CN104022251A - 一种双功能锌银一次电池隔膜及其制备方法 - Google Patents

一种双功能锌银一次电池隔膜及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104022251A
CN104022251A CN201410212321.8A CN201410212321A CN104022251A CN 104022251 A CN104022251 A CN 104022251A CN 201410212321 A CN201410212321 A CN 201410212321A CN 104022251 A CN104022251 A CN 104022251A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silver
zinc
barrier film
functional layer
diaphragm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410212321.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104022251B (zh
Inventor
肖伟
赵丽娜
刘建国
严川伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Metal Research of CAS
Original Assignee
Institute of Metal Research of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Metal Research of CAS filed Critical Institute of Metal Research of CAS
Priority to CN201410212321.8A priority Critical patent/CN104022251B/zh
Publication of CN104022251A publication Critical patent/CN104022251A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104022251B publication Critical patent/CN104022251B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44—Fibrous material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及锌银电池隔膜制备领域，特别是一种双功能锌银一次电池隔膜及其制备方法。隔膜具有非对称结构，由纤维膜吸液功能层和微孔膜阻银功能层组成，多孔纤维膜保证隔膜的吸液性，微孔膜赋予隔膜高的阻银性和耐氧化、耐碱腐蚀性，且微孔阻银功能层中的无机粒子具有调控隔膜孔径尺寸的作用。将无机粒子与粘合剂以及添加剂等混合获得涂膜浆料，在薄的多孔纤维膜表面制备微孔阻银涂层，此涂层干燥至50％时在其表面粘附厚的纤维膜吸液功能层，经干燥等工艺获得一次电池隔膜。本发明通过一步法将吸液功能层和阻银功能层有机组合，代替传统电池中主隔膜和辅助隔膜，提高了电池装配效率，具有制膜工艺简单、成本低，隔膜综合性能优越等特点，易大规模大尺寸生产。

Description

一种双功能锌银一次电池隔膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及锌银电池隔膜制备领域，特别是一种双功能锌银一次电池隔膜及其制备方法。
背景技术
锌银一次电池的发展至今已有50多年的历史，由于其具有放电电压平稳、可大电流放电、安全性高等优点，已经广泛应用在导弹、火箭、鱼雷上、卫星等各种军用武器装备上，为动力、仪表、计算机、控制、遥测、安全等系统提供电力。对于锌银一次电池，激活速度和湿态寿命是其两个最为关键的指标。随着武器装备的升级，越来越多的武器装备对电力系统提出了更为严格的要求，如：新型导弹要求锌银一次电池的激活时间在一秒以内，湿态寿命数十个小时等，导致目前的锌银电池系统越来越难以达到要求，成为限制上述装备发展的瓶颈。
锌银一次电池主要包括正极板、负极板和隔膜三部分，整个电池的性能由三种材料决定。隔膜具有隔离正、负极，提供离子扩散通道的作用，对于一次锌银电池，隔膜的性能直接影响电池的激活速度和湿态寿命。
