CN104210090A - 用于制备动力电池泡沫镍材料的聚酯海绵的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于制备动力电池泡沫镍材料的聚酯海绵的处理工艺，将聚酯海绵置于温度为200～350℃的真空微波热处理环境中，热处理一定时间后，再于200～350℃条件下将聚酯海绵进行纵向或/和横向拉伸，保持聚酯海绵的孔的纵向孔径与横向孔径比为1：0.5～0.75。本发明的处理工艺，工艺简单，可降低聚酯海绵表面的钝化膜，经该工艺处理后的聚酯海绵，具有较均匀的孔径，使用该聚酯海绵制成的泡沫镍材料，具有较高的比表面积，纵横向的抗拉强度有所提高，更适合车用动力电池用。

Description

用于制备动力电池泡沫镍材料的聚酯海绵的处理工艺
技术领域
本发明涉及一种多孔非金属材料的处理工艺，特别涉及一种用于制备动力电池泡沫镍材料的聚酯海绵的处理工艺。
背景技术
泡沫镍材料由于具有三维网状结构，具有较大的比表面积，被广泛用作电池正极基板材料。聚酯海绵是制备泡沫镍材料最主要的基体材料，常规的聚酯海绵在发泡过程中，表面会受到有机物及高温的污染而产生致密的钝化膜，导致聚酯海绵在进行导电化处理时，表面金属粘附力不强。同时传统聚酯海绵受发泡工艺的影响，孔形非常不均匀，并且通孔率较低，导致制备得到的泡沫镍比表面积大受影响，采用传统聚酯海绵做为基体材料制备的泡沫镍材料，在应用于动力电池正极极板材料时，电池性能较低。
发明内容
本发明旨在提供一种可降低聚酯海绵表面钝化膜、从而提高泡沫镍比表面积的用于制备动力电池泡沫镍材料的聚酯海绵的处理工艺。
本发明通过以下方案实现：
一种用于制备动力电池泡沫镍材料的聚酯海绵的处理工艺，将聚酯海绵置于温度为200～350℃的真空微波热处理环境中，热处理一定时间后，再于200～350℃条件下将聚酯海绵进行纵向或/和横向拉伸，保持聚酯海绵的孔的纵向孔径与横向孔径比为1：（0.5～0.75）。
为保证热处理效果和考虑生产效率，每平米聚酯海绵在所述的真空微波热处理环境中的热处理时间为30～50min。
为保证聚酯海绵的孔的纵向孔径与横向孔径的比例，所述纵向拉伸的拉力范围为20～45N，且在选定的纵向拉力值保持恒定；所述横向拉伸的拉力范围为15～30N，且在选定的横向拉力值保持恒定。
与现有技术相比，本发明的优点体现于：
1. 本发明的处理工艺，工艺简单，易于实现，可降低聚酯海绵表面的钝化膜。
２.使用该工艺处理的聚酯海绵，具有较均匀的孔径。
3、使用该工艺处理后的聚酯海绵制备得到的泡沫镍材料，具有较高的比表面积，比常规泡沫镍材料提高15%以上，纵横向的抗拉强度也有所提高，纵横向延伸率较好，更适合车用动力电池用。
附图说明
图1  经实施例1工艺处理后的聚酯海绵和未经处理的聚酯海绵的微观结构图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
将1.0mm厚的聚酯海绵置于温度为200℃的真空微波热处理炉中，热处理50min，可将微波加热功率设置为80KW，微波频率选择800MHz，以满足真空微波热处理炉的温度要求，再在200℃的环境温度下将聚酯海绵进行纵向和横向拉伸，为了节省设备，可直接在真空微波热处理炉中进行，纵向拉伸的拉力恒定为20N，横向拉伸的拉力恒定为15N，保持聚酯海绵的孔的纵向孔径与横向孔径比为1：0.5。
将经过上述工艺处理后得到的聚酯海绵与未经处理的聚酯海绵，分别在电镜下观察其微观结构，具体如图1所示，其中，（a）为未经处理的聚酯海绵的微观结构图，（b）为经本发明工艺处理后的聚酯海绵的微观结构图，从图中可明显看出，经本发明工艺处理后的聚酯海绵其孔径较均匀。
使用经过上述工艺处理后得到的聚酯海绵制备成泡沫镍材料，并将其与使用未经处理的聚酯海绵制备得到的泡沫镍材料进行性能对比检测，其检测结果见表一所示。从表一中的检测结果对比看出，经本发明工艺处理后的聚酯海绵制得的泡沫镍材料具有较高的比表面积，约提高16.8%，纵横向的抗拉强度较好，纵横向的延伸率较好。
表一  不同材料的性能对比检测结果
检测项目 比表面积cm2/g 纵向抗拉强度N/mm2 纵向延伸率 横向抗拉强度N/mm2 横向延伸率
未经处理的聚酯海绵制得的泡沫镍材料 1.25 1.22 8% 1.05 11%
经本发明工艺处理后的聚酯海绵制得的泡沫镍材料 1.46 1.35 10% 1.26 14%
实施例2
采用如实施例1基本相同的工艺处理聚酯海绵，与其不同的工艺条件如下：
1、真空微波热处理炉的温度为300℃，可将微波加热功率设置为100KW，微波频率选择1000MHz，以满足真空微波热处理炉的温度要求，热处理时间为40min；
2、聚酯海绵进行纵向和横向拉伸且在温度为300℃的环境下进行，纵向拉伸的拉力恒定为35N，横向拉伸的拉力恒定为25N，保持聚酯海绵的孔的纵向孔径与横向孔径比为1：0.65。
 
