.最小化结构的厚度，使得只是气泡附着的位点较少。
[0034] ii.润湿剂选择--已表明对用于聚乙烯隔板上的润湿剂的选择可对气泡在电池中的保留具有显著的影响。要理解的是，具有较高疏水特性的润湿剂在这方面可显示出比倾向于亲水的润湿剂更好的性能。例如，乙氧基化脂肪醇相比取代的磺基琥珀酸盐通常是优选的。
[0035] iii.横贯肋(负侧和/或正侧)--在检查放气行为进行的测试中，已经注意到小的负侧横贯肋似乎有助于气泡的成核和/或运输到电池外部，使气体从板之间逸出，减少气体截留的可能性。
[0036] iv.气体的成核--可以对隔板做出多种改动，以便帮助在隔板上提供用作成核位点的区域，用于使气泡快速有效地生长到这样的程度，以至于它们从隔板中释出并转移出板之间的区域。
[0037] 1.形状--通过将某些纳米结构结合到聚乙烯隔板的表面上可显著增加气体成核。作为例子，这些纳米结构可呈棱锥、V形或柱的形式。它们可通过压延、激光烧蚀或受控的化学氧化形成。
[0039] 2)水化短路--当将电池长时间保持在极低酸浓度下时，在电池中形成这种类型的短路。这种现象在电池行业中是熟知的，如在电解质中使用硫酸钠作为这种现象的一种可能的补救措施。在ISS应用中，电池很少接受满充电，据信形成水化短路的危险显著高于典型的SLI电池。以下是一些显著的隔板改变，它们可有助于减少水化短路的发生：
[0040] a.同离子效应--众所周知的是，向电池电解质中添加硫酸钠将通过同离子效应抑制水化短路的形成。在本发明的变化形式中，将硫酸钠结合到隔板基体(和/或层合体)当中，使硫酸钠处于适当的位置以最有效地减少形成水化短路的机会。
[0042] c.添加剂的位置--应当指出的是，在注塑成型等过程之前或之后，可将与同离子效应或重金属螯合有关的添加剂直接添加到隔板的基体中、涂布或包含在层合体结构上或者涂布到电池盒的容器上面。
[0043] d.降低排酸--如果隔板能够排移的酸较少，则酸溶液中硫酸根离子的总量将较高，导致水化作用的迟延。换言之，这将是针对电池过放电的额外缓冲。为了实现这一点，可能优选的隔板改变可包括较低的背幅片厚度(如前面所讨论)、较高的孔隙度或隔板的较少的肋质量。
[0044] i.锯齿状/垛形肋--锯齿状或垛形肋设计可用于从肋中消除质量。这一概念详述于美国专利US7,094,498中，该专利据此以引用的方式并入。通过以这种方式改变肋设计，隔板将具有较少的排酸。
[0045] 3)提高循环寿命--为了满足电池及汽车制造商的期望，应提高典型铅酸电池的循环寿命，特别是当电池经受高温和重度循环占空时。一派观点是降低电池的荷电状态以减少过充电量及随后的正极板腐蚀。然而，按这种路线，发生水化短路的机会剧增。通过改动隔板可以消除这些潜在的问题。下面详述一些可能优选的改动。
[0046] a.层合体--在许多深度循环铅酸电池中，利用层合体将正极活性物质保持在正极板栅中。由于正极活性物质在循环操作期间自然膨胀的原因，这种结构最终会并入正极板。这允许正极活性物质保持紧密接触，并因此容量保持的时间段比其它方式的可能情况要显著地长。预计用于淹没式ISS应用的隔板将结合层合体，因为预期的占空比及环境将是苛刻的。
[0047] i.玻璃垫--在许多淹没式铅酸电池中，利用玻璃垫以帮助保持正极活性材料与正极板栅之间的紧密接触。对ISS设想的一种可能的变化形式将继续利用玻璃垫，虽然有可能在压缩厚度从0.1mm到1.0mm不等的垫中混合不同的纤维长度和宽度。
[0048] ii.合成非织造物--最近也已经利用非织造聚合物垫作为铅酸电池中的活性材料保持物质。这些材料通常由聚酯制成。(参见Polymat公开的专利申请
US2006/0141350A1，据此以引用的方式并入本文)
US2006/0141350A1，据此以引用的方式并入本文)
[0049] iii.混杂--可想而知，可将玻璃与聚合物混合的混杂体结合到混杂垫当中，其将具有玻璃固有的刚性及抗氧化性，同时具有非织造物的抗撕裂性及韧性。通过两种材料特性的结合可制备出具有用于电池的优异特性的垫。
[0050] b.外形选择--对典型的淹没式铅酸电池增加益处往往不考虑外形的选择或加肋设计。然而对于ISS应用，据信外形设计可对电池性能有较大的影响。通过外形设计可有助于实现具有较低排酸的目标。(参见图26)相反，行业内确认较紧密的肋间距有利于深度循环应用。可能需要两者之间有独特的折中。
[0051] 4)酸分层--在各种淹没式铅酸电池中，酸在电解质中的分层已成为具有重度循环要求的应用及一些完全充电中的问题。当电池反复循环但没有被完全充电或过充电时，电池中的酸可能会分离达到这样的程度，即其中在电池的顶部有水，并且在底部有浓硫酸。通常情况下，电池制造商将指定电池应被过充到一定程度，促进水的电解。在这种过充电期间产生的氢和氧将搅动电解质，将水和酸混合。如前面提到的，在ISS应用中，电池将被保持在PSoC状态，过充电以混合酸的机会不多。因此，隔板对酸混合或延缓酸分层的任何可能的益处将是关键性的。
[0052] a.外形选择--如前面提到的，外形选择将是许多特性中的关键属性。另一种益处可来自在隔板的表面上结合水平肋，其可作为对酸分层的物理屏障。可想而知这些横贯肋可采取各种各样的形式(参考上面提到的负侧横贯肋专利申请和正侧横贯肋专利)。
[0053] b.层合体结构--附接于聚乙烯隔板的层合体结构也可用于阻止酸分层。通过在材料横向和通过材料以一定的模式对准纤维，可以预想玻璃垫可有助于保持酸不发生分层。
[0054] c.表面积--也可以通过增大隔板结构的表面积来实现最小化酸分层。这可通过首先减小层合体结构的纤维直径或其次通过二氧化硅的类型或浓度增加隔板的内表面来实现。
[0055] 5)VRLA--还认识到，阀控铅酸(VRLA)电池可在汽车ISS应用的市场中占有一席之地。在这种类型的构造中，电解质被吸收和保持在隔板的基体中。此中的主流技术是使用吸收性玻璃垫(AGM)隔板或凝胶化电解质，通常以二氧化硅为粘结剂。下面在一些细节方面回顾VRLA技术的一些新方法。
[0056] a.酸胶冻化隔板--酸胶冻化隔板(AJS)是过去已经采用过的概念。通过改动隔板以结合高表面积二氧化硅，且这种二氧化硅在聚乙烯隔板中具有高装载量，已生产出新的或改进的产品，所述产品允许隔板吸收足够的酸而使之能够成为用于VRLA设计的可行性隔板。这种Daramic AJS产品可使制造商能够利用标准的淹没式电池构造设备和技术生产VRLA产品。AJS隔板在改进循环方面将具有优异的性能，因为它与正极板紧密接触，防止了活性材料脱落。它也会防止发生酸分层问题，因为聚合物基体连同二氧化硅一起将抑制电解质的流动及分离。
[0057] b.聚乙烯/吸收性玻璃垫混杂体--在带有AGM隔板的电池中减小板间距的主要限制因素之一是AGM弥补板缺陷并防止短路发生的能力。通常情况下，在电池已经历了完整的装配和充电过程之后才会出现这些短路，这增加了这种类型产品的高成本。通过将平PE隔板膜结合到AGM隔板当中或结合到其一侧上，可以减小电池中的板间距而不增加早期寿命中的故障数。PE隔板将充当屏障，减少较小的板缺陷导致短路的可能性。
[0058] c.其它层合体混杂体--可想而知，可与平PE隔板膜结合使用其它的层合体系统(无论是非织造物或者是其它玻璃垫)以制造可接受的VRLA隔板。
[0059] 可能不仅需要本发明的铅酸蓄电池作为主电源对电动汽车供电，而且还提供新的功能，作为用于混合动力电动汽车、简易混合动力汽车和具有怠速停止和启动(ISS)功能的ISS兼容汽车的启动及恢复再生电流的电源。
[0060] 2009年10月20日提交的No.61/253,096的美国专利申请(标题为《具有横贯肋的铅酸电池隔板及其相关方法》,"LEAD ACID BATTERY SEPARATORS WITH CROSS RIBS AND RELATED METHODS")和2010年10月14日提交的No.12/904,371的待审美国专利申请(标题为《具有横贯肋的电池隔板及其相关方法》，"BATTERY SEPARATORS WITH CROSS RIBS AND RELATED METHODS")中有关于带各种构造的负侧横贯肋的隔板的完整描述和附图及方法，上述每个申请据此以引用的方式全文并入本文。
[0061] 根据至少选定的实施方案，本发明解决对新的或改进的电池隔板等的需求，用于特定的电池应用、特定的用途和/或用于解决、减少或消除铅酸电池中的"水化短路"现象。
[0062] 根据至少选定的实施方案，本发明解决、提供或涉及新的或改进的电池、隔板、构件和/或具有重金属去除能力的组合物，和/或其制造方法和/或使用方法；新的或改进的铅酸电池、铅酸电池隔板(单层或多层)、铅酸电池构件(如电池壳体、电池部件、多孔袋、层合体、涂层、表面、填料、电极配方、电解质，等等)和/或具有重金属去除能力的聚合物或树脂组合物，和/或其制造方法和/或使用方法；新的或改进的铅酸电池、铅酸电池隔板(单层或多层)、铅酸电池构件(如电池壳体、电池部件、多孔袋、层合体、涂层、表面、填料、电极配方、电解质，等等)和/或具有重金属去除能力并利用至少一种PIMS矿物质作为其中的至少一种填料组分的聚合物或树脂组合物；二氧化硅填充的铅酸电池隔板，其中提供PIMS矿物质(优选磨碎的鱼粉、生物矿物质)以至少部分地替代二氧化硅填充的铅酸电池隔板(优选聚乙烯/二氧化硅隔板配方)中的二氧化硅填料组分；和/或类似情况。
[0063] 根据至少选定的实施方案，本发明解决、提供或涉及新的或改进的电池、隔板、构件(如电池壳体、电池部件、多孔袋、层合体、涂层、表面、填料、电化学活性电极配方、电解质，等等)和/或利用具有重金属结合能力的至少一种天然或合成来源的羟磷灰石(如PIMS矿物质)的具有重金属去除能力的组合物，和/或其制造方法和/或使用方法。
[0064] 根据本发明至少选定的可能优选的实施方案，提供利用PIMS矿物质作为微孔铅酸电池隔板内的填料组分的可信的新颖概念。根据一个特别可能更优选的实施方案或实施例，提供PIMS矿物质(优选鱼粉、生物矿物质)以至少部分地替代现今二氧化硅填充的铅酸电池隔板(优选聚烯烃/二氧化硅或聚乙烯/二氧化硅/油隔板配方)中的二氧化硅填料组分。
[0065] 根据本发明选定的实施方案或方面，已经确定了多种"磷酸盐诱导的金属稳定化"(PIMS)矿物质；已经评价了其中一些的铅亲和性。与评价的其它样品相比，已显示来源于鱼骨的PIMS矿物质(如商品、实验室磨碎的鱼粉)对铅离子的亲和力最大。经由试验性操作将鱼骨粉挤压成若干加载浓度下的典型铅酸电池隔板形式。评价所得到的结合PIMS的隔板的铅去除效率；隔板显示出在酸性溶液中的铅浓度大幅度减少。例如，显示出约17%至100%的%Pb减少。根据至少某些实施方案，优选添加鱼骨粉替代一部分二氧化硅填料，替代水平为二氧化硅的约1%至20%，更优选为约2%至10%，最优选为约2%至5%。根据至少其它某些实施方案，优选添加磨碎的鱼骨粉(磨碎的鱼粉)替代一部分二氧化硅填料，替代水平为二氧化硅的约1%至50%或更多，更优选为约5%至30%，最优选为约10%至20%。
[0066] 据信这是生物矿物质在电池隔板、在挤出型聚烯烃聚合物树脂以及在多孔聚合物薄膜或膜中的首次商业用途。
[0067] 根据至少选定的实施方案，通过在铅酸电池隔板中结合PIMS矿物质，优选结合来源于鱼骨的PIMS矿物质来实现铅的减少。
[0068] 本发明描述具有化学活性特性的新型或改进的微孔膜基材。多种化学活性或反应性的矿物质填料可用于以及适合于隔板挤出和萃取过程。可以低成本和理想的纯度得到这些矿物质，并且在鱼骨的情况下，它们是可从多种渠道获得的工业副产品。优点包括原材料成本低，以及精简涉及硫酸钠的现有电池生产工艺。