以醋酸纤维素、改性纤维素、改性聚乙烯醇等材料为主体的隔膜是目前锌银一次、二次电池隔膜广泛应用的材料。但是，对于一次电池隔膜，上述材料的吸液性不足，装配电池时还需加装辅助隔膜来帮助主隔膜吸收电解液完成电池快速激活的要求，为电池装配带来麻烦，且由于主隔膜为致密膜，只有充分吸收电解液溶胀后才能较好地传递离子，造成电池内阻较大，影响一次电池的激活速度。
为了解决上述问题，提高一次电池隔膜的吸液性和湿态寿命，研究者不使用主隔膜，以大孔纸类材料作为隔膜来装配电池，虽然吸液性较好，但是电池的湿态寿命却难以保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双功能锌银一次电池隔膜及其制备方法，此隔膜包括有纤维膜吸液功能层和微孔阻银功能层，用此方法制备的电池隔膜具有电解液吸液速度快、耐碱腐蚀、耐氧化性强等优点，能显著改善锌银一次电池的充放电性能和使用寿命，满足高性能锌银一次电池对隔膜的严格要求。
本发明的技术方案是：
一种双功能锌银一次电池隔膜，隔膜具有非对称结构，由纤维膜吸液功能层和微孔膜阻银功能层组成，由含有无机粒子的涂膜浆料经过涂膜工艺、预干燥、粘合吸液功能层、干燥和亲水处理制备得到；
所述的纤维膜吸液功能层为吸液速度快、保液性高的无纺布或纸类材料，所述的微孔膜阻银功能层为有机粘合剂和无机粒子混合浆料涂覆超薄无纺布获得的复合微孔涂层，所述的无机粒子为耐碱性、耐氧化性高的陶瓷材料。
所述的双功能锌银一次电池隔膜，无纺布为纤维素无纺布、醋酸纤维素无纺布、聚乙烯醇无纺布、亲水处理的聚烯烃无纺布或聚酯无纺布，纸类材料为具有高吸液性的多孔纸结构材料：皱纹纸、多孔棉纸或陶瓷纤维纸。
所述的双功能锌银一次电池隔膜，含有无机粒子的涂膜浆料由以下质量份的原料组成：500～10000质量份溶剂、30～1000质量份粘合剂、20～2400质量份无机粒子、20～300质量份添加剂；其中，
溶剂为甲苯、丙酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷的一种或两种以上任意比例混合物；
粘合剂为聚乙烯醇、醋酸纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲脂溶液或丁苯橡胶乳液、具有粘性的有机高分子材料中的一种或两种以上任意比例混合物；
无机粒子为微孔、中孔或大孔类沸石粒子、三氧化二铝、二氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化镁中的一种或两种以上任意比例混合物，无机粒子为粉末状，粒径分布均匀，范围为0.05μm～8.0μm；
添加剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇、环己烷、四氢呋喃的一种或两种以上任意比例混合物。
所述的预干燥工艺为使溶剂挥发的工艺：热风干燥、红外干燥或微波辐射干燥。
所述的涂膜浆料的固含量为4wt％～70wt％，其中无机粒子、粘合剂的质量比10:1～1:10。
所述的纤维膜吸液功能层厚度为20μm～500μm，孔隙率为30％～95％，平均孔径为0.1μm～1000μm；
所述的微孔膜阻银功能层厚度为5μm～100μm，孔隙率为20％～75％，平均孔径为0.02μm～1.0μm；
所述的超薄无纺布底膜厚度为5μm～60μm，孔隙率为20％～90％，平均孔径为0.3μm～20μm。
所述的双功能锌银一次电池隔膜的制备方法，包括无机粒子改性、制备涂膜浆料、制备功能层、预干燥、粘合吸液功能层、亲水处理过程；其中，
所述的无机粒子改性为经过硅烷偶联剂进行表面处理，硅烷偶联剂包括乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷的一种或两种以上任意比例混合物；
所述的制备涂膜浆料，将溶剂、粘合剂、无机粒子和添加剂混合，浆料的混合方式采用机械搅拌、球磨搅拌和超声处理方式中的一种或两种以上配合；
所述的制备微孔阻银功能层工艺采用喷膜法、刮膜法、流延法、辊涂法中的一种或两种以上共用，在超薄无纺布表面涂覆无机涂层。
所述的亲水处理采用5wt％～50wt％的碱液于25℃～90℃处理功能层0.5h～10h。
所述的隔膜最终需经过辊压调整一致性。
本发明的优点和有益效果是：
1、基于传统锌银一次电池隔膜的缺陷，本发明提出以下想法：将传统主隔膜和辅助隔膜有机整合成一体，通过一步法制备出具有双功能的锌银一次电池隔膜。由纤维膜吸液功能层和微孔膜阻银功能层组成的新型隔膜，充分利用纸类、纤维类材料的吸液性保持隔膜高的吸液速度。同时，利用微孔膜调控整个膜的阻银性，获得吸液性能、机械性能和电学性能俱佳的电池隔膜，该方法能够综合提高锌银电池的激活速度和湿搁置寿命。
