特种纸及铅蓄电池用隔板发展趋势

2016-08-04江西省轻工业研究所江西南昌330029

华东纸业 2016年3期

关键词：特种纸隔膜隔板

杨　洁（江西省轻工业研究所，　江西　南昌 330029）

特种纸及铅蓄电池用隔板发展趋势

杨洁
（江西省轻工业研究所，江西南昌 330029）

简述特种纸的定义及发展意义，同时阐述铅蓄电池用隔板的分类、用途与发展。

特种纸分类铅蓄电池用隔板发展

0　前言

随着我国2002年加入WTO和经济飞速发展，国内特种纸进口依赖度远远下降，但是目前高科技含量的特种纸还是依赖进口。根据特种纸现状和潜能，市场新产品的研发与创新大部分从进口特种纸这个领域实施突破，由进口转化为出口。

1　特种纸的定义

特种纸是将不同的纤维利用抄纸机抄造成具有特殊功能的纸张。在原料上不必只限于植物纤维，其他纤维如合成纤维、无机纤维都可使用。在结构上，除了纤维交织的那一层外,还能再加工，增加层数。在效果上,可以根据需要按设计性能来制造，配合不同材料进行修饰或加工，赋予纸张不同的功能及用途。例如:生活用、建材用、电气制品用、工业过滤器用、机械工业用、农业用、信息用、光学用、文化艺术用、生化尖端技术用等等，只要是用于特殊用途的纸材，全部统称为特种纸。

特种纸与加工纸时常容易混淆，其实各自都有显著的特点:

（1）从原材料方面。特种纸大多数是采用植物纤维或其他少量纤维抄造而成的。加工纸所选用的原料主要是特殊纤维(包括变性纤维),所谓的特殊纤维,是指化学纤维、玻璃纤维、碳素纤维、金属纤维等。

（2）在功能上。加工纸比特种纸更具独特的功能性，如量子力学、电磁效应等。

（3）广泛性。特种纸运用在生活的方方面面，具有一般性；而加工纸在专业、针对性比较强的领域下使用，具有独特性。

那有人会提问到特种纸和普通纸又有何区别:

（1）从原材料方面。普通纸是由植物纤维抄造而成；特种纸是除了植物纤维，还可以复配非植物纤维，如玻璃纤维、碳素纤维、金属纤维等，以弥补植物纤维的先天弱点。

（2）性能的改良。通过添加化学品、助剂来突出某种性能。

（3）实际应用范围广泛。特种纸运用在文化、工业、军事各方面[1]。

2　特种纸的分类及意义

特种纸的分类有很多种，大致分为:印刷用特种纸、信息用特种纸、包装用特种纸、工业用特种纸、农业用特种纸、生活用特种纸、医药用特种纸、军事用特种纸、其他特种纸。制浆或造纸属于重资产行业，长时间依赖国外仪器设备。特种纸是造纸中的一个细分领域，大部分是小型企业。小企业并不代表落后生产力，它们以高附加值、打造自主品牌，快速占领产品市场，市场前景光明。

3　非植物纤维纸的定义与分类

传统纸张主要包括书写印刷用文化用纸，包装用纸和生活用纸，这类产品都趋于稳定。但是非植物纤维纸却是发达国家非常活跃的研究领域。近年来，我国慢慢打破传统造纸观念，开始生产部分种类的中高端产品，甚至以往是依赖进口的，也转化成为主要出口国。

国际上对这类材料通称是湿法无纺布，以水为分散、流送介质，根据需要添加一些功能性助剂，经过抄造技术成形。其主要难题为:分散流送、抄纸成形、增强剂以及相关工艺和设备。非植物纤维包括合成纤维、人造纤维、无机纤维、动物纤维、金属纤维、合成浆粕等原料，其运用在服装、床上用品、日用包装、医疗卫生、过滤材料、电气、热功能、印刷等方面有着重要作用。