[0069] 本发明的优选隔板是微孔材料的(例如，孔小于1微米)。然而，也考虑其它材料，如多孔或大孔材料。例如，大孔隔板(例如，孔大于1微米)包括由橡胶、PVC、合成木浆(SWP)、玻璃纤维、纤维素纤维、聚丙烯以及它们的组合制成的隔板。
[0070] 根据至少选定的实施方案，本发明涉及其它构件和/或具有重金属去除能力的组合物和/或其制造方法和/或使用方法。根据至少某些可能优选的实施方案，本发明涉及新的或改进的铅酸电池构件(如电池壳体、电池部件、多孔袋、层合体、涂层、表面、填料、电极、电解质，等等)和/或具有重金属去除能力的聚合物或树脂组合物，和/或其制造方法和/或使用方法。根据至少可能更优选的特定实施方案，本发明涉及这种新的或改进的铅酸电池构件(如电池壳体、电池部件、多孔袋、层合体、涂层、表面、填料、电极、电极配方、电解质，等等)和/或利用至少一种PIMS矿物质作为其中的至少一种填料组分的聚合物或树脂组合物。根据至少一个特定的实施方案，提供PIMS矿物质(优选磨碎的鱼粉、生物矿物质)以至少部分地替代二氧化硅填充的聚合物组合物(如聚烯烃/二氧化硅组合物，例如，在适合狭缝模挤出的聚乙烯/二氧化硅/油配方中)中的二氧化硅填料组分。
[0071] 根据至少某些其它实施方案或实施例，本发明涉及新的或改进的电池、隔板、构件和/或具有铅去除、粘结、结合、吸收、保持和/或清除能力的组合物，和/或其制造方法和/或使用方法。
[0072] 根据本发明至少选定的目标，提供新的或改进的电池、隔板、构件和/或具有重金属去除能力的组合物，和/或其制造方法和/或使用方法；新的或改进的铅酸电池、铅酸电池隔板(单层或多层)、铅酸电池构件(如电池壳体、电池部件、多孔袋、层合体、涂层、表面、填料、电极、电解质，等等)和/或具有重金属去除能力的聚合物或树脂组合物，和/或其制造方法和/或使用方法；新的或改进的铅酸电池、铅酸电池隔板(单层或多层)、铅酸电池构件(如电池壳体、电池部件、多孔袋、层合体、涂层、表面、填料、电极、电极配方、电解质，等等)和/或具有重金属去除能力且利用具有重金属结合能力的至少一种天然和/或合成来源的羟磷灰石、优选具有至少一种PIMS矿物质作为其中的至少一种填料组分的聚合物或树脂组合物；特定的微孔铅酸电池隔板实施方案，其中提供PIMS矿物质(优选鱼粉、生物矿物质)以至少部分地替代二氧化硅填充的铅酸电池隔板(优选聚乙烯/二氧化硅隔板配方)中的二氧化硅填料组分；电池隔板，涉及电池隔板的制造方法，涉及电池隔板的使用方法，涉及改进的电池隔板和/或涉及用于铅酸电池的改进的隔板或层合体；和/或类似物。
附图说明
[0073] 图纸1至33分别是幻灯片、图解、文字、图表和/或图像，并且完整地构成本申请的一部分，且依赖于它们全部的显示和公开内容。例如，图5、26、27和32示出可能优选的隔板实施方案。
[0074] 发明详述
[0075] 根据本发明至少选定的实施方案、实施例或目标，提供新的或改进的电池隔板、电池、系统、构件、组合物和/或制造方法和/或使用方法；新改进的独特和/或复合性能的电池隔板、铅酸电池隔板、淹没式铅酸电池隔板、增强淹没式铅酸电池隔板、ISS或微混合动力电池隔板、ISS淹没式铅酸电池隔板、ISS增强淹没式铅酸电池隔板、包括这种隔板的电池、包括这种电池或隔板的系统或车辆和/或生产方法；和/或使用方法；和/或类似物。
[0076] 根据本发明至少选定的实施方案、实施例、方面或目标，优选的隔板、电池和/或电系统优选包括以下可能优选的改进、特征、变化、改动、增强、性能、特点、外形、形状、构造、结构、部件、属性、间距、厚度、比例、共混物、混合物、配方、添加剂、试剂、涂层、层、层合体、垫、非织造物、表面、夹杂物、效果、实施方案、实施例、组合、子组合，等等中的一项或多项，更优选包括两项或更多项，可能最优选包括三项或更多项：
[0077] 1)充电接受能力/功率输出--隔板的优选特征或改变，有助于提高充电接受能力/功率输出：
[0078] a.低或较低的电阻(ER)--为了最大化再生制动期间的充电接受能力和重新启动内燃机期间的功率输出，可能重要的是最小化隔板ER。可通过以下方法降低隔板ER：
[0079] i.降低背幅片(BW)厚度--由于BW厚度是隔板ER的主要贡献者，因此可以将其从150至250微米范围的典型值开始减少。然而当这样做时，材料可能会变得对于在典型包封机上进行的加工具有非常大的挑战性。这里建议将BW厚度降低到75微米与150微米之间，然后使用负侧横贯肋加强横向刚度。(参见图5和6)
[0080] ii.提高二氧化硅与聚合物之比--在隔板中减少ER的第二种方法是相对于聚合物的含量增加二氧化硅的加载量。这种改变带来的一个可能显著的问题是，隔板的抗氧化性可能会在一定程度上受损。在标准SLI电池中，电池经受重度过充电，其中在正极板中产生氧化物质。然而，在ISS应用中，电池将不产生氧化物质，因为过充电情况将受到电系统设计的限制，因此将不要求隔板具有如典型的SLI应用中所要求的那种程度的抗氧化性。二氧化硅与聚合物之比可从3.0/1.0到5.0/1.0不等。
[0081] iii.利用高吸油性(高表面积)二氧化硅(增加孔隙度)--减少隔板ER的第三2
种方法是利用具有高表面积(例如>200g/m)的二氧化硅，高表面积通常产生高吸油性。采用这种类型的二氧化硅，在挤出过程中可将成孔剂的量从60重量%至65重量%增加到70%至80%，因此产生显著较高的最终孔隙度和较低的电阻。 。(参见图11)
种方法是利用具有高表面积(例如>200g/m)的二氧化硅，高表面积通常产生高吸油性。采用这种类型的二氧化硅，在挤出过程中可将成孔剂的量从60重量%至65重量%增加到70%至80%，因此产生显著较高的最终孔隙度和较低的电阻。 。(参见图11)
[0082] b.最小化气体截留--已经认识到，由电池活性材料在充电和放电期间产生的氢气和氧气可被隔板截留，使板的一部分绝缘并使之无法参与充电和放电反应。这可最终限制电池接受充电和输出功率的能力。以下是一些用以减少气体截留机会的具体改变：
[0083] i.层合体结构及改动--在已对ISS电池建议的一些设计中，已经将层合体结构纳入隔板，以便帮助将正极活性材料(PAM)保持在正极板中。一般来说，这些层合体往往增加电池中截留的气体量。(参见图12和13)通过改动层合体结构，预期可显著地减少气体截留。可能优选的改动可以是：
[0084] 1.化学或等离子体处理层合体以改变表面能以除掉气泡。
[0085] 2.穿孔，以给气泡留出凝结并逸出层合基体的区域。
[0086] 3.添加成核剂。
[0087] 4.在形成期间改变层合体结构。
[0088] 5.对层合体结构添加聚合物纤维和/或成形聚合物纤维。
[0089] 6.添加润湿剂(表面活性剂)。
[0090] 7.改变层合体的纤维结构的取向，使得气泡不大可能附着于所述结构。
[0091] 8.最小化结构的厚度，使得只是气泡附着的位点较少。
[0092] ii.润湿剂选择--已表明对用于聚乙烯隔板上的润湿剂的选择可对气泡在电池中的保留具有显著的影响。要理解的是，具有较高疏水特性的润湿剂在这方面可显示出比倾向于亲水的润湿剂更好的性能。例如，乙氧基化脂肪醇相比取代的磺基琥珀酸盐通常是优选的。
[0093] iii.隔板横贯肋(负侧和/或正侧)--在检查放气行为进行的测试中，已经注意到小的负侧横贯肋似乎有助于气泡的成核和/或运输到电池外部，使气体从板之间逸出，减少气体截留的可能性。
[0094] iv.气体的成核--可以对隔板做出多种改动，以便帮助在隔板上提供用作气泡的成核位点的区域，用于使气泡快速有效地生长到这样的程度，以至于它们从隔板中释出并转移出板之间的区域。
[0095] 1.外形形状(粗糙度)--通过将某些纳米结构结合到聚乙烯隔板的表面上可显著增加气体成核。作为例子，这些纳米结构可呈棱锥、V形或柱的形式。它们可通过压延、激光烧蚀或受控的化学氧化形成。
[0096] 2.添加剂--可将添加剂结合到隔板的基体当中(或表面上)，以便在表面上提供它们改变表面结构或能量的区域。这些改变将促进所产生的小气泡成核达到临界体积。这些添加剂的例子有碳纤维、碳纳米管或硫酸钡。
[0097] 2)水化短路(阻碍、延迟、减少、消除)--当将电池长时间保持在极低酸浓度下时，在电池中形成这种类型的短路。这种现象在电池行业中是熟知的，如对电解质添加硫酸钠以阻碍水化短路。在ISS应用中，电池很少接受满充电，据信形成水化短路的危险显著高于典型的SLI电池。以下是一些显著的新颖隔板改变，它们可有助于减少水化短路的发生：
[0098] a.同离子效应--众所周知的是，向电池电解质中添加硫酸钠将通过同离子效应抑制水化短路的形成。在本发明的变化形式中，将硫酸钠结合到隔板基体和/或层合体材料当中(如通过浸渍)，使硫酸钠处于适当的位置以最有效地减少形成水化短路的机会。
[0099] b.重金属螯合--通过不可逆地吸附及螯合处于溶液中的铅离子，可以将某些添加剂结合到隔板当中(或隔板表面上、层合体材料中、电解质中、电池壳体中，等等)以抑制水化短路形成。可用于此的材料的例子包括磷灰石、羟磷灰石矿物质、磨碎的鱼粉、沸石、木质素、乳胶和橡胶衍生物。
[0100] c.添加剂的位置--应当指出的是，在注塑成型过程之前或之后，可将与同离子效应或重金属螯合有关的添加剂直接添加到隔板的基体中(优选作为部分二氧化硅的替代填料)、涂布在隔板上、涂布在层合体结构上或包含在层合体结构中、涂布在电池盒的容器上面，放入电解质或层合体结构中的多孔袋或囊中，等等。
[0101] d.降低或减少排酸--如果隔板能够排移的酸较少，则酸溶液中硫酸根离子的总量将较高，导致水化作用的迟延。换言之，这将是针对电池过放电的额外缓冲。为了实现这一点，可能优选的隔板改动可包括：
[0102] i.薄的背幅片--较低的背幅片(BW)厚度，带有增加的横贯肋(优选上文所讨论的负侧横贯肋)、较高的孔隙度和/或隔板较少的肋质量。
[0103] ii.锯齿状/垛形肋--锯齿状或垛形肋设计可用于从肋中消除质量。这一概念详述于美国专利US7,094,498中，该专利据此以引用的方式并入。通过以这种方式改变肋设计，隔板将具有较少的排酸。
[0104] 3)提高循环寿命--为了满足电池及汽车制造商的期望，应提高典型铅酸电池的循环寿命，特别是当电池经受高温和重度循环占空时。一派观点是降低电池的荷电状态以减少过充电量及随后的正极板腐蚀。然而，按这种路线，发生水化短路的机会剧增。通过改动隔板可以消除这些潜在的问题。下面详述一些可能优选的改动。
[0105] a.层合体结构--在许多深度循环铅酸电池中，利用层合体将正极活性物质保持在正极板栅中。由于正极活性物质在循环操作期间自然膨胀的原因，这种结构最终会并入正极板。这允许正极活性物质保持紧密接触，并因此容量保持的时间段比其它方式的可能情况要显著地长。预计用于淹没式ISS应用的隔板将结合层合体，因为预期的占空比及环境将是苛刻的。
[0106] i.玻璃垫--在许多淹没式铅酸电池中，利用玻璃垫以帮助保持正极活性材料与正极板栅之间的紧密接触。对ISS设想的一种可能优选的变化形式将继续利用玻璃垫，虽然有可能在压缩厚度从0.1mm到1.0mm不等的垫中混合不同的纤维长度和宽度。优选用于淹没式ISS应用的新的或改进的隔板将结合这种层合体。
[0107] ii.合成非织造物--最近也已经利用非织造聚合物垫作为铅酸电池中的活性材料保持物质。这些材料通常由聚酯制成。(参见Polymat公开的专利申请
US2006/0141350A1，据此以引用的方式并入本文)优选用于淹没式ISS应用的新的或改进的隔板将结合这种层合体。
US2006/0141350A1，据此以引用的方式并入本文)优选用于淹没式ISS应用的新的或改进的隔板将结合这种层合体。
[0108] iii.混杂--可想而知，可将玻璃与聚合物混合的混杂体结合到混杂垫当中，其将具有玻璃固有的刚性及抗氧化性，同时具有非织造物的抗撕裂性及韧性。通过两种材料特性的结合可制备出具有用于电池的优异特性的垫。优选用于淹没式ISS应用的新的或改进的隔板将结合这种层合体。
