消泡剂对隔板及蓄电池性能的影响

1、消泡剂对隔板及蓄电池性能的影响作者：谢 爽 加入时间：2004-10-26 15:40:501 前言 铅蓄电池隔板发展到今天主要有两大类，一类以合成材料为主体另一类以玻璃纤维为主体。前者主要包括聚乙烯(PE)隔板、聚氯乙烯(PVC)隔板、聚丙烯(PP)隔板、橡胶隔板；后者主要是含胶的玻纤隔板（如10G、DARAMIC)和不含胶的AGM隔板。除此之外尚有少量的纸浆隔板。由于主体材料及其添加剂的特性，有的材料自身具有良好的亲水性(如AGM隔板)，有的材料自身憎水，如PE、PVC、PP和10G隔板：为了使以憎水材料为主的隔板具有良好的亲水性，就要在加工过程中加入表面活性剂或用表面活性剂进行后处理。除

2、此之外，PVC隔板的主体材料PVC是乳液法聚合生产的，还有个别是悬浮法生产的，二者在生产过程中都加入了表面活性剂，表面活性剂的加入可使憎水的PVC、PP等隔板获得亲水性，但如果体系选择不当，隔板在电池中会因电池中活物质与硫酸反应或因充电搅动硫酸溶液而产生气泡（沫)。严重时气泡（沫)完全覆盖整个液面而外溢造成腐蚀和污染-这种现象至今也时有发生。为此隔板生产企业和蓄电池用户通常对这种隔板进行消泡处理，常用的消泡剂有酯类、醇类及有机硅类，因为这几种消泡剂的性质不同，其对隔板和蓄电池的影响也必然不完全相同，下面就这几类消泡剂对烧结PVC、PP隔板及对蓄电池性能的影响进行试验及讨论。2 试验2.1 消泡

3、性能试验 试验按JBT17630.11998中第6.17条检验发泡的隔板：2.1.1 按JB/T17630.11998中第6.17条进行试验，当泡沫覆盖整个液面后，停止充电，加入酯类、高级醇类、硅油类及复合类消泡剂，观察消泡结果，见表1。表1空 白 酯 类 高级醇类 硅油类 复合类液面状态气泡(沫)完全覆盖电解液面消除泡沫 消除泡沫 消除泡沫 消除泡沫2.1.2 按2.1.1进行试验，当气泡(沫)覆盖整个液面后继续充电，同时加入酯类、高级醇类、硅油类及复合类消泡剂观察消泡效果，见表2。表2 空白 酯类 高级醇类 硅油类 复合类液面状态气泡(沫)完全覆盖电解液面消除泡沫 消除泡沫 消除泡沫 消除

4、泡沫2.1.3 将经发泡检验不合格的隔板，分别沿隔板边缘沾少许(不高于1cm)酯类、高级醇类、硅油类、复合类消泡剂，放置至少24 h后按JBT76301998第6.17进行检测，见表3。表3 空白 酯类 高级醇类 硅油类 复合类液面状态气泡(沫)完全覆盖电解液面有泡(沫) 有泡(沫) 有泡(沫) 无泡2.1.4 将发泡不合格的隔板分别涂刷酯类、高级醇类、硅油类、复合类消泡剂观察被刷部位的变化，可见：用高级醇类、硅油类、复合类消泡剂处理过的PVC、PP、10-G隔板都无变化，而用酯类处理过的PVC隔板，几天后被处理过的部位明显软化进而开裂，失去强度。 将用上述方法处理的隔板按JBT7630199

5、8第6.17条标准进行检测，除强度发生变化外，其他皆无变化。2.2 电池性能试验 将空白N50蓄电池和注入消泡剂的N50蓄电池，按GB 5008-91进行试验，其中加入有机硅消泡剂、磷酸酯消泡剂和复合消泡剂，其中： 1#含有有机硅消泡剂 2#含有磷酸酯消泡剂 3#含有复合消泡剂 NSO蓄电池试验结果见表1-表43 讨论3.1 消泡剂消泡能力 由表1、表2可见有机硅、磷酸酯、高级醇和复合类消泡剂皆有良好的静态和动态消泡效果若先将消泡剂刷于发泡的隔板上，然后再按照JBT76301998进行发泡试验，其消泡效果发生变化，磷酸酯类消泡剂消泡效果明显下降，而复合消泡剂仍保持良好消泡性，见表3造成以上结果

6、的主要原因是将消泡剂直接加入到已发泡的液面上，其液面的表面张力发生变化，气泡消除，而先刷于发泡隔板上的由于消泡剂被隔板吸附而难以发挥作用。3.2 消泡剂对隔板强度的影响 常用的消泡剂都是小分子有机物质，可能会溶解隔板主体材料。因PE、PP隔板主体材料都是PE、PP，而10-G隔板主体材料是玻璃纤维，所以这些消泡剂对它们的强度没有什么影响，PVC隔板主体材料是PVC，而磷酸酯正好是PVC良好的增塑剂，所以对其强度有很大影响，即用磷酸酯处理过的PVC隔板将产生溶胀、收缩、变形和开裂，所以不能用磷酸酯对发泡的隔板进行处理：3.3 消泡剂对电池的影响 由表4表7可见，加入的任何一种消泡剂，对电池干荷电

7、性能都有很大影响，而对C20影响很小，18低温起动性能影响不大，这主要是因为开始加入的消泡剂吸附到极板上，污染极板，但经过第一次充电后，吸附在极板上的消泡剂从极板上被“冲掉”而均匀溶于硫酸溶液中表现为在第二次的20小时率容量测试中C20和空白电池比并无差别，但由于有机溶剂溶于硫酸溶液中，使其内阻稍有升高，而后的-18低温起动电压稍低于空白电池。 本试验中磷酸酯消泡剂对电池的影响要大于有机硅。4 结论 综上所述，适当消泡剂能够消除电池充电时隔板产生的气泡(沫)，但会较大的影响电池的干荷电性能，同时对低温起动性能和充电接受性能也有一些影响，但对容量几乎没有影响。 隔板产生气泡(沫)的表面活性剂不同

8、，消泡用的消泡剂也不同，因此本试验中所用的消泡剂仅是其中的几种，又因为加入的消泡剂种类和量的不同，其对电池的影响也不同，本结论仅在试验范围内有效。本试验范围以外还有许多适宜的消泡剂，估计它们对电池的影响也会不同。表4 空白电池性能次数 项目容量Ah起动放电电流AsV1234567干荷电起动C2018起动C2018起动C2018起动41.673533.621506060607.6110.608.4210.508.5410.508.592002.52002.52002.5200充电接受：充电电压14.40V，充电电流6.0A表5 含有硅油消泡剂电池性能次数 项目容量Ah起动放电电流AsV12345

9、67干荷电起动C2018起动C2018起动C2018起动40.8237.5533.331506060603.8710.508.5810.508.3610.508.352002.52002.52002.5200充电接受：充电电压14.40V，充电电流5.1A表6 含有磷酸酯消泡剂电池性能次数 项目容量Ah起动放电电流AsV1234567干荷电起动C2018起动C2018起动C2018起动40.6237.5523.551506060602.4710.507.6010.507.8710.507.902002.52002.52002.5200充电接受：充电电压14.40V，充电电流4.4A表7 含有复合消泡剂电池性能次数 项目容量Ah