2、使用本发明工艺制备的锌银一次电池隔膜具有生产工艺简单、成本低廉、综合性能优异等特点，可实现大规模工业化生产。
总之，本发明隔膜具有非对称结构，包括纤维膜吸液功能层和微孔膜阻银功能层，纤维膜吸液功能层保证隔膜具有传统辅助隔膜的吸液速度，微孔膜阻银功能层赋予隔膜高的阻银性、耐氧化性和耐碱腐蚀性。同时，微孔阻银功能层中的无机粒子还具有调控隔膜孔径尺寸、抑制银迁移的作用。将无机粒子与粘合剂以及添加剂等混合获得涂膜浆料，涂覆于超薄无纺布底膜表面，在薄的多孔纤维膜表面制备微孔阻银功能涂层，经预干燥(涂层干燥至50％)后与较厚的纤维膜吸液功能层粘合，最终干燥后经过亲液处理获得新型一次电池隔膜。本发明通过一步法将吸液功能层和阻银功能层有机组合，代替传统电池中主隔膜和辅助隔膜，将传统锌银一次电池的主隔膜和辅助隔膜有机整合，使一种膜兼具两种隔膜的功能，提高了电池装配效率，克服了传统锌银一次电池隔膜的缺点，具有制膜工艺简单、成本低，隔膜综合性能优越等特点，易大规模大尺寸生产。
具体实施方式
本发明双功能锌银一次电池隔膜，隔膜具有非对称结构，由纤维膜吸液功能层和微孔膜阻银功能层组成，由含有无机粒子的涂膜浆料经过涂膜工艺、预干燥、粘合吸液功能层、干燥和亲液处理等工艺制备。所述的纤维膜吸液功能层为吸液速度快、保液性高的无纺布或纸类材料，所述的微孔膜阻银功能层为有机粘合剂和无机粒子混合浆料涂覆超薄无纺布获得的微孔涂层，所述的无机粒子为耐碱性、耐氧化性高的陶瓷材料。
所述的纤维膜吸液功能层的材料包括：纤维素无纺布、醋酸纤维素无纺布、聚乙烯醇无纺布、亲水处理的聚烯烃、聚酯等无纺布，以及皱纹纸、多孔棉纸、陶瓷纤维纸等具有高吸液性的多孔纸结构材料。所述的微孔膜阻银功能层包括超薄无纺布底膜和有机-无机粒子混合浆料组成的复合微孔涂层。
所述的含有无机粒子的涂膜浆料由以下质量份的原料组成：500～10000质量份溶剂、30～1000质量份粘合剂、20～2400质量份无机粒子、20～300质量份添加剂。所述的涂膜浆料的溶剂为甲苯、丙酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷的一种或两种以上任意比例混合物；所述的涂膜浆料的粘合剂为聚乙烯醇、醋酸纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲脂溶液或丁苯橡胶乳液、具有粘性的有机高分子材料中的一种或两种以上任意比例混合物；所述的涂膜浆料的无机粒子为微孔、中孔或大孔类沸石粒子、三氧化二铝、二氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化镁中的一种或两种以上任意比例混合物，无机粒子为粉末状，粒径分布均匀，范围为0.05μm～8.0μm；所述的涂膜浆料的添加剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇、环己烷、四氢呋喃的一种或两种以上任意比例混合物。
所述的预干燥工艺包括：热风干燥、红外干燥、微波辐射干燥等使溶剂挥发的工艺。所述的涂膜浆料的固含量为4wt％～70wt％，其中无机粒子、粘合剂的质量比10:1～1:10。
所述的纤维膜吸液功能层厚度为20μm～500μm，孔隙率为30％～95％，平均孔径为0.1μm～1000μm。所述的微孔膜阻银功能层厚度为5μm～100μm，孔隙率为20％～75％，平均孔径为0.02μm～1.0μm。所述的超薄无纺布底膜厚度为5μm～60μm，孔隙率为20％～90％，平均孔径为0.3μm～20μm。
所述的一种双功能锌银一次电池隔膜的制备方法，包括吸液功能层改性、无机粒子改性、制备涂膜浆料、制备功能层、预干燥、粘合吸液功能层、亲水处理等过程。所述的无机粒子改性为经过硅烷偶联剂进行表面处理，硅烷偶联剂包括乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷的一种或两种以上任意比例混合物。所述的制备涂膜浆料，将溶剂、粘合剂、无机粒子和添加剂混合，浆料的混合方式采用机械搅拌、球磨搅拌和超声处理方式中的一种或两种以上配合。所述的制备微孔阻银功能层工艺采用喷膜法、刮膜法、流延法、辊涂法中的一种或两种以上共用，在超薄无纺布表面涂覆无机涂层。所述的亲水处理采用5％～50％碱液25℃～90℃处理功能层0.5h～10h。所述的隔膜最终需经过辊压调整一致性。
本发明将主隔膜和辅助隔膜有机地整合成一体是一个有效的方法，这种隔膜具有非对称结构，兼具吸液功能和阻银功能。通过调节阻银功能层的制备工艺可以调节隔膜的阻银效果，阻银功能层中的无机粒子不仅可以阻止银迁移，又可以限制枝晶生长，满足锌银一次电池的要求。