[0109] b.外形选择--对典型的淹没式铅酸电池增加益处往往不考虑外形的选择或加肋设计。然而对于ISS应用，据信外形设计可对电池性能有较大的影响。通过外形设计可有助于实现具有较低排酸的目标。相反，行业内确认较紧密的肋间距有利于深度循环应用。可能需要两者之间有独特的折中。例如，新的或改进的外形具有紧密的肋间距与较短的肋高度、较窄的肋、垛形肋等。
[0110] c.聚天冬氨酸--聚天冬氨酸延缓晶体形成。根据本发明，在注塑成型过程之前或之后，可将聚天冬氨酸直接添加到隔板的基体中(这种整体方法是优选的)、涂布在隔板上、涂布在层合体结构上或包含在层合体结构中、涂布在电池盒的容器上面，放入电解质或层合体结构中的多孔袋或囊中，和/或类似情况。
[0111] d.压缩--可压缩的柔性和/或弹性肋结构可提高循环寿命。例如，I型肋外形可提供所需的压缩。
[0112] 4)酸分层--在各种淹没式铅酸电池中，酸在电解质中的分层已成为具有重度循环要求的应用及一些完全充电中的问题。当电池反复循环但没有被完全充电或过充电时，电池中的酸可能会分离达到这样的程度，即其中在电池的顶部有水，并且在底部有浓硫酸。通常情况下，电池制造商将指定电池应被过充到一定程度，促进水的电解。在这种过充电期间产生的氢和氧将搅动电解质，将水和酸混合。如前面提到的，在ISS应用中，电池将被保持在PSoC状态，过充电以混合酸的机会不多。因此，隔板对酸混合或延缓酸分层的任何可能的益处将是关键性的。
[0113] a.外形选择--如前面提到的，外形选择可能是许多特性中的关键属性。另一种益处可来自在隔板的表面上结合水平肋，其可作为对酸分层的物理屏障。可想而知这些横贯肋可采取各种各样的形式(参考上面提到的负侧横贯肋专利申请和正侧横贯肋专利)。
[0114] b.层合体结构--附接于聚乙烯隔板的层合体结构也可用于阻止酸分层。通过在材料横向和通过材料以一定的模式对准纤维，可以预想玻璃垫可有助于保持酸不发生分层。此外，对聚乙烯隔板的正侧面及负侧面增加层合体结构也可有助于减少酸分层。
[0115] c.表面积--也可以通过增大隔板结构的表面积来实现最小化酸分层。这可通过首先减小层合体结构的纤维直径或其次通过二氧化硅的类型或浓度增加隔板的内表面、增加孔隙度、具有横贯肋等方式来实现。
[0116] d.酸固定化--也可以通过将酸固定化来实现最小化酸分层。这可以通过例如以下的方式来实现：具有倾向于将酸保持在适当位置的横贯肋(参见图26)，在层合体和/或隔板表面上增加二氧化硅层或在层合体中添加二氧化硅以"胶凝"酸并将其固定化，利用Daramic AJS技术，等等。
[0117] 5)VRLA--还认识到，阀控铅酸(VRLA)电池可在汽车ISS应用的市场中占有一席之地。在这种类型的构造中，电解质被吸收和保持在隔板的基体中。此中的主流技术是使用吸收性玻璃垫(AGM)隔板或凝胶化电解质，通常以二氧化硅为粘结剂。下面在一些细节方面回顾VRLA技术的一些新方法。
[0118] a.酸胶冻化隔板--酸胶冻化隔板(AJS)是过去已经采用过的概念。通过改动隔板以结合高表面积二氧化硅，且这种二氧化硅在聚乙烯隔板中具有高装载量，已生产出新的或改进的产品，所述产品允许隔板吸收足够的酸而使之能够成为用于VRLA设计的可行性隔板。这种新的Daramic AJS隔板可使制造商能够利用标准的淹没式电池构造设备和技术生产VRLA产品。Daramic AJS隔板在改进循环方面将具有优异的性能，因为它与正极板紧密接触，防止了活性材料脱落。它也会防止发生酸分层问题，因为聚合物基体连同二氧化硅一起将抑制电解质的流动及分离。
[0119] b.聚乙烯/吸收性玻璃垫混杂体--在带有AGM隔板的电池中减小板间距的主要限制因素之一是AGM弥补板缺陷并防止短路发生的能力。通常情况下，在电池已经历了完整的装配和充电过程之后才会出现这些短路，这增加了这种类型产品的高成本。通过将平PE隔板膜结合到AGM隔板当中或结合到其一侧上，可以减小电池中的板间距而不增加早期寿命中的故障数。PE隔板将充当屏障，减少较小的板缺陷导致短路的可能性。
[0120] c.其它层合体混杂体--可想而知，可与平PE隔板膜结合使用其它的层合体系统以制造可接受的VRLA隔板。
[0121] 可能不仅需要本发明的铅酸蓄电池作为主电源对电动汽车供电，而且还提供新的功能，作为用于混合动力电动汽车、简易混合动力汽车和具有怠速停止和启动(ISS)功能的ISS兼容汽车的启动及恢复再生电流的电源。
[0122] 2009年10月20日提交的No.61/253,096的美国专利申请(标题为《具有横贯肋的铅酸电池隔板及其相关方法》,"LEAD ACID BATTERY SEPARATORS WITH CROSS RIBS AND RELATED METHODS")和2010年10月14日提交的No.12/904,371的待审美国专利申请(标题为《具有横贯肋的电池隔板及其相关方法》,"BATTERY SEPARATORS WITH CROSS RIBS AND RELATED METHODS")中有关于带各种构造的负侧横贯肋的隔板的完整描述和附图及方法，上述每个申请据此以引用的方式全文并入本文。
[0123] 为保持乃至提高隔板的运行性能，我们建议用在隔板面向负电极的一侧上紧密间隔的横向肋来增加隔板的弯曲刚度。(参见图5和26)在商业包封机上用包括负侧横贯肋的Daramic 隔板进行的多项测试已显示，当与带标准平坦表面的隔板相比时，加工产率有大幅度提高。(参见图25)增加弯曲刚度导致包封机加工的改进，并且现在我们考虑具有更薄的基幅片或背幅片(BW)厚度的隔板，这样我们可预期将隔板电阻进一步减少多达25%。
[0124] 通过减少隔板厚度，我们看到对电池性能有两方面的好处。首先，隔板电阻降低了25%；其结果是电池的功率输出和充电接受能力得到提高。其次，隔板占据的体积较少，电极之间将有更多的酸。由于许多电池设计成贫电解质，因此，就电池的储电容量而言，用酸代替隔板质量只会产生益处。
[0125] 降低隔板电阻和增加电极之间的酸量还有其它考虑。现在，典型的PE隔板具有60%的孔隙度，或者按另一种方式来说，隔板体积的40%被隔板质量占据。如果我们将隔板的质量减少一半，比如到20%，电阻将按类似的比例减少，并得到80%的隔板孔隙度。为了证实我们的假设，我们已制出具有不同孔隙度的实验隔板并测量了所得到的电阻。(参见图
7)
7)
[0126] 通过利用特殊类型的二氧化硅(高表面积)，可将PE隔板制成具有非常高的孔隙度并导致电阻较低。通过将负侧横贯肋与薄BW厚度和非常高的孔隙度(新型二氧化硅)相结合，可以构造具有最终最低电阻的优选隔板。
[0127] 我们认为还有另一种方法可降低隔板的功能电阻，从而使电池性能得到改进。我们特意使用术语"功能"电阻，我们这么做是要与隔板的"测定"电阻进行比较。(参见图8和10)现在常常用在单对儿电极化学电池上施加电压的装置量化隔板电阻。在电极之间有和没有隔板的情况下测量电阻，从而量化隔板的电阻。虽然这种方法对于预测隔板对电池性能影响方面是有价值的，但我们认为缺少了重要的要素，即气体截留。
[0128] 在构造或充电事件期间，一旦电极被充电，则在正电极和负电极处分别产生氧和氢。随着电解质快速地被这些气体饱和，气泡就产生了。随着这些气泡在电解质中形成，它们将会合并，并最后上升到电解质的表面，类似于在新开啤酒杯中的二氧化碳。然而，疏散气体的过程相对缓慢，并且对电池性能的影响很大。如同啤酒杯的情况一样，这些微小的气泡附加于包括隔板表面在内的各种表面上。在气泡附着之处缺少电解质，并且这些区域成为高电阻区。因此，可将隔板的"功能"电阻描述为测定电阻，并且考虑被这些气泡遮挡的表面积的比例。
[0129] 为测量被截留的气体，制备带有标准隔板和改动隔板的电池。(参见图9)在构造和过充电后，对每个电池记录电解质水平，抽真空疏散气体；液面之差就是我们所定义的被截留的气体。为建立基线，在没有隔板的情况下测试电池；改为使用玻璃棒保持电极间隔。从这项工作中我们可以得到有关与电极相关的气体截留量的信息。正如可以从下表5中所看到的那样，当与没有隔板的电池相比时，增加标准隔板使截留的气体量增加了一倍以上。
采用改动的隔板，即带有负侧横贯肋的Daramic 我们可以将与标准隔板相关的
气体截留减少大约50%。
采用改动的隔板，即带有负侧横贯肋的Daramic 我们可以将与标准隔板相关的
气体截留减少大约50%。
[0130] 表5
[0131]
[0132] 此前，我们建议了通过增加负侧横贯肋来降低隔板电阻以提高包封机运行性能的方法，该方法使得能够加工背幅片厚度比目前现有的薄的隔板材料。最初人们可能会担心负侧横贯肋实际上会增加气体截留。重要的是这里要注意，负侧横贯肋是Daramic 隔板包括的变化之一，而Daramic 隔板比标准隔板截留的气体少。我们已经推理，负侧横贯肋图案可充当介质，用于将较小的气泡合并成较大的气泡，从而使浮力变得大于表面粘附力，并允许气体逸出比使用标准隔板时更快。
[0133] 到目前为止，我们已经示范了当与标准隔板相比时，通过两种独立的作用将电阻降低25%到50%的方法。通过我们的测试，我们还发现了将截留在隔板表面上的气体量减少40%以上的方法，该方法应产生功能隔板电阻的同等减少。通过将所有这些变化结合在一起，预期可以看到功能电阻减少到典型隔板值的50%至25%。这可以在微混合动力电池、ISS电池等中提供功率输出和充电接受能力的改进。
[0134] 我们提出过微混合动力电池是高动力汽车电池与高能深度循环电池之间的交叉。因此，让我们来花几分钟的时间考虑改进应用中所需的深度循环方面。当铅酸电池频繁或深度循环时，正极活性材料将脱落，负极活性材料将硫酸盐化，负极耳会变薄，酸有可能分层，特别是当在部分荷电状态下运行时，并且最后可能会通过隔板产生水化短路。许多设计方案正在探索解决这些情况，但让我们回顾一下与隔板相关的那些方案。如果我们能将活性材料在适当的位置保持较长的时间，那么我们就能延长电池的功能寿命。为防止活性材料的脱落，有两种选择方案：首先是可以增加隔板上的肋的数目，从而提供更多的接触点，用于将正极活性材料保持在适当的位置上；其次是对隔板增加层合体，如玻璃垫。
[0135] 层合体提供正侧支撑以防止正极活性材料的脱落。然而必须仔细地选择这些层合体，以便不增加气体截留，而气体截留的增加将增加功能电阻，并降低电池的功率输出和充电接受能力。利用先前描述的方法，我们在带有各种层合体的隔板上进行了气体截留测试。从实验室的工作中，我们首先确定了与板和隔板相关的截留气体的量，从而使得我们可以看到各种层合体的影响。从测试中我们可以看到各种层合体之间有关气体截留水平的差异极大。因此，为保持良好的充电接受能力和功率输出，同时保持良好的保护措施防止正极活性材料的脱落，我们认为有必要选择正确的层合体。(参见图12和13)
[0136] 循环与良好的电性能之间有另一个协同点。在我们早期的工作中，我们确定了用以增加电极之间的电解质的方法。这是通过降低隔板背幅片厚度、增加隔板孔隙度和减少隔板上的截留气体量实现的。一般来说，我们相信这些步骤也将会防止水化短路、酸分层的发生和负电极的硫酸盐化。因此我们相信板之间更多的酸将提高充电接受能力、功率输出并延长在微混合动力应用中使用的电池的功能寿命。
[0137] 为此，我们提出了将带来电池改进的隔板概念。为了提高电池的功率输出和充电接受能力，用以降低隔板电阻的方法包括1)用 隔板实施负侧横贯肋，允许包封薄隔板，和2)用以充分地提高隔板的孔隙度和大幅度减小电阻的方法。上述的改动也将有助于增加板之间可用的酸，并因此当电解质有限时增加电池的电容量。为了也增加板之间的酸量，我们提出了促进气体合并和疏散的方法，其将导致更好的电性能。