4　铅蓄电池用隔板

铅蓄电池虽说是电子行业，但是电池用隔板传统上是湿法抄造而成，我国已经成为世界上最大的铅蓄电池生产国，铅蓄电池产量超过世界总产量的1/4。2010年，我国铅蓄电池总产量约1.4 47亿kVAh，耗用金属铅为280多万t，铅蓄电池的总销售额已超过1 330亿元。现有江森控制公司、艾诺斯、风帆、骆驼、统一和万里等蓄电池企业。我国的铅蓄电池工业已基本形成起动、动力、工业电池三份天下的局面，总量基本接近。目前，该产业仍属于劳动和资源密集型产业，小型企业数量占90%左右。

电池中隔板的作用:

（1）避免正负极板的活性物质直接接触，防止电池短路。

（2）有足够的孔隙，是离子的良好导体，允许离子迁移。

（3）在铅蓄电池环境下，隔板长期浸没在H2SO4里，充放电过程中有O2，且产生热量，并要求隔板材料有稳定的化学性能和良好的机械性能，如耐酸性、耐氧化、耐高温等。

（4）电阻要小，如果用玻璃纤维作隔板材料，其本身就不具有导电性，电解液充满隔板的孔，离子的迁移构成隔板的导电性，因此隔板的电阻与隔板的孔结构有直接关系[2]。

（5）若是阀控式铅蓄电池隔板，除了玻璃纤维做隔板外，还需要高的孔隙率，保证有气体通道，具有高纯度（若含杂质则会溶解、增加自放电）和足够的拉伸强度、压缩性。

目前铅蓄电池用隔膜根据所采用材料不同可以分为四大类:

（1）塑料（PE/二氧化硅，PVC/二氧化硅，烧结PVC）。

（2）纸质（酚醛树脂浸渍玻璃纸）。

（3）玻璃（玻璃纤维）。

（4）橡胶（硬质橡胶/二氧化硅、韧性橡胶/二氧化硅、涂覆橡胶/ 二氧化硅）。

玻璃、纸质和烧结PVC隔膜可以划分为大孔隔膜（指平均孔径远大于 10 μm的），而其他隔膜则属于微孔隔膜（指平均孔径小于 1 μm的）。从20 世纪 70 年代PE隔膜在美国开始普及，20 世纪80 年代在欧洲普及，现在PE隔膜已占据了100%的美国市场和超过 70%世界其他汽车市场[3]。

常规的铅酸蓄电池主要类型有：

（1）固定式铅酸电池，多应用于大型光伏电站和通信系统。

（2）工业型密封电池，主要用于通讯、军事等工业光伏系统，无需维护，也便于安装，但价格较贵，寿命较短。

（3）小型密封电池，大多数为6V、12V组合电池，其使用寿命更短，价格更贵，常用于户用光伏系统。

轿车用起动型蓄电池由干荷电式逐步转为免维护型，双层盖迷宫结构实现了使用过程无需加液、不漏酸，便于用户使用;电池合金技术的进步，提高了板栅的耐腐性能，延长了蓄电池的使用寿命；采用PE袋式隔板、玻璃纤维复合隔板代替片式橡胶隔板，降低了材料成本，提高了蓄电池的使用寿命；采用拉网结构或连续生产板栅工艺，减少了能源和动能浪费，提高了生产效率及电池的重量比能量。

SWP隔板由矽藻土、合成纤维和热熔胶等材料组成。SWP隔板的结构比较致密，热熔胶将纤维材料和颗粒材料紧密地结合在一起，强度较好；最大孔径在20 μm左右，不容易引起铅枝晶渗透短路;孔率接近70%，基厚偏薄在0.30 mm左右，电阻较小，适合蓄电池起动放电，由于SWP隔板使用了较多的无机材料，所以耐氧化性、耐高温性能较好，特别适合在高温电池中使用。

近11年来，我国铅蓄电池产量和出口额均以每年20%左右的速度增长，产量增长速度仅次于成长期的锂电池，出口增长速度在化学电池中位居第一。2010年，我国铅蓄电池总产量近1.5 亿kVAh，耗用金属铅200多万t，铅蓄电池的总销售额已超过1 330亿元。中国也已成为全球铅蓄电池主要出口国之一。我国近11年铅蓄电池产量增长情况见图1。