下面通过实施例对本发明进一步详细描述。
本发明中，除特别指明，涉及的百分数均为质量百分比。
实施例1
配置质量分数为2.0％的3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液100ml。15g氧化锆粒子(粒度0.2μm)加入上述溶液中，90℃水浴搅拌6h。离心后水洗4次后干燥获得改性无机粒子。将0.5g醋酸纤维素、3.5g氧化锆粒子、0.3g水加入到50g丙酮中，超声溶解，直至获得均匀的涂膜浆料。
以聚乙烯醇无纺布(厚度30μm)为底膜，通过浸渍法在其表面制备涂层，室温干燥40秒，将醋酸纤维素无纺布(厚度70μm)与其粘合成一体，置于80℃烘箱中干燥6h，获得复合隔膜。
将上述复合膜在15wt％的KOH溶液中于60℃下碱处理1.5h，水洗至中性后烘干获得改性后复合膜。最后经过对辊机调整隔膜厚度一致性。
将上述隔膜进行测试。
厚度测试结果：复合隔膜厚度为100μm。
吸液性测试结果：室温下隔膜在30wt％的KOH溶液中的吸液速度为38mm/5min吸液率约为290％。
拉伸强度测试结果：横向、纵向拉伸强度均大于30N/mm2。
实施例2
配置质量分数为2.8％的乙烯基三甲氧基硅烷水溶液100ml。20g MFI沸石粒子(粒度0.6μm)加入上述溶液中，90℃水浴搅拌6h。离心水洗2次后干燥获得改性无机粒子。将0.3g甲基羟乙基纤维素、3.6gMFI沸石粒子、0.4g乙醇加入到50g丙酮中，超声溶解，直至获得均匀的涂膜浆料。
以聚乙烯无纺布(厚度40μm)为底膜，通过辊涂法在其表面制备涂层，室温干燥30秒，将纤维素无纺布(厚度80μm)与其粘合成一体，置于100℃烘箱中干燥6h，获得复合隔膜。
将上述复合隔膜在20wt％的NaOH溶液中于45℃下碱处理4h，水洗至中性后烘干获得改性后复合隔膜。最后经过对辊机调整隔膜厚度一致性。
将上述隔膜进行测试。
厚度测试结果：复合隔膜厚度为110μm。
吸液性测试结果：室温下隔膜在30wt％的KOH溶液中的吸液速度为42mm/5min吸液率约为310％。
拉伸强度测试结果：横向、纵向拉伸强度均大于45N/mm2。
实施例3
配置质量分数为2.8％的甲基丙烯酰氧基硅烷水溶液100ml。25g Al2O3粒子(粒度0.2μm)加入上述溶液中，90℃水浴搅拌5h。离心水洗4次后干燥获得改性无机粒子。将1.4g乙基羟乙基纤维素、4.2g Al2O3粒子、1.5g甲醇加入到50g丙酮中，超声溶解，直至获得均匀的涂膜浆料。
以聚乙烯无纺布(厚度35μm)为底膜，通过喷涂法在其表面制备涂层，室温干燥30秒，将耐碱棉纸(厚度100μm)与其粘合成一体，置于100℃烘箱中干燥6h，获得复合隔膜。
将上述复合隔膜在30wt％的NaOH溶液中于55℃下碱处理4h，水洗至中性后烘干获得改性后复合隔膜。最后经过对辊机调整隔膜厚度一致性。
将上述隔膜进行测试。
厚度测试结果：复合隔膜厚度为110μm。
吸液性测试结果：室温下隔膜在30wt％的KOH溶液中的吸液速度为35mm/5min吸液率约为380％。
拉伸强度测试结果：横向、纵向拉伸强度均大于50N/mm2。
实施例4
配置质量分数为2.0％的3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液100ml。15g ZrO2粒子(粒度0.05μm)加入上述溶液中，90℃下机械搅拌6h。离心水洗4次后干燥获得改性无机粒子。将2.0g聚偏氟乙烯-六氟丙烯、4.0g ZrO2粒子、0.5g水加入到50g丙酮中，超声溶解，直至获得均匀的涂膜浆料。
以聚乙烯醇无纺布(厚度35μm)为底膜，通过浸渍法在其表面制备涂层，室温干燥20秒，将纤维素无纺布(厚度80μm)与其粘合成一体，置于100℃烘箱中干燥6h，获得复合隔膜。
将上述复合隔膜在15wt％的KOH溶液中于50℃下碱处理2.5h，水洗至中性后烘干获得改性后复合隔膜。最后经过对辊机调整隔膜厚度一致性。
将上述隔膜进行测试。
厚度测试结果：复合隔膜厚度为95μm。
吸液性测试结果：室温下隔膜在30wt％的KOH溶液中的吸液速度为50mm/5min吸液率约为330％。
拉伸强度测试结果：横向、纵向拉伸强度均大于38N/mm2。
实施例5
配置质量分数为3.6％的3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液100ml。36g TiO2粒子(粒度0.2μm)加入上述溶液中，90℃下机械搅拌5h。离心水洗4次后干燥获得改性无机粒子。将2.0g聚偏氟乙烯-六氟丙烯、6.0g TiO2粒子、1.0g乙醇加入到50g丙酮中，超声溶解，直至获得均匀的涂膜浆料。