[0138] 为了扩展铅酸电池的功能性能，特别是在深度循环应用中，我们提出了增加肋的数目以对很可能会在重度循环期间脱落的正极活性材料提供更多的接触点。另一种防止活性材料脱落的方法是对隔板增加层合体。然而应仔细地选择这种层合体以最小化截留气体的量，并因此产生电池的最大功率输出和充电接受能力。关于通过最大程度地减少酸分层的发生或防止通过隔板的水化短路来延长循环寿命，下面有更多的描述。(参见图14)。
[0139] 我们相信，为微混合动力应用开发的这些新概念可直接应用于现有的产品，服务于当前的市场需求。例如，对于希望进一步提高工厂效率的电池制造商来说，改进的包封机运行性能将深得益处。对致力于使现有电池上等级的电池制造商来说，能减少气体截留量并因此得到改进的功率及电功能的隔板改动是有益的。
[0140] 本发明可很好地适合于微孔材料(例如，小于1微米的孔)，但其也适用于其它多孔及大孔(例如，大于1微米的孔)材料，包括由橡胶、PVC、合成木浆(SWP)、玻璃纤维、纤维素纤维、聚丙烯及其组合制成的隔板。
[0141] 根据至少选定的实施方案或方面，本发明涉及改进的独特和/或高性能的ISS铅酸电池隔板(如改进的ISS淹没式铅酸电池隔板)、包括这种隔板的ISS电池、生产方法和/或使用方法。本发明的优选ISS电池隔板同时解决多种隔板特性并可包括负侧横贯肋和PIMS矿物质。
[0142] 本发明并不限于ISS淹没式铅酸电池的隔板，如聚烯烃隔板，优选填充的聚乙烯隔板，而且也适用于电容器、蓄电池、凝胶电池、聚合物电池、碳电池、电池/电容器组合、电化学电池的隔板、多孔膜、多孔薄膜、多孔层合体、涂布膜及其组合。
[0143] 根据至少选定的实施方案或方面，本发明涉及改进的独特和/或复合性能的电池隔板、铅酸电池隔板、淹没式铅酸电池隔板、增强淹没式铅酸电池隔板、ISS或微混合动力电池隔板、ISS淹没式铅酸电池隔板、ISS增强淹没式铅酸电池隔板、包括这种隔板的电池、包括这种电池或隔板的系统或车辆、生产方法和/或使用方法。
[0144] 在目前隔板技术已经解决了不连续隔板中的一两个关键特性的情况下，本发明一种可能优选的电池隔板同时解决并优化多种隔板特性。据信根据至少某些实施方案，本发明最先认识到需要同时解决多种隔板特性，最先选择特定的多种隔板特性组合，并且最先生产如下文所述的商业上可行的多特性电池隔板。
[0145] 为了减少燃料消耗和尾气排放的产生，汽车制造商已经实施了不同程度的电动混合。一种形式的混合电动车辆(HEV)通常被称为"微HEV"或"微混合动力"。在这种微HEV或概念中，汽车具有怠速停止/启动(ISS)功能和通常的再生制动。为了保持降低成本，许多汽车制造商正在考虑淹没式或增强淹没式铅酸电池(EFB)以满足与ISS功能有关的电气功能。由于与这种电池有关的功能往往不同于标准的汽车应用，如启动照明和点火(SLI)电池，因此，这可导致ISS或微混合动力电池隔板的不同功能或优选性能。
[0146] 根据至少选定的实施方案或方面，本发明涉及改进的独特和/或复合性能的电池隔板、铅酸电池隔板、淹没式铅酸电池隔板、增强淹没式铅酸电池隔板、ISS或微混合动力电池隔板、ISS淹没式铅酸电池隔板、ISS增强淹没式铅酸电池隔板、包括这种隔板的电池、包括这种电池或隔板的系统或车辆、生产方法和/或使用方法。
[0147] 虽然一种可能优选的实施方案可以是通气或淹没式铅酸电池，但要理解的是，电池可以是增强淹没式铅酸电池(EFB)、阀控式铅酸(VRLA)电池、低维护铅酸可再充电电池、吸收玻璃垫(AGM)电池、VRLAAGM电池、胶体电池(gel cell)、VRLA胶体电池、密封铅酸电池、"贫酸"设计电池、"重组"电池(在正极板放出的氧将主要与要在负极板上放出的氢再结合以产生水)、聚合物、碳铅酸或其它电池、电容器、超级电容器、蓄电池、电池/电容器组合，和/或类似物。
[0148] 此外，本发明的改进隔板可在ISS电池、ISS系统、ISS车辆中得到特殊的适用性，或者可用于其它电池或装置。
[0149] 有或没有再生制动的微HEV及ISS的出现对电池和电池隔板设定了新的要求。可通过本发明的隔板、电池、系统或方法的至少某些实施方案解决或满足这种新的要求。
[0150] ISS淹没式铅酸电池将以大约50%至80%的部分荷电状态(PSoC)工作，这与通常以100%荷电状态工作的典型SLI电池不同。随着再生制动和频繁的重新启动，电池将经历浅充电和再充电循环。根据电气系统设计的情况，ISS电池可不通常进入过充电状态，并因此产生可对酸混合有用的氧气和氢气。
[0151] 铅酸电池持续增长并拓展到新的应用领域。一种日益增长的应用领域被称为深度循环，其中对电池进行频繁和深度放电。这种应用的例子包括微混合动力车辆(例如与怠速--启动--停止相关的微混合动力车辆)、备用电源、与风或太阳能相关的可再生能源以及牵引(如用于对电动叉车、高尔夫球车等供电)。
[0152] 随着铅酸电池在这些深度循环应用中的使用，许多工作正在进行当中，特别是与在微混合动力车辆中的用途相关的工作，用以提高适用性。为此，科学家正在探索各种方案以提高导电性和活性物质的利用率，防止硫酸盐化的不利影响，最小化板栅和极耳的腐蚀，并防止活性材料脱落，这仅仅是所举的几个例子(参见图16)。尽管铅酸电池的商业化使用已经有100多年，但进展一直不曾停止。
[0153] 根据本发明的至少某些实施方案或方面，新改进的高性能和/或复合性能隔板可以给这些深度循环应用中的铅酸电池的功能拓展带来积极的影响。对于较大电池的行业，近期大部分的研究工作集中于开发用于微混合动力车辆的隔板，但我们相信，这些进展中的许多也将有利于更广泛的深度循环市场。为了提供背景，我们以在隔板设计中取得的历史性收获开始，并且完成了近期的工作或目前正在进行中的工作。
[0154] 从过去来看，并且参考图17，铅酸电池使用由木片、橡胶、烧结PVC和浸渍纤维素材料构造的隔板。作为隔板，由于多种原因，这些材料在全世界范围内都处于下行状态。参考图18和19，我们关注见于最终取代旧技术的较新隔板的一些特性：1)孔径分布，2)排酸量，3)抗氧化性，和4)焊接能力。为理解隔板孔径的重要性，我们首先应该注意，在活性材料中使用的铅粒具有1至5微米的平均直径。为了抑制铅粒通过隔板迁移并因此阻碍在电极之间形成电子传导点，注意力已经从过去的隔板材料转向具有亚微米孔的材料，如PE隔板(参见图18)。
[0155] 提出的下一点是排酸量，对此我们的意思是指被隔板占据的体积。隔板占据的体积越大，电极之间可用的酸就越少。较小的隔板体积和较多的酸通常会提高电池容量，并且往往可增加放电倍率，特别是当受限于电池中的酸体积时。较新的隔板材料比先前的材料占据的体积小，因此，它们需要有更强的耐氧化性，以便在预期寿命期间发挥作用。简而言之，允许板之间有较多酸的隔板通常背幅片的厚度较薄，因此，需要能较好地承受氧化攻击。
[0156] 过去所关注的最后一点是被形成为小袋或套的能力。往往铅酸电池的功能寿命可由于"生苔"、侧部或底部短路的原因而缩短。所谓"生苔"，我们的意思是指活性材料已脱落，并且在隔板侧部或底部周围形成导电桥，即使在有泥室存在的情况下也如此。可被制成小袋或套的隔板可大大地减少或防止这些类型的故障。
[0157] 因此到目前为止，我们一直就最基本的方面谈及隔板的功能性，就是说使正电极与负电极隔开，同时允许离子和电解质自由流动。参考图20，我们来看一看隔板更有效的功能，即抑制通常所谓的锑中毒。在电池的寿命期间，添加到正极板栅中的部分锑将会变得可溶于电解质，然后迁移并沉积在负电极的表面上。沉积出(plating out)锑将使负电极去极化，并因此在充电期间对正电极施加更大的电压负荷。在电池被充电时，沉积在负电极上的锑将在硫酸铅被转回海绵状铅之前引发水的水解。因此，充电电流的一些部分未被储存，而是浪费于由水产生氢和氧。
[0158] 为处理这种锑的问题，电池制造商已经降低了锑的浓度或者完全不用锑。然而在深度循环应用中，锑合金化有很多正面效益(参见图21)。在电池深度放电时，铅被转化成硫酸铅，后者的体积大出大约40%，因此这将导致电池中的膨胀。锑合金提高板栅的强度并防止有害的变形，并且可最终有助于在充电期间将硫酸铅转回铅。其次，已经通过经验发现，锑合金改善活性材料与板栅之间的界面。随着界面的改善，可以预期活性材料能得到更有效的利用并提高充电接受能力。使用锑的最明显的原因是要降低或延缓正极板栅的腐蚀速率。无需开展冶金科学领域中的高级讨论，锑合金是用以降低板栅腐蚀的一种典型的设计变更，特别是对于频繁放电的电池来说。
[0159] 根据本发明至少选定的实施方案或方面，电池制造商可利用与锑相关的前述优点，并且通过选择适当的隔板可以处理任何不利的影响。适当或优选的隔板为改动型新改进的和/或复合性能的PE隔板。PE隔板用于深度循环应用已有许多年，如用于动力、逆变器电池、高尔夫球车和可再生能源，甚至用于具有低水量损失的严格OEM规范的SLI应用。因此当使用锑合金时，重要的是选择适当的隔板以充分利用所述的优点并降低任何相关的不利影响。
[0160] 如前所述，最近与铅酸电池行业相关的许多科学家受到特别的关注，以期满足与ISS或微混合动力车辆相关的需求。参考图22，ISS或微混合动力应用的需求是同SLI电池相关的高功率要求与动力应用的深度循环需求之间的交叉。
[0161] 我们开始先看一下对隔板的改动，这种改动能在电池中产生更大的功率。在电池内电阻减小时，由电池可得到更大的功率。通过在电极之间提供更多的酸可以解决与扩散相关的限制问题，并且也能产生更大的功率。往往在实验室装置中的电池的外部表征隔板电阻。虽然由这种装置得到的值通常是有用的，但我们认为还差了一个重要的因素，即气体截留。(参见图23)在淹没式铅酸电池中，气体以不同的程度产生，这取决于充电电流的情况。这种气体最终将会逸出电池，但在一段时间中，它将会附着于电极和隔板表面。在气体附着之处，实际上成了离子电导的死区。我们已经发现了有效地将附着于隔板的气体量减少大约40%的方法。通过将与隔板相关的气体减少优选40%或更多，与隔板相关的功能离子电阻的显著改善可提高电池的功率性能。
[0162] 提高电池功率的另一种方法是增加电极之间的酸量。(参见图24)根据本发明的至少一个实施方案或方面，这优选是通过对隔板进行逐步改动进行的。首先，需要提高隔板的抗氧化性，使得能够减少隔板的质量而不损害主要的功能，即防止电极的电子短路。在质量减少的情况下，隔板仍必须具有允许被装配到电池当中的适当机械特性。两项这种特性是抗击穿性和弯曲刚度。一旦审慎地提高抗氧化性，同时保持适当的击穿阻力及刚度水平，则可以减少隔板质量以增加电极之间的电解质体积。在电极之间有更多酸可用的情况下，电池不太可能遇到与酸扩散相关的限制问题，从而提高功率输出。图24中的表显示现在由Daramic,LLC of Charlotte,North Carolina提供用于微混合动力电池应用的选定的标准HP与 隔板之间的比较。
[0163] 在两种隔板的比较中我们可以看到， 隔板显示出抗氧化性的大幅度提高，同时保持了可见于 HP的高击穿阻力，并且这是在质量大约少15%的情况下实
现的。隔板的质量较少也意味着 隔板的排酸较少，因此板之间有更多的酸。专注于微混合动力应用的制造商发现，当与标准的PE隔板相比时，用 隔板制
成的电池在快速放电期间具有较低的电池电阻和较高的功率输出。
现的。隔板的质量较少也意味着 隔板的排酸较少，因此板之间有更多的酸。专注于微混合动力应用的制造商发现，当与标准的PE隔板相比时，用 隔板制
成的电池在快速放电期间具有较低的电池电阻和较高的功率输出。
[0164] 与微混合动力应用相关的另一项主要挑战是延长电池的循环寿命的能力。这种应用中的电池往往在不同程度的部分充、放电状态下工作，这取决于车辆停止的持续时间以及在各放电之间没有充分的再充电的这种停止期间的电占空量。