实施例3
采用如实施例1基本相同的工艺处理聚酯海绵，与其不同的工艺条件如下：
1、真空微波热处理炉的温度为350℃，可将微波加热功率设置为120KW，微波频率选择1200MHz，以满足真空微波热处理炉的温度要求，热处理时间为30min；
2、聚酯海绵进行纵向和横向拉伸且在温度为350℃的环境下进行，纵向拉伸的拉力恒定为45N，横向拉伸的拉力恒定为30N，保持聚酯海绵的孔的纵向孔径与横向孔径比为1：0.75。
实施例4
采用如实施例1基本相同的工艺处理聚酯海绵，与其不同额工艺条件如下：
1、真空微波热处理炉的温度为280℃，可将微波加热功率设置为90KW，微波频率选择900MHz，以满足真空微波热处理炉的温度要求，热处理时间为45min；
2、聚酯海绵进行纵向拉伸且在温度为280℃的环境下进行，纵向拉伸的拉力恒定为28N，保持聚酯海绵的孔的纵向孔径与横向孔径比为1：0.55。
实施例5
采用如实施例1基本相同的工艺处理聚酯海绵，与其不同额工艺条件如下：
1、真空微波热处理炉的温度为320℃，可将微波加热功率设置为108KW，微波频率选择1100MHz，以满足真空微波热处理炉的温度要求，热处理时间为35min；
2、聚酯海绵进行横向拉伸且在温度为320℃的环境下进行，横向拉伸的拉力恒定为22N，保持聚酯海绵的孔的纵向孔径与横向孔径比为1：0.6。  

Claims (4)

1. 用于制备动力电池泡沫镍材料的聚酯海绵的处理工艺，其特征在于：将聚酯海绵置于温度为200～350℃的真空微波热处理环境中，热处理一定时间后，再于200～350℃条件下将聚酯海绵进行纵向或/和横向拉伸，保持聚酯海绵的孔的纵向孔径与横向孔径比为1：0.5～0.75。
2.如权利要求1所述的用于制备动力电池泡沫镍材料的聚酯海绵的处理工艺，其特征在于：每平米聚酯海绵在所述的真空微波热处理环境中的热处理时间为30～50min。
3.如权利要求1或2所述的用于制备动力电池泡沫镍材料的聚酯海绵的处理工艺，其特征在于：所述纵向拉伸的拉力范围为20～45N，且在选定的纵向拉力值保持恒定。
4.如权利要求1或2所述的用于制备动力电池泡沫镍材料的聚酯海绵的处理工艺，其特征在于：所述横向拉伸的拉力范围为15～30N，且在选定的横向拉力值保持恒定。
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