以聚酰胺无纺布(厚度50μm)为底膜，通过刮膜法在其表面制备涂层，室温干燥40秒，将皱纹纸(厚度120μm)与其粘合成一体，置于100℃烘箱中干燥6h，获得复合隔膜。
将上述复合隔膜在30wt％的NaOH溶液中于55℃下碱处理2h，水洗至中性后烘干获得改性后复合隔膜。最后经过对辊机调整隔膜厚度一致性。
将上述隔膜进行测试。
厚度测试结果：复合隔膜厚度为130μm。
吸液性测试结果：室温下隔膜在30wt％的KOH溶液中的吸液速度为60mm/5min吸液率约为390％。
拉伸强度测试结果：横向、纵向拉伸强度均大于55N/mm2。
实施例结果表明，本发明提供的一种双功能锌银一次电池隔膜及其制备方法，使一种膜兼具两种隔膜的功能，克服了传统锌银一次电池隔膜的缺点，具有制膜工艺简单、成本低，隔膜综合性能优越等特点，易大规模大尺寸生产。

Claims (9)

1.一种双功能锌银一次电池隔膜，其特征在于，隔膜具有非对称结构，由纤维膜吸液功能层和微孔膜阻银功能层组成，由含有无机粒子的涂膜浆料经过涂膜工艺、预干燥、粘合吸液功能层、干燥和亲水处理制备得到；
所述的纤维膜吸液功能层为吸液速度快、保液性高的无纺布或纸类材料，所述的微孔膜阻银功能层为有机粘合剂和无机粒子混合浆料涂覆超薄无纺布获得的复合微孔涂层，所述的无机粒子为耐碱性、耐氧化性高的陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的双功能锌银一次电池隔膜，其特征在于：无纺布为纤维素无纺布、醋酸纤维素无纺布、聚乙烯醇无纺布、亲水处理的聚烯烃无纺布或聚酯无纺布，纸类材料为具有高吸液性的多孔纸结构材料：皱纹纸、多孔棉纸或陶瓷纤维纸。
3.根据权利要求1所述的双功能锌银一次电池隔膜，其特征在于：含有无机粒子的涂膜浆料由以下质量份的原料组成：500～10000质量份溶剂、30～1000质量份粘合剂、20～2400质量份无机粒子、20～300质量份添加剂；其中，
溶剂为甲苯、丙酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷的一种或两种以上任意比例混合物；
粘合剂为聚乙烯醇、醋酸纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲脂溶液或丁苯橡胶乳液、具有粘性的有机高分子材料中的一种或两种以上任意比例混合物；
无机粒子为微孔、中孔或大孔类沸石粒子、三氧化二铝、二氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化镁中的一种或两种以上任意比例混合物，无机粒子为粉末状，粒径分布均匀，范围为0.05μm～8.0μm；
添加剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇、环己烷、四氢呋喃的一种或两种以上任意比例混合物。
4.根据权利要求1所述的双功能锌银一次电池隔膜，其特征在于：所述的预干燥工艺为使溶剂挥发的工艺：热风干燥、红外干燥或微波辐射干燥。
5.根据权利要求1所述的双功能锌银一次电池隔膜，其特征在于：所述的涂膜浆料的固含量为4wt％～70wt％，其中无机粒子、粘合剂的质量比10:1～1:10。
6.根据权利要求1所述的双功能锌银一次电池隔膜，其特征在于：所述的纤维膜吸液功能层厚度为20μm～500μm，孔隙率为30％～95％，平均孔径为0.1μm～1000μm；
所述的微孔膜阻银功能层厚度为5μm～100μm，孔隙率为20％～75％，平均孔径为0.02μm～1.0μm；
所述的超薄无纺布底膜厚度为5μm～60μm，孔隙率为20％～90％，平均孔径为0.3μm～20μm。
7.一种权利要求1-6之一所述的双功能锌银一次电池隔膜的制备方法，其特征在于：包括无机粒子改性、制备涂膜浆料、制备功能层、预干燥、粘合吸液功能层、亲水处理过程；其中，
所述的无机粒子改性为经过硅烷偶联剂进行表面处理，硅烷偶联剂包括乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷的一种或两种以上任意比例混合物；
所述的制备涂膜浆料，将溶剂、粘合剂、无机粒子和添加剂混合，浆料的混合方式采用机械搅拌、球磨搅拌和超声处理方式中的一种或两种以上配合；
所述的制备微孔阻银功能层工艺采用喷膜法、刮膜法、流延法、辊涂法中的一种或两种以上共用，在超薄无纺布表面涂覆无机涂层。
8.根据权利要求7所述的双功能锌银一次电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述的亲水处理采用5wt％～50wt％的碱液于25℃～90℃处理功能层0.5h～10h。