[0165] 除了给予快速的功率提升以在各次停止之后重新启动发动机之外，在电池的预期寿命期间，电池还可能经历数以万次计的浅循环。在这些电池循环时，有机会产生酸梯度。(参见图25)在酸于电池的底部浓缩的情况下，电化学反应将更局限于电极的上部，并且这将会导致过早的容量损失。在深度循环应用中，充分的过充电将产生气泡，这种气泡将有助于混合酸并防止酸分层。然而，在电池很少(如果有)完全充电的应用(如ISS)中，应采用其它方法防止酸分层。
[0166] 要采取其它方法以防止酸分层，重要的是首先要了解其产生的机制。在对部分荷电状态的电池施加电流时，硫酸铅被转化，并且高浓度的硫酸最初形成于板表面。在这一时刻，邻近板表面将建立起硫酸的边界层。由于此酸层比本体酸的浓度高，将会有产生扩散或与本体空间中的较低浓度的酸混合的驱动力。除了扩散力外，重力也将对此边界层产生作用。遗憾的是，高浓度的硫酸可能比本体酸重10%至20%，此边界层将如同密度较大的柱，并导致酸在电池的底部浓缩。这种酸分层的倾向特别可见于其中酸未被隔板固定的在部分荷电状态下工作的淹没式电池。在VRLA电池中充电时，在电极表面产生的浓酸立即与填充电极之间的整个空间的玻璃纤维发生接触，并且交叉纤维的毛细作用提供重力的反作用力，减少酸分层的倾向。
[0167] 在引入 隔板的情况下，有我们认为有助于在淹没式铅酸电池中最小化酸分层的设计变更，并且实际上电池测试正确认有积极的结果。首要的是， 隔板比传统隔板占据的体积少大约15%。因此，电极之间将有更多的酸，这对于最大化电性能是重要的。要注意的下一项设计参数是优选的负侧横贯肋构造。(参见图26)通常情况下，隔板面向负电极的表面要么是平的，要么在垂直(或纵向)方向上具有微型肋。(参见图25)[0168] 再次参考图26，与 隔板相关的优选负侧横贯肋设计在水平(或横向)方向上具有许多小的微型肋。据信电解质在一定程度上被固定，因为在水平方向上有许多小的微型肋。(参见图26)这些负侧横贯肋提供与AGM隔板不同但在功能上与之等同的机械屏障，其将阻碍酸梯度的形成。如果愿意的话，负侧横贯肋设计产生数以百计以上的微型横向阻挡物以保持较重的酸不向下流动。
[0169] 除了防止酸分层之外，负侧横贯肋的设计在别的领域中也有帮助。在快速放电中，当要求高功率时，酸扩散进入负电极的速率往往是限制因素。因此，负侧横贯肋设计产生数百个微型阻挡物，这继而在电极的表面上均匀地产生数百个酸微池。到目前为止，我们已经提出了防止酸分层和提高功率输出的可能机制。已发现 隔板在微混合动力电池测试中提高功率输出并减少酸分层。根据进一步的测试，我们将会更好地了解各种机制并因此进一步提高隔板能在这些新应用当中增加的贡献。
[0170] 延长深度循环电池寿命的另一方面是抑制正极活性材料的脱落。为此，往往将隔板与非织造层合体(如玻璃垫)相结合。(参见图27)通常将层合体结构施加于隔板与正电极直接接触的表面上。多年来，这一直是延长深度循环电池的功能寿命的典型商业方法。然而，旧有的层合体结构降低电池的功率输出。在微混合动力电池中，应用要求我们同时提高循环能力和功率输出。
[0171] 因此，近期已开展工作以优化用于微混合动力应用的层合体结构。首先，层合体应保持机械特性以在电池的预期寿命期间防止活性材料的脱落。为满足这一要求，应该用纤维结构和抗氧化攻击的材料构造层合体。其次，层合体排酸应尽可能少，从而确保可用的酸最多。排酸尽可能少意味着该材料具有最低的基重。随着基重减少，机械特性通常也降低。因此过去和现在的挑战都是要同时优化特性。由低基重层合体造成的另一项挑战是两种材料(隔板、层合体)的结合点。将材料结合的常规技术是对隔板的肋表面及层合体施加粘合剂，但对于较薄的层合体来说，粘合剂往往会芯吸到下一层并造成加工问题。另一种结合方法是将层合体结构声焊到肋顶部，因此系统中一并无需使用粘合剂。这种方法可能只是当层合体在垫中具有足量的合成纤维时才是实用的。
[0172] 有另一项层合体标准，其本质上不很明显，但能大幅度限制电池的能量转换，这就是气体截留。任何时候当铅酸电池被过充电时，由于水的水解而形成氢和氧。在淹没式电池中，这些气体将最终逸出。然而，在一段时间中，这些气体将附着于电极、隔板的表面，并且特别是附着于结合以延长电池的循环寿命的层合体结构上。在气体被截留时，电解质被从电极之间的空间中推出，如电池中的电解质升高所示。由于气体极其绝缘，因而离子导电路径大为减少。因此，优化层合体以最小化气体截留对于使铅酸电池的功率及电容量最大化来说可能是关键的，无论是深度循环还是微混合动力应用都如此。
[0173] 参考图28的顺序回顾。在过去的100年中，铅酸电池主要以满足新应用的各种需求的渐进方式发展。为满足这些需求，包括隔板在内的构造材料已发生了变化。在这段时间中，隔板已转向合成的构造材料，如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。这些合成材料允许隔板是微孔的以便防止短路，提高抗氧化性以延长寿命，并且能够被包封以便防止侧部和底部短路。这些新型的PE隔板已经提供了增加其它功能的可能性，如将添加剂结合隔板以防止锑中毒并减少相关的水量损失。
[0174] 为满足诸如微混合动力的新的市场机遇，我们相信已经并且还将需要改变包括隔板在内的构造材料。(参见图29)微混合动力应用要求高功率以转动发动机(如见于传统的SLI电池)，以及见于深度放电电池的频繁循环。为提高功率，我们已优选对隔板进行了改变以通过使隔板的气体截留最小化而增加可用的酸并降低电阻。为延长电池寿命，我们已优选将酸固定，因此防止了酸分层的发生。接下来，我们增加层合体以将活性材料保持在适当位置。这些设计变更优选集中于同时优化层合体的三种特性：基重、机械特性和气体截留。不仅已经作出和提出了设计变更，而且也已经确认了至少某些隔板及层合体变更以改进微混合动力淹没式电池的性能。
[0175] 迎接与微混合动力应用相关的挑战可能也在目前使用铅酸电池的其它应用中有益处。例如，对隔板进行改动以最小化酸分层、减少气体截留、最大化酸量、降低电阻和延长循环寿命，这些都能直接转换到目前的电池应用当中。这些发展变化产生变革性的隔板，并且与同竞争技术相比本质上有利的成本结构相关联，使铅酸电池成为开发ISS及微混合动力市场的一个极好的选择。
[0176] 根据至少选定的实施方案，优选的新改进和/或复合性能的隔板(如深度循环或ISS或微混合动力隔板)具有在淹没式铅酸电池中有助于最小化酸分层的特性，占据的体积比传统隔板小大约15%，具有负侧横贯肋，在水平方向上具有许多小的微型肋，具有将阻碍酸梯度产生的机械屏障，具有数百个微型阻挡物以保持较重的酸不向下流动，具有数百个微型阻挡物，所述微型阻挡物在电极的表面上均匀地产生数百个酸微池，其在微混合动力电池中提高功率输出并减少酸分层，等等。
[0177] 根据本发明至少选定的目的，提供了改进的独特高性能和/或复合性能电池隔板、铅酸电池隔板、淹没式铅酸电池隔板、增强淹没式铅酸电池隔板、ISS或微混合动力电池隔板、ISS淹没式铅酸电池隔板、ISS增强淹没式铅酸电池隔板、包括这种隔板的电池、包括这种电池或隔板的系统或车辆、生产方法、使用方法，等等。
[0178] 图31至34涉及叶型或片型隔板。图31是示例性铅酸电池的部分剖开的示意透视图，示出向外放置的叶或片隔板，如图33的 Auto PE叶隔板或Industrial PE叶隔板。图33的 PE叶隔板显示带有任选的玻璃垫层合体(参见
相应的放大端视图)。
相应的放大端视图)。
[0179] 根据至少选定的实施方案，本发明涉及新的或改进的电池、隔板、构件和/或具有重金属去除能力的组合物，和/或其制造方法和/或使用方法。根据至少某些可能优选的实施方案，本发明涉及新的或改进的铅酸电池、铅酸电池隔板(单层或多层)、铅酸电池构件(如电池壳体、电池部件、多孔袋、层合体、涂层、表面、填料、电极配方、电解质，等等)和/或具有重金属去除能力的聚合物或树脂组合物，和/或其制造方法和/或使用方法。根据至少可能更优选的特定实施方案，本发明涉及新的或改进的铅酸电池、铅酸电池隔板(单层或多层)、铅酸电池构件(如电池壳体、电池部件、多孔袋、层合体、涂层、表面、填料、电极配方、电解质，等等)和/或具有重金属去除能力并利用至少一种PIMS矿物质作为其中的至少一种填料组分的聚合物或树脂组合物。根据至少一个特定的微孔铅酸电池隔板实施方案，提供PIMS矿物质(优选鱼粉、生物矿物质)以至少部分地替代二氧化硅填充的铅酸电池隔板(优选聚乙烯/二氧化硅隔板配方)中的二氧化硅填料组分。根据至少某些实施方案或实施例，本发明涉及电池隔板、涉及电池隔板的制造方法、涉及电池隔板的使用方法、涉及改进的电池隔板和/或涉及用于铅酸电池的改进隔板或层合体。
[0180] 根据至少选定的实施方案，本发明涉及新的或改进的电池、隔板、构件和/或具有重金属去除能力的组合物，和/或其制造方法和/或使用方法。根据至少某些可能优选的实施方案，本发明涉及新的或改进的铅酸电池、铅酸电池隔板(单层或多层)、铅酸电池构件(如电池壳体、电池部件、多孔袋、层合体、涂层、表面、填料、电极、电极配方、电解质，等等)和/或具有重金属去除能力的聚合物或树脂组合物，和/或其制造方法和/或使用方法。根据至少可能更优选的特定实施方案，本发明涉及新的或改进的铅酸电池、铅酸电池隔板(单层或多层)、铅酸电池构件(如电池壳体、电池部件、多孔袋、层合体、涂层、表面、填料、电极、电极配方、电解质，等等)和/或具有重金属去除能力且利用具有重金属结合能力的至少一种天然或合成来源的羟磷灰石、优选至少一种PIMS矿物质作为其中的至少一种填料或组分的聚合物或树脂组合物。根据一个特定的微孔铅酸电池隔板实施方案或实施例，提供PIMS矿物质(优选鱼粉、生物矿物质)以至少部分地替代二氧化硅填充的铅酸电池隔板(优选聚乙烯/二氧化硅隔板配方)中的二氧化硅填料组分。
[0181] 根据本发明至少选定的实施方案，提供利用“磷酸盐诱导的金属稳定化”(PIMS)矿物质作为微孔铅酸电池隔板内的填料组分的可信的新颖概念。根据一个特定的实施方案或实施例，提供PIMS矿物质(优选鱼粉、生物矿物质)以至少部分地替代现今二氧化硅填充的铅酸电池隔板(优选聚乙烯/二氧化硅隔板配方)中的二氧化硅填料组分。
[0182] 如上面所提到的，铅酸电池行业内的一种常见的故障模式是"水化短路"现象。根据至少选定的实施方案，本发明涉及新的或改进的电池、隔板、构件和/或具有重金属去除能力的组合物，其解决、延迟、减少或消除"水化短路"现象。
[0183] 根据本发明，已经确定了多种PIMS矿物质，并且已经评价了其中一些的铅亲和性(参见下表I和II)。与评价的其它样品相比，已显示来源于鱼骨的PIMS矿物质(如商品、实验室磨碎的鱼粉)对铅离子的亲和力最大。经由试验性操作将鱼骨或鱼粉挤压成若干加载浓度下的典型铅酸电池隔板形式。评价所得到的结合PIMS的隔板的铅去除效率；隔板显示出在酸性溶液中的铅浓度大幅度减少。例如，显示出约17%至100%的%Pb减少。优选添加鱼骨粉替代二氧化硅填料，替代水平为二氧化硅的约1%至20%，更优选为约2%至10%，最优选为约2%至5%。根据至少其它某些实施方案，优选添加磨碎的鱼骨粉(磨碎的鱼粉)替代一部分二氧化硅填料，替代水平为二氧化硅的约1%至50%或更多，更优选为约5%至30%，最优选为约10%至20%。
[0184] 据信，这是生物矿物质在电池隔板、在挤出型聚烯烃聚合物树脂以及在多孔聚合物薄膜或膜中的首次商业用途。
[0185] 根据至少选定的实施方案，通过在铅酸电池隔板中结合PIMS矿物质，优选结合来源于鱼骨的PIMS矿物质来实现铅的减少。
[0186] 本发明描述具有化学活性特性的新型微孔膜基材。多种化学活性或反应性的矿物质填料可用于以及适合于隔板挤出和萃取过程。可以低成本和理想的纯度得到这些矿物质，并且在鱼骨(或鱼粉)的情况下，它们是可从多种渠道获得的工业副产品。优点包括原材料成本低，以及确定的电池制造商需要精简涉及硫酸钠的现有生产工艺。