9.根据权利要求7所述的双功能锌银一次电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述的隔膜最终需经过辊压调整一致性。
CN201410212321.8A 2014-05-20 2014-05-20 一种双功能锌银一次电池隔膜及其制备方法 Expired - Fee Related CN104022251B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410212321.8A CN104022251B (zh) 2014-05-20 2014-05-20 一种双功能锌银一次电池隔膜及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410212321.8A CN104022251B (zh) 2014-05-20 2014-05-20 一种双功能锌银一次电池隔膜及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104022251A true CN104022251A (zh) 2014-09-03
CN104022251B CN104022251B (zh) 2016-03-30

Family

ID=51438900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410212321.8A Expired - Fee Related CN104022251B (zh) 2014-05-20 2014-05-20 一种双功能锌银一次电池隔膜及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104022251B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104449011A (zh) * 2014-12-04 2015-03-25 中航锂电（洛阳）有限公司 一种锂离子电池绝缘涂料、制备方法及使用该绝缘涂料的极片和锂离子电池
CN105762320A (zh) * 2014-12-16 2016-07-13 哈尔滨市三和佳美科技发展有限公司 微孔陶瓷隔片
CN108690416A (zh) * 2017-03-29 2018-10-23 宋承原 高分子-陶瓷杂化涂布组合物以及使用上述组合物的蓄电池分离膜制造方法
CN109841779A (zh) * 2017-11-24 2019-06-04 深圳市比亚迪锂电池有限公司 一种电池隔膜及其制备方法和电池
CN110350214A (zh) * 2019-07-11 2019-10-18 佛山市金辉高科光电材料股份有限公司 锌空气电池隔膜及其制备方法
CN110534680A (zh) * 2018-05-25 2019-12-03 中国电子科技集团公司第十八研究所 改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法及电池中应用
CN110752339A (zh) * 2019-10-29 2020-02-04 贵州梅岭电源有限公司 一种复合隔膜及其制备方法和基于其的电池

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103107301A (zh) * 2013-01-17 2013-05-15 中国科学院金属研究所 一种新型无机涂层锂离子电池隔膜及其制备方法
CN103400953A (zh) * 2013-07-19 2013-11-20 中国科学院金属研究所 一种具有无机涂层的锌银电池复合隔膜及其制备方法
CN103413906A (zh) * 2013-07-18 2013-11-27 中国科学院金属研究所 一种高吸液性和耐氧化性锌银电池隔膜及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103107301A (zh) * 2013-01-17 2013-05-15 中国科学院金属研究所 一种新型无机涂层锂离子电池隔膜及其制备方法
CN103413906A (zh) * 2013-07-18 2013-11-27 中国科学院金属研究所 一种高吸液性和耐氧化性锌银电池隔膜及其制备方法