[0187] 优选的隔板是微孔材料的(例如，孔小于1微米)。然而，也考虑其它材料，如多孔或大孔材料。例如，大孔隔板(例如，孔大于1微米)包括由橡胶、PVC、合成木浆(SWP)、玻璃纤维、纤维素纤维、聚丙烯以及它们的组合制成的隔板。
[0188] 根据至少选定的实施方案，电池可以是铅酸或铅钙电池，如通气或淹没式铅酸电池、增强淹没式铅酸电池(EFB)、阀控式铅酸(VRLA)电池、低维护铅酸可再充电电池、吸收玻璃垫(AGM)电池、VRLA AGM电池、胶体电池(gel cell)、VRLA胶体电池、密封铅酸电池、重组电池、聚合物电池、碳铅酸电池或其它电池、电容器、超级电容器、蓄电池、电池/电容器组合，等等。优选的电池是通气或淹没式铅酸电池。
[0189] 根据至少选定的实施方案，电池隔板可以是铅酸或铅钙电池隔板，如柔性或刚性隔板、小袋、封套、板、片或叶隔板、单层或多层隔板、复合或层合隔板、用于以下的隔板：通气或淹没式铅酸电池、增强淹没式铅酸电池(EFB)、阀控式铅酸(VRLA)电池、低维护、铅酸可再充电电池、吸收、玻璃垫(AGM)电池、VRLA AGM电池、胶体电池(gel cell)、VRLA胶体电池、密封铅酸电池、重组电池、聚合物电池、碳铅酸电池或其它电池、电容器、超级电容器、蓄电池、电池/电容器组合，等等。优选的电池隔板是通气或淹没式铅酸电池隔板。
[0190] 羟磷灰石是显示出具有重金属结合能力的矿物质。可以合成制备羟磷灰石并纯化为纳米结晶材料。羟磷灰石见于许多天然存在的植物和动物的骨骼物质(以及天然存在的矿物质(如高岭石)的次要成分)内。羟磷灰石的最常见的动物源性来源是水源的(鱼、甲壳类、贝类)以及来源于牛和猪的陆地源类。羟磷灰石的最常见的植物源性来源可见于茶、海藻及不同种类的树皮。至于全天然产品，可以预期不同程度的纯度和效力。作为例子，根据非骨骼剩余物的消化水平情况，可以商购获得一系列纯度的鱼粉。也就是说，鱼粉可含有来自剩余肉质组分的高量蛋白质；这可被称为“高氮”鱼粉。如果鱼粉已经过充分的加工以完全消化蛋白类物质，而剩余完整的骨骼含量，则可将其称之为“高磷”鱼粉。
[0191] 大多数动物和植物源性羟磷灰石源可以粗粒料的形式商业供给。根据本发明至少一个实施方案、方面或实施例，为了有效地利用含有羟磷灰石的材料，可取的是进行碾磨(或研磨)操作以减小粒度和增加有效的表面积，为的是促进重金属对羟磷灰石的最佳接触。碾磨操作还促进通过例如膜挤出、浸渍、涂布、层合、模制、囊制作或这些技术的组合方便将颗粒结合到电池当中。例如优选的是达到介于10μm与80μm之间的D50粒度以实现用于通过双螺杆挤出方法将磨碎的鱼粉结合到电池隔板当中的最佳条件。当将天然羟磷灰石材料结合到非织造层合体--隔板结构当中、进行浸渍、涂布、模制以及大块粉末囊类型递送方法时，前述粒度范围也是可取的。
[0192] 根据本发明至少选定的实施方案，优选的是将羟磷灰石源(例如磨碎或碾磨的鱼粉)结合到隔板挤出配方(如聚合物/二氧化硅/鱼粉配方或聚合物/二氧化硅/鱼粉/油配方)当中。按此方式制备的隔板可提供已知铅酸电池隔板的所需电化学性能属性，但意外地通过活性地螯合溶液中的铅而优于常规的隔板性能。在深度放电条件下，电解质含有升高水平的还原铅穿过曲折的隔板基体，并且根据本发明至少选定的实施方案，隔板包含挤出固定的羟磷灰石(鱼粉)以在元素铅迁移到负电极之前将其螯合。因此，根据至少选定的可能优选的实施方案，优选通过将羟磷灰石源结合到隔板挤出过程当中来将其固定化，以利用表面区域接触的可能性和对需要保护的电极的接近性。
[0193] 将羟磷灰石结合到隔板和/或电池当中的另一种方法是将反应性矿物质夹杂到层合垫当中，所述层合垫邻接隔板和/或通过诸如焊接、点焊、超声焊接、粘合剂、热、热和压力或其它已知方法的附接手段附接于隔板。层合体可以是玻璃垫，并且可以将鱼粉或其它的羟磷灰石源与在形成玻璃垫期间所利用的粘结剂混合、涂布到垫上和/或浸渍到垫中。可以在纤维化过程期间将鱼粉或其它的羟磷灰石源与树脂共挤出，从而允许并入“梳理”干法非织造物以及湿法成网工艺。或者，也可以将鱼粉或其它的羟磷灰石源用在合成的非织造材料(如PBT、PET、PP，等等)内部，这是借助于添加到粘结剂中和/或通过在湿法成网纤维形成之前直接添加到供给中。这种方法在将鱼粉或其它的羟磷灰石源添加到纤维素质层合体(如粘贴纸)中也有实用性。也可借助于例如涂布粘着(隔板形成后)、直接夹杂(形成期间)于与隔板接触的无机和有机纤维层合材料和/或它们的组合将一种或多种羟磷灰石源结合到隔板上或隔板中。
[0194] 结合羟磷灰石(如磨碎的鱼粉)的另一种方法是对隔板的正侧和/或负侧表面直接涂布鱼粉。这种方法的一个例子是制备所需浓度的浆料，通过已知的涂布方法(浸涂、喷涂、辊涂、压轧涂布)用所述浆料涂布正侧或负侧表面，随后干燥浆料--隔板制品，以确保在电池构建和形成之前的任何先决隔板加工步骤期间将鱼粉固定。因此，可通过与例如水(或其它溶剂或粘结剂)的媒介物混合来施加羟磷灰石源以制备适合表面涂层(优选多孔涂层)应用的浆料或混合物。
[0195] 将羟磷灰石结合到能量存储装置中的另一种方法是通过将反应性矿物质(例如鱼粉)复合到在制备用于电池本身的容器硬件(盒、支撑物、分隔件、盖，等等)中所使用的树脂当中。因此，随着时间的推移，电解质溶液和树脂盒的表面、支撑物、分隔件、顶盖以及构成电池隔室的相关部件可发生一定程度的接触。此外，可以按这样的方式来注塑模制构成电池隔室的部件，以便将诸如鱼粉的活性材料(反应性矿物质)以相对高的浓度结合到其内表面或内部表面当中；这通常被称为“内模制”。另外，可以利用借以将羟磷灰石以大块粉末的形式容纳在多孔非织造纸和/或塑料外壳内的囊装置或允许将羟磷灰石存储在自由电解质溶液中的其它设计来将活性剂(反应性矿物质)快速地或随着时间的推移释放到电解质当中(如浸渍鱼粉的玻璃纤维、玻璃垫或其它非织造包装材料、延时释放珠、含有反应性矿物质的凝胶等)。在紧临电池形成之前的电解质填充期间或在电池制造过程期间的任何时间，可以利用在电解质体相存储中直接夹杂羟磷灰石来提供固定剂量的所述成分。还有可能将羟磷灰石(如鱼粉)混合到分别对正电极和负电极施加的电化学活性材料涂层当中。可以改变制备活性材料化学物质的方法和对电极板栅施加活性材料的方法以包括添加鱼粉或其它羟磷灰石材料(反应性矿物质可以被包括在电化学活性电极配方中)。最后，羟磷灰石在电池的后期寿命中作为添加剂也有实用性，例如在建议的使用间隔后，将电池注以一定水平的羟磷灰石，以通过持续防范负电极的去极化(及防止“水化短路”)来延长使用寿命。
[0196] 根据选定的实施例和羟磷灰石材料的测试，下表I示出甚至可用低羟磷灰石(如鱼粉)加载量取得的意想不到的结果。例如，10%加载量的鱼粉替代样品G的电池隔板中的二氧化硅填料显示出在20ml Pb溶液中的铅减少竟然为72.6%。
[0197] 表I：
[0198]
[0199] 样品E对照隔板(二氧化硅填充的)显示出Pb减少19.9%。然而，对照隔板数据易受沉淀法二氧化硅的可逆吸附去除机制影响。随着二氧化硅含量被羟磷灰石源替代(样品F)，吸附机制逐渐被破坏，最终被PIMS螯合结合机制替代(样品G)。换言之，与样品E的暂时性吸附相比，样品F和G中的Pb减少是永久性结合(螯合)。
[0200] 将样品B、C和D粉状(纯)样品迅速湿透并浸在Pb测定溶液内；观察到粉末对溶液的完全接触。
[0201] 用可商购获得的表面活性剂处理样品E、F和G隔板膜样品，表面活性剂的水平与用于典型铅酸电池隔板的水平相当。
[0202] 将所有的隔板膜样品迅速湿透并浸在Pb测定溶液内；观察到对表面及下面孔的完全接触。
[0203] 根据其它选定的实施例和羟磷灰石材料的测试，下表II示出甚至可用低羟磷灰石填料(如鱼粉)加载量取得的意想不到的结果。例如，10%加载量的鱼粉替代样品L的电池隔板中的二氧化硅填料显示出在20ml Pb溶液中的铅减少56.2%，而50%加载量的鱼粉替代样品M的电池隔板中的二氧化硅填料显示出在20ml Pb溶液中的铅减少竟然为99.6%(基本上完全消除)。
[0204] 表II：
[0205]
[0206] 样品E和I对照隔板(二氧化硅填充～70%)显示出Pb减少分别为15.4%和23.9%。然而，对照隔板数据易受沉淀法二氧化硅的可逆吸附去除机制影响。随着二氧化硅含量被鱼粉羟磷灰石源替代(样品J和K)，吸附机制逐渐被破坏，最终被PIMS螯合结合机制替代(样品L和M)。换言之，与样品E和I的暂时性吸附相比，样品L和M中的Pb减少是永久性结合(螯合)。
[0207] 将样品B、C、D和N粉状(纯)样品迅速湿透并浸在Pb测定溶液内；观察到粉末对溶液的完全接触。
[0208] 用可商购获得的表面活性剂处理样品E至M隔板膜，表面活性剂的水平与用于典型铅酸电池隔板的水平相当。
[0209] 将所有的隔板膜样品迅速湿透并浸在Pb测定溶液内；观察到对表面及下面孔的完全接触。
[0210] 无需搅拌，将所有样品静态浸泡48-72小时的一段时间。
[0211] 测试接触后所有样品的磷水平，发现低于最大可接受水平。
[0212] 已知一组无机(矿物质)化合物能有效地结合诸如铅、镉、铁、锌和铜的重金属。矿物质结合重金属的机制被称为"磷酸盐诱导的金属稳定化"(PIMS)，并且被广泛用于被重金属污染的土壤和水的环境整治。在环境应用中，使大量对有毒金属具有PIMS亲和力的矿物质与被污染的土壤混合或包含在壳体内，水借此可灌注通过大块矿物质饼。
[0213] 根据本发明某些改进的环境整治实施方案，我们提出对高表面积聚合物结构添加至少一种羟磷灰石(HA)或羟基磷灰石源(如合成和/或天然的羟磷灰石，优选PIMS矿物质，更优选磨碎的鱼骨或鱼粉)的新颖概念，所述高表面积聚合物结构优选为多孔聚合物膜，更优选为多孔聚烯烃膜(平片或中空纤维)，最优选为利用PIMS矿物质作为填料的微孔聚乙烯膜，优选PIMS矿物质部分地替代二氧化硅填充的微孔聚乙烯膜中的二氧化硅填料组分。羟磷灰石矿物质填充膜可用作过滤介质、包装材料、衬垫等，以便于从诸如水的受污染液体中去除重金属。
[0214] 根据本发明至少选定的实施方案，新的或改进的电池、隔板、构件和/或组合物通过由一种或多种化学活性或反应性的天然或合成的矿物质填料、颗粒、涂层、试剂等、优选来自骨骼或牙齿的生物矿物质、更优选鱼骨或鱼粉所提供的化学活性特性而具有重金属去除能力。这种新的或改进的电池、隔板、构件和/或组合物具有以下优点：原料成本低、除铅、减少硫酸钠的需求、延长电池的保用期、使用回收的或工业上产生的废料或副产品，和/或类似情况。
[0215] 根据本发明至少选定的实施方案，我们已：
[0216] ■将与目前的隔板生产工艺相容的材料结合到电池隔板当中，以系统地结合溶液中的Pb并减少电池使用寿命期间的水化短路事件。
[0217] ■结合来自常见(和可再生)来源的材料：
[0218] --鱼(在低到极低pH下最有效)
[0219] ·骨
[0220] ·鳞
[0221] --甲壳类(功能范围类似于鱼粉)
[0223] --贝类(在高于pH8.5的碱性条件下最有效)
[0224] ·贝壳
[0225] --牛肉(功能范围类似于鱼粉)
[0226] ·骨
[0228] ·腐殖质、腐烂的植物物质。
[0229] --茶废料(功能范围接近中性pH)
[0230] ·茶叶生产的副产物、茎、不受欢迎的叶。
[0231] ■如来自“远洋”鱼种的确认可能优选的鱼粉。
[0232] --小的硬骨鱼往往被认为是人不可食用的。
[0233] --贝壳类也可弥补小部分组分。
[0234] --鱼粉基本上是纯化、洗涤、干燥和研磨后的骨和鳞。
[0235] ·通常剩下介于4%与6%之间的残留油与鱼粉在一起。