CN103400953A (zh) * 2013-07-19 2013-11-20 中国科学院金属研究所 一种具有无机涂层的锌银电池复合隔膜及其制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104449011A (zh) * 2014-12-04 2015-03-25 中航锂电（洛阳）有限公司 一种锂离子电池绝缘涂料、制备方法及使用该绝缘涂料的极片和锂离子电池
CN105762320A (zh) * 2014-12-16 2016-07-13 哈尔滨市三和佳美科技发展有限公司 微孔陶瓷隔片
CN108690416A (zh) * 2017-03-29 2018-10-23 宋承原 高分子-陶瓷杂化涂布组合物以及使用上述组合物的蓄电池分离膜制造方法
CN108690416B (zh) * 2017-03-29 2020-07-28 杰拉布里德有限公司 高分子-陶瓷杂化涂布组合物以及使用上述组合物的蓄电池分离膜制造方法
CN109841779A (zh) * 2017-11-24 2019-06-04 深圳市比亚迪锂电池有限公司 一种电池隔膜及其制备方法和电池
CN110534680A (zh) * 2018-05-25 2019-12-03 中国电子科技集团公司第十八研究所 改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法及电池中应用
CN110350214A (zh) * 2019-07-11 2019-10-18 佛山市金辉高科光电材料股份有限公司 锌空气电池隔膜及其制备方法
CN110752339A (zh) * 2019-10-29 2020-02-04 贵州梅岭电源有限公司 一种复合隔膜及其制备方法和基于其的电池

Also Published As

Publication number Publication date
CN104022251B (zh) 2016-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104022251B (zh) 一种双功能锌银一次电池隔膜及其制备方法
CN108305972B (zh) 一种陶瓷涂层隔膜及制备方法和应用
CN103400953B (zh) 一种具有无机涂层的锌银电池复合隔膜及其制备方法
CN103618059B (zh) 一种高分子无机涂层锂离子电池隔膜及其制备方法
CN105304846B (zh) 一种锂离子电池用复合无纺布陶瓷隔膜及其制备方法
CN103078075B (zh) 具有耐高温层的复合膜、制备方法和电池
WO2017107436A1 (zh) 一种复合涂层锂离子电池隔膜及其制备方法
CN108281592A (zh) 一种耐高温的复合电池隔膜及其制备方法
WO2016034020A1 (zh) 陶瓷和凝胶聚合物多层复合的锂电池隔膜及其制备方法
CN113363672A (zh) 一种锂离子电池用喷涂隔膜及其制备方法
CN108258171A (zh) 一种耐高温涂层复合隔膜及其制备方法和应用
CN108336279A (zh) 一种纳米粒子涂覆的锂离子电池隔膜及其制备方法
CN103102717A (zh) 一种锂离子电池用水性陶瓷涂料及其应用
CN103107301A (zh) 一种新型无机涂层锂离子电池隔膜及其制备方法
CN108075088B (zh) 含磺化石墨烯锂盐的锂电池隔膜、其制备方法及应用
CN104022244B (zh) 具有吸液层和功能层的锌银一次电池复合隔膜及制备方法
WO2021089016A1 (zh) 一种用于锂离子电池隔膜的功能涂层材料及其制备方法
CN107369848A (zh) 一种三明治结构的复合电解质及其制备方法
CN109742290A (zh) 一种压敏耐高温型功能隔膜、压敏耐高温颗粒及制备方法
CN109509855A (zh) 一种芳纶陶瓷隔膜及其制备方法和用途
CN109449353A (zh) 一种新型锂电池隔膜
CN106784526B (zh) 一种作为锂离子电池用的陶瓷涂覆隔膜及其制备方法
WO2022068178A1 (zh) 一种电化学装置，新型无纺布陶瓷隔膜及其制备方法
CN109524599A (zh) 高离子电导率柔性硫化物固态电解质隔膜及其制备方法
Chen et al. The research progress of Li-ion battery separators with inorganic oxide nanoparticles by electrospinning: A mini review

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160330

Termination date: 20210520