[0236] ·鱼粉由具有下式的矿物质磷灰石组成：
[0237] ·Ca10--xNax(PO4)6--x(CO3)x(OH)2
[0238] 根据至少选定的可能优选的实施方案，本发明涉及具有一种或多种PIMS矿物质作为填料组分的电池隔板、具有一种或多种鱼骨或鱼粉填料的电池隔板、具有鱼骨粉替代至少一部分二氧化硅填料的聚乙烯和二氧化硅电池隔板，和/或其制造或使用方法。
[0239] 示例性铅酸电池(例如淹没式铅酸SLI电池)包括负极板(电极)和正极板(电极)，隔板夹在它们之间。这些构件封装在容器内，所述容器还包括端柱、通气口和通气口联排塞(gang-vent plug)。根据优选的实施方案，隔板在面向负极板的表面上具有横向肋，并且在面向正极板的表面上具有纵向肋(参见，例如图5和26)。虽然图31中所示为特定的电池，但本发明的隔板可用在许多不同类型的电池或装置中，包括例如但不限于密封铅酸电池、淹没式铅酸电池、ISS铅酸电池、组合电池及电容器单元、其它电池类型、电容器、蓄电池等。
[0240] 图5和26的可能优选的隔板优选为多孔聚合物膜(如具有小于约1微米的孔的微孔聚乙烯膜)。尽管如此，本发明的隔板也可以是由天然或合成材料制成的微孔或大孔膜(具有大于约1微米的孔)，所述天然或合成材料如聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、酚树脂、PVC、橡胶、合成木浆(SWP)、玻璃纤维、纤维素纤维或其组合，更优选为由热塑性聚合物制成的微孔膜。可能优选的微孔膜可具有约0.1微米(100纳米)的孔径和约60%的孔隙度。热塑性聚合物原则上可包括适合用在铅酸电池中的所有耐酸热塑性材料。优选的热塑性聚合物包括乙烯类聚合物和聚烯烃。乙烯类聚合物包括例如聚氯乙烯(PVC)。聚烯烃包括例如聚乙烯、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和聚丙烯。一个优选的实施方案可包括填料(例如，二氧化硅和/或反应性矿物质)和UHMWPE的混合物。一般来说，可以通过在挤出机中将约30重量%的填料与约10重量%的UHMWPE和约60%的加工油混合制成优选的隔板前体。该混合物还可以包括少量在隔板领域中常见的其它添加剂或试剂(如润湿剂、着色剂、抗静电添加剂等)，并挤成平片形状。优选通过相对压延辊的刻纹表面形成肋。此后，萃取出大部分的加工油，形成微孔膜。
[0241] 再次参考附图中的图5和26，根据一个特定的实施例，负侧横贯肋约4密耳厚，背幅片约6密耳厚，正侧肋约20密耳厚(总隔板厚度约30密耳)。优选的隔板可以是切片或叶型隔板(图33的)或包卷、封套、囊袋、小袋，带或不带任选的层合体(参见图27)、玻璃垫(图33的)或合成的非织造物，并且可以在隔板的主纵向肋的反面上具有小的横向横贯肋。
[0242] 隔板的纵向肋的反面上的横向横贯肋增加刚度和对片材的保护，使得能够减少背幅片的质量，降低ER，降低成本，并提高物理特性，如高速生产和装配(包括高速隔板、封套和/或电池生产和/或装配)可能要求的物理特性。可将这种隔板或前体制成卷、封套(或小袋)和片的形式，并且可用于其中利用高速自动化或手工装配处理隔板或期望高生产力的情况。
[0243] 此外，可以通过在例如主纵向肋的反面增加横向或横贯肋来减少隔板的质量，同时保持加工所需的物理特性和电池内部的性能。当对相反侧增加横贯肋时优选减少主肋的质量以获得所需的总隔板厚度(主肋+背幅片+横贯肋)。也可以减少片材的厚度和/或质量，同时通过增加横向或横贯肋来保持生产力特性(如刚性)以及在电池寿命期间保护片材免受磨损和氧化撕扯。
[0244] 根据至少一个实施例或实施方案，对铅酸隔板接触负电极的一侧增加小的紧密间隔的横向肋(优选除了正侧上的主肋外)。小的紧密间隔的负侧横向肋可以为多种不同的形式，包括但不限于连续或不连续的正弦曲线形、对角线形或直肋图案。为便于处理，圆头的直肋可以是优选的。
[0245] 正侧纵向主肋可采取基本上在纵向方向上延伸的多种形式，例如连续或不连续的正弦曲线形、对角线形或直肋。为便于处理，圆头的直肋可以是优选的。在通常被称为日本设计(Japanese Design)的某些电池设计中，没有正侧肋，而是将它们替换成层合到隔板的平正侧面的重玻璃垫。在此玻璃垫正侧面隔板实施方案中，本发明的横向负侧肋按与带有正侧纵向肋的实施方案相同的方式起作用。正侧面可以是光滑或平整的、具有突出部分、具有肋或者具有粘结或层合于其上的非织造物。这种非织造材料可由合成的、天然的有机或无机材料或共混物形成，如玻璃纤维、聚酯(PET)、回收的PET或其组合(有或没有本发明的反应性矿物质)。隔板可以是切片隔板或包卷、封套、囊袋或小袋型隔板。
[0246] 关于至少选定的具体隔板实施方案或实施例，优选的隔板如下：
[0247] 1)横向肋高度—优选在约0.02至0.30mm之间，最优选在约0.075至0.15mm之间。
[0248] 2)片(基板)厚度—优选在约0.065至0.75mm之间。
[0249] 3)总厚度(正侧肋+背幅片+负侧肋)—隔板的总厚度优选在约0.200至4.0mm之间。
[0250] 4)质量减少—优选大于5%，更优选大于10%。横向肋提高隔板的横向刚度，并允许减小背幅片或基板厚度。可以从背幅片和正侧肋两者中去除质量，同时，保持和提高横向刚度。此外，横向负侧肋对隔板的总厚度有贡献。因此，可以通过负侧横贯肋的高度来直接减小纵向正侧肋的高度。
[0251] 5)隔板的类型—隔板可由多孔材料制成，如微孔或大孔热塑性材料，优选聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯及其混合物以及橡胶、聚烯烃、酚树脂、交联酚树脂、纤维素、玻璃或其组合。
[0252] 增加负侧横贯肋的附加或替代益处包括：
[0253] 1)电阻减小—由于负侧横贯肋的外形设计允许去除质量，同时保持同等或更高的横向弯曲刚度，因此所观察到的电阻优选较低。
[0254] 2)最小化撕裂传播—当隔板受到极端氧化时，背幅片中有可能产生裂缝或分裂，并平行于主纵向肋延伸。负侧横贯肋将优选由于例如肋中额外质量的原因而阻止这种撕裂的传播。
[0255] 3)侧对齐—在装配过程中，在浇注搭接片以分别连接正负电极之前将包封的板水平对齐和垂直对齐。对于垂直对齐，正侧肋对隔板和板提供在彼此接触时滑动的装置。对于典型的侧对齐，负极板可在接触平背幅片时滑动。负侧横向肋将优选提供较少的表面，并且应有助于侧对齐操作。
[0256] 根据至少一个实施方案，隔板由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)与加工油和沉淀二氧化硅和/或反应性矿物质填料混合构成。根据至少一个具体实施方案，负侧横贯肋优选具有2至6密耳半径和10至50密耳肋间距。
[0257] 根据至少选定的实施方案，电池隔板包括具有背幅片的多孔膜以及在背幅片的正侧上的至少两排正侧肋和在背幅片的负侧上的多个负侧横贯肋或横向肋。正侧肋可以是直的或波浪状的，可以具有实心部分，并且可以具有截锥体形状。膜可选自聚烯烃、橡胶、聚氯乙烯、酚树脂、纤维素或其组合，并且膜优选为形成用于蓄电池的电池隔板的聚烯烃材料。
[0258] 电池隔板用于分隔电池的正电极和负电极，并且通常是微孔性的，从而使得离子可穿过电池隔板到达正电极和负电极。在铅/酸蓄电池中，无论是汽车电池还是工业电池，电池隔板通常都是具有背幅片和位于背幅片上的多个正侧肋的微孔聚乙烯隔板。通常将用于汽车电池的隔板制成连续的长度并轧制，随后折叠并沿其边缘密封，以形成接纳电池的电极的囊袋。通常将用于工业(牵引)电池的隔板切成与电极板大致相同的尺寸(片隔板)。
[0259] 在由塑料材料片材制作铅/酸电池隔板的本方法的一个实施方案中，压延模制片材以形成横贯肋或负侧横向肋或突出部分，并且优选压延模制以在片材的相反侧上同时形成正侧纵向肋和负侧横贯肋或横向肋两者。
[0260] 一旦电池被充分充电，并且持续地施加电流(即，过充电)，在负极板处产生氢，并且在正极板处产生氧。随着氢在负极板处形成，其可能会推动隔板远离负极板，从而形成可能会阻止气体逸出的气袋。本发明至少选定的实施方案可解决这一问题，并提供改进的电池隔板。例如，在背面或负侧表面上延伸的负侧横贯肋可被每条正侧肋后面的平区域、裂隙或凹部所中断(参见图26)。平区、裂隙或凹部可形成通道，所述通道可纵向延伸并可供氢气逸出，可允许从正侧肋中萃取出增塑剂或润滑剂，等等。具有这种允许任何氢气逸出的通道的隔板可以是优选的。
[0261] 在至少一个实施方案中，隔板由微孔热塑性材料制成，其设有纵向正侧肋和横向负侧肋，至少大多数纵向肋的高度大于横向肋的高度，并且纵向和横向肋是由塑料一体形成的实心肋，其特征在于，横向肋在隔板的基本上整个背面宽度上延伸。隔板片厚度可为大约0.10至0.50mm，纵向肋的高度可以为0.3至2.0mm，并且横向肋的高度可以为0.1至0.7mm，100mm宽的纵向刚度可以为大约5mJ，横向刚度可以为大约2.5mJ，并且隔板的总厚度可小于2.5mm。
[0262] 可按与常规聚乙烯隔板类似的方式制造根据本发明的隔板，其中增加或替换反应性矿物质填料、具有凹槽以形成负侧横贯肋的负侧辊、没有凹槽或有深度较小的凹槽的正侧辊，等等。在优选的方法中，通过狭槽模挤出含有填料的塑料材料以形成薄膜，然后运行通过两个压延辊(正侧辊、负侧辊)，以此制出正侧纵向肋和负侧横向肋，并将隔板片降低到所需的厚度。正侧辊可具有浅圆周或环形凹槽和平台或平整区域或条，前者形成正侧纵向肋，后者在隔板上形成用于密封小袋边缘的平整区域。负侧辊可具有形成横贯肋的浅轴向凹槽。此外，负侧辊可具有间隔开的若干组浅轴向凹槽，它们之间有平整平台或区域(例如，用于焊接区)。
[0263] 根据本发明具有负侧横贯肋的隔板优选比没有这种横向肋的隔板具有更好的机器加工性，由于横向刚度增加，隔板轨道的引导性更好，并且因为横向刚度增加，将电极板放入小袋中的加工性能应得到改进。此外，应有可能生产出片厚度大幅度减少并因此电阻降低的隔板，这特别对于试图不断提高恒电池体积的电池输出来说具有重要的意义。应该能够加工根据本发明的隔板以在常规的机器上没有困难地形成小袋。附加的横向负侧肋不应在利用热或超声装置焊接小袋时或在进行机加工以生产小袋时造成一些问题。
[0264] 在至少一个特定的实施方案中，由弹性塑料制成并适合用于铅酸蓄电池的隔板包括带有内区和两个周边区的片材，且所述片材具有在纵向方向上延伸的正侧肋，其中内区中的纵向肋比周边区中的那些间隔得更宽，并且具有在横向方向上延伸的负侧肋。
[0265] 新的或改进的铅酸电池可优选包括：容纳与负电极间隔开的正电极且多孔隔板位于正电极与负电极之间的外壳，和在正电极与负电极之间离子联通的电解质，并且外壳、隔板、正电极、负电极和电解质中的至少之一包括至少一种天然或合成的羟磷灰石矿物质。
[0266] 新的或改进的铅酸电池可优选包括：容纳与负电极间隔开的正电极且多孔隔板位于正电极与负电极之间的外壳，和在正电极与负电极之间离子联通的电解质，并且外壳、隔板、正电极、负电极和电解质中的至少两个包括至少一种天然或合成的羟磷灰石矿物质。
[0267] 新的或改进的铅酸电池可优选包括：容纳与负电极间隔开的正电极且多孔隔板位于正电极与负电极之间的外壳，和在正电极与负电极之间离子联通的电解质，并且外壳、隔板、正电极、负电极和电解质中的至少三个包括至少一种天然或合成的羟磷灰石矿物质。
[0268] 新的或改进的铅酸电池可优选包括：容纳与负电极间隔开的正电极且多孔隔板位于正电极与负电极之间的外壳，和在正电极与负电极之间离子联通的电解质，并且外壳、隔板、正电极、负电极和电解质中的至少四个包括至少一种天然或合成的羟磷灰石矿物质。
[0269] 新的或改进的铅酸电池可优选包括：容纳与负电极间隔开的正电极且多孔隔板位于正电极与负电极之间的外壳，和在正电极与负电极之间离子联通的电解质，并且外壳、隔板、正电极、负电极和电解质中的每一个包括至少一种天然或合成的羟磷灰石矿物质。
[0270] 本发明的新的或改进的隔板可用作铅酸电池隔板、用于启动、深度循环和备用电源电池应用或用于在诸如以下应用中使用的淹没式、凝胶和AGM电池类型的隔板：启动、静止、动力和深度循环铅酸电池应用以及用于淹没式和特种铅酸电池应用和/或用于优质铅酸凝胶电池。此外，这种隔板也可用于其它电池、蓄电池、电容器，和/或类似物。
[0271] 根据至少某些实施方案，优选添加至少一种羟磷灰石矿物质源(如磨碎的鱼粉)以替代二氧化硅填充的隔板中的一部分二氧化硅填料，替代水平为二氧化硅的约1%至50%，更优选为约5%至30%，最优选为约10%至20%。
[0272] 根据至少某些实施方案，优选添加至少一种羟磷灰石源(如磨碎的鱼粉)作为填充隔板中的填料，填料水平为约1%至75%的填料，更优选为约5%至50%，最优选为约10%至30%。
[0273] 根据至少还有其它的某些实施方案，优选添加至少一种羟磷灰石源(如磨碎的鱼粉)作为电池隔板中的填料，其水平为隔板的约1重量%至75重量%，更优选为约2%至35%，最优选为约5%至20%。
[0274] 根据本发明至少选定的实施方案，提供利用PIMS矿物质作为微孔铅酸电池隔板内的填料组分的可信的新颖概念。根据一个特定的实施方案或实施例，提供PIMS矿物质(优选鱼粉、生物矿物质)以至少部分地替代二氧化硅填充的铅酸电池隔板(优选聚乙烯/二氧化硅隔板配方)中的二氧化硅填料组分。
[0275] 根据本发明至少某些实施方案，提供利用一种或多种天然或合成的PIMS矿物质作为微孔铅酸电池隔板内的填料组分的新颖概念。根据更具体的实施方案或实施例，提供PIMS矿物质(优选鱼粉、生物矿物质)以至少部分地替代二氧化硅填充的铅酸电池隔板(优选聚乙烯/二氧化硅隔板配方)中的二氧化硅填料组分。根据至少选定的实施方案，本发明涉及新的或改进的电池、隔板、构件和/或具有重金属去除能力的组合物，和/或其制造方法和/或使用方法。
[0276] 根据本发明至少选定的实施方案，提供利用PIMS矿物质作为微孔PE ISS铅酸电池隔板内的填料组分的可信的新颖概念。根据一个特定的实施方案或实施例，提供PIMS矿物质(优选鱼粉、生物矿物质)以至少部分地替代二氧化硅填充的铅酸电池隔板(优选聚乙烯/二氧化硅隔板配方)中的二氧化硅填料组分。
[0277] 铅酸电池行业内的一种常见的故障模式是"水化短路"现象。防止水化短路的常规方法包括在电池制造过程中向电解质溶液中添加硫酸钠(Na2SO4)。这种方法需要另外的制造步骤，增加了电池加工的复杂性。硫酸钠添加的作用是"阻碍"水化短路。
[0278] 根据本发明，已经确定了多种PIMS矿物质；已经评价了其中一些的铅亲和性。与评价的其它天然或合成的样品相比，已显示来源于鱼骨的PIMS矿物质(如商品、实验室磨碎的鱼粉)对铅离子的亲和力最大。
[0279] 根据至少选定的实施方案，铅减少是通过在ISS铅酸电池隔板中结合PIMS矿物质实现的，优选结合来源于鱼骨的PIMS矿物质。
[0280] 根据本发明至少选定的实施方案，提供利用PIMS矿物质作为微孔ISS铅酸电池隔板内的填料组分的可信的新颖概念。根据一个特定的实施方案或实施例，提供PIMS矿物质(优选鱼粉、生物矿物质)以至少部分地替代现今二氧化硅填充的铅酸电池隔板(优选聚乙烯/二氧化硅隔板配方)中的二氧化硅填料组分。
[0281] 根据本发明至少选定的实施方案或目标，提供：
[0282] 一种ISS电池隔板，具有以下性质中的至少之一：负侧横贯肋、二氧化硅与聚合物之比大于3∶1、和一种或多种PIMS矿物质作为填料组分。
[0283] 上述ISS电池隔板，具有一种或多种鱼骨或鱼粉填料。
[0284] 上述ISS电池隔板，其中所述隔板为二氧化硅填充的聚乙烯电池隔板，其具有的鱼骨或鱼粉填料替代二氧化硅填料的至少一部分。
[0285] 在淹没式铅酸电池中，改进包括上述ISS电池隔板。
[0286] 在ISS电系统中，改进包括上述电池。
[0287] 一种ISS电池隔板，具有同时优化的多种隔板特性：充电接受能力、功率输出、减少的水化短路、提高的循环寿命和减少的酸分层。
[0288] 在ISS铅酸电池中，改进包括上述隔板。
[0289] 在ISS车辆中，改进包括上述电池。
[0290] 一种电池隔板，包括以下改进、特征、改变、改动、增强、性能、特点、外形、形状、构造、结构、部件、属性、间距、厚度、比例、共混物、混合物、配方、添加剂、试剂、涂层、层、层合体、垫、非织造物、表面、夹杂物、效果、实施方案或实施例中的至少三项：
[0291] 1)充电接受能力/功率输出--隔板的有助于提高充电接受能力/功率输出的特征或改变：
[0292] a.低或较低的电阻(ER)--通过以下方法最小化隔板ER：
[0293] i.降低背幅片(BW)厚度--将BW厚度从150至250微米范围的典型值开始减少，方式是通过将BW厚度降低到75微米与150微米之间，然后使用负侧横贯肋加强横向刚度，[0294] ii.提高二氧化硅与聚合物之比--相对于聚合物的含量增加二氧化硅的加载量，使二氧化硅与聚合物之比在约3.0/1.0至5.0/1.0，
[0295] iii.利用高吸油性(高表面积)二氧化硅(增加孔隙度)--包括具有通常产生高2
吸油性的高表面积(例如>200g/m)的二氧化硅，挤出过程中的成孔剂量为约70重量%至
80重量%，
吸油性的高表面积(例如>200g/m)的二氧化硅，挤出过程中的成孔剂量为约70重量%至
80重量%，
[0296] b.最小化气体截留--减少气体截留的机会：
[0297] i.层合体结构和改动--改动层合体结构以减少气体截留，
[0298] 1.化学或等离子体处理层合体以改变表面能以除掉气泡，
[0299] 2.穿孔，以给气泡留出凝结并逸出层合基体的区域，
[0300] 3.添加成核剂，
[0301] 4.在形成期间改变层合体的结构，
[0302] 5.对层合体结构添加聚合物纤维和/或成形的聚合物纤维，
[0303] 6.添加润湿剂(或表面活性剂)，
[0304] 7.改变层合体的纤维结构的取向，使得气泡不大可能附着于所述结构，
[0305] 8.最小化所述结构的厚度,使得只是气泡附着的位点较少，
[0306] ii.润湿剂选择--使用较疏水的润湿剂，使用乙氧基化脂肪醇，
[0307] iii.隔板横贯肋(负侧和/或正侧)--具有小的负侧横贯肋以帮助气泡的成核或运输，或使气体能够从板之间逸出，或减少气体截留的可能性，
[0308] iv.气体的成核--在隔板上具有用作气泡的成核位点的区域，以使气泡快速有效地生长到这样的程度，以至于它们从隔板中释出并转移出板之间的区域，
[0309] 1.外形形状(粗糙度)--在隔板的表面上增加纳米结构以增加气体成核，这种纳米结构可呈棱锥、V形或柱的形式，并且可通过压延、激光烧蚀或受控的化学氧化形成，[0310] 2.添加剂--将添加剂结合到隔板的基体当中(或表面上)以便在所述表面上提供它们改变表面结构或能量的区域，以促进所产生的小气泡成核达到临界体积，添加剂可以是碳纤维、碳纳米管或硫酸钡，
[0311] 2)水化短路(阻碍、延迟、减少、消除)--向电解质中添加硫酸钠以阻碍水化短路，或
[0312] a.同离子效应--将硫酸钠结合到隔板基体和/或层合体材料当中(如通过浸渍)，
[0313] b.重金属螯合--通过将磷灰石、羟磷灰石矿物质、磨碎的鱼粉、沸石、木质素、乳胶或橡胶衍生物结合到隔板当中(或隔板表面上、层合体材料中、电解质中、电池壳体中，等等)来螯合处于溶液中的铅离子以抑制水化短路形成，
[0314] c.添加剂的位置--在注塑成型过程之前或之后，将添加剂加到隔板的基体中(优选作为部分二氧化硅的替代填料)、涂布在隔板上、涂布在层合体结构上或包含在层合体结构中、涂布在电池盒的容器上面，或放入电解质或层合体结构中的多孔袋或囊中，[0315] d.降低或减少排酸--通过隔板改动，包括：
[0316] i.薄的背幅片--较低的背幅片(BW)厚度，带有增加的横贯肋(优选如上文所讨论的负侧横贯肋)，较高的孔隙度或隔板较少的肋质量，
[0317] ii.锯齿状/垛形肋--使用锯齿状或垛形肋设计以从肋中消除质量，
[0318] 3)提高循环寿命--通过对隔板进行如下改动：
[0319] a.层合体结构--利用层合体将正极活性物质保持在正极板栅中，
[0320] i.玻璃垫--利用在压缩厚度从0.1mm到1.0mm不等的垫中具有不同纤维长度和宽度的玻璃垫，
[0321] ii.合成非织造物--利用非织造聚合物垫、聚酯垫，
[0322] iii.混杂--利用玻璃纤维与聚合物纤维混合的混杂垫，
[0323] b.外形选择--通过外形设计选择有助于较低的排酸量，采用具有紧密的肋间距与较短的肋高度、较窄的肋或垛形肋的外形，
[0324] c.聚天冬氨酸--在注塑成型过程之前或之后，将聚天冬氨酸直接添加到隔板的基体中，或涂布在隔板上、涂布在层合体结构上或包含在层合体结构中、涂布在电池盒的容器上面，放入电解质或层合体结构中的多孔袋或囊中，
[0325] d.压缩--使用可压缩的柔性或弹性肋结构以提高循环寿命，如I型肋外形，[0326] 4)酸分层--在一定程度上对电池进行过充电，促进水的电解，或
[0327] a.外形选择--在隔板的表面上结合水平肋，
[0328] b.层合体结构--增加附接于聚乙烯隔板的层合体结构，在材料横向和通过材料以一定的模式对准纤维，对聚乙烯隔板的正侧面和负侧面增加层合体结构，
[0329] c.表面积--增大隔板结构的表面积，减小层合体结构的纤维直径，或通过二氧化硅的类型或浓度增加隔板的内表面，增加孔隙度，具有横贯肋，
[0330] d.酸固定化--通过具有倾向于将酸保持在适当位置的横贯肋、在层合体和/或隔板表面上增加二氧化硅层或在层合体中添加二氧化硅以"胶凝"酸或利用Daramic AJS技术来将酸固定化，
[0331] e.聚乙烯/吸收性玻璃垫混杂体--将平PE隔板膜结合到AGM隔板当中或结合到其一侧上，和
[0332] f.其它层合体混杂体--与平PE隔板膜结合使用其它的层合体系统，无论其是非织造物或者是其它玻璃垫，以制造可接受的隔板。
[0333] 上述隔板，具有负侧横贯肋。
[0334] 在铅酸电池中，改进包括上述隔板。
[0335] 一种电池隔板，如深度循环、ISS或微混合动力隔板，包括以下特征中的至少两项：有助于最小化酸分层、占据的体积比传统隔板小大约15%、具有负侧横贯肋、在水平方向上具有许多小的微型肋、具有将阻碍酸梯度产生的机械屏障、具有数百个微型阻挡物以保持较重的酸不向下流动、具有在电极的表面上均匀地产生数百个酸微池的数百个微型阻挡物以及在微混合动力电池中提高功率输出并减少酸分层。
[0336] 在制备二氧化硅填充的电池隔板的方法中，改进包括：以至少一种PIMS矿物质替代二氧化硅填料的至少一部分。
[0337] 在铅酸电池中，改进包括以下中的至少一项：隔板、构件或具有重金属去除能力利用至少一种PIMS矿物质的组合物；电池壳体、电池部件、多孔袋、层合体、非织造物、垫、纸、涂层、表面、内模、填料、电极、电极配方、电解质、具有重金属去除能力利用至少一种PIMS矿物质的聚合物组合物或树脂组合物；具有重金属去除能力利用至少一种PIMS矿物质作为其中的至少一种填料组分的聚合物或树脂组合物；二氧化硅填充的微孔铅酸电池隔板，其具有提供的至少一种PIMS矿物质以至少部分地替代其中的二氧化硅填料；二氧化硅填充的微孔聚乙烯铅酸电池隔板，其具有提供的磨碎的鱼粉以至少部分地替代其中的二氧化硅填料；或它们的组合。
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