CN105870383A - 一种电池、电容器隔膜及其制备方法 - Google Patents
一种电池、电容器隔膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105870383A CN105870383A CN201610350682.8A CN201610350682A CN105870383A CN 105870383 A CN105870383 A CN 105870383A CN 201610350682 A CN201610350682 A CN 201610350682A CN 105870383 A CN105870383 A CN 105870383A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- diaphragm
- fiber
- capacitor
- capacitor 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
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 92
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 claims abstract description 16
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims abstract description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000011232 storage material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 38
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 35
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 22
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 21
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 21
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims description 16
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 15
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 12
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims description 11
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 claims description 10
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 238000010009 beating Methods 0.000 claims description 5
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 2
- HTMIBDQKFHUPSX-UHFFFAOYSA-N methdilazine Chemical group C1N(C)CCC1CN1C2=CC=CC=C2SC2=CC=CC=C21 HTMIBDQKFHUPSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 abstract description 4
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 abstract 2
- 238000004537 pulping Methods 0.000 abstract 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 abstract 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 2
- 229920000433 Lyocell Polymers 0.000 description 1
- 229910018095 Ni-MH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018477 Ni—MH Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000003866 digestant Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N potassium dichromate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
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
- H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/52—Separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
-
- 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
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/429—Natural polymers
- H01M50/4295—Natural cotton, cellulose or wood
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
本发明涉及一种电池、电容器隔膜及其制备方法,按照制备原料中各种原料占隔膜成品重量百分比,亚硫酸盐木浆为65%~75%、SAF超吸水纤维为10%~20%、凹凸棒矿粉为5%~30%、壳聚糖为0.3~0.8%、合成纤维为3%、储氢材料ZnO2为1.2%~1.7%;其制备方法为:通过植物纤维制浆、无机粉末分散、超吸水纤维分散,混合制浆、湿法成型、挤压脱水、加热脱水、单面粗化、收卷分切等工艺,制得成品,克服了现有工艺和技术中电池超级电容隔膜的孔径与孔隙率难以控制、电解液保持率低、质子通过阻力大、施胶过程控制困难、无法实现隔膜单面粗化等缺点,提供一种保液率高、透气性好、物理性能高、内阻低、工艺和技术更为先进的电池电容器隔膜及其制备方法。
Description
技术领域
本发明属于湿法造纸、电化学技术领域,涉及一种电池、电容器隔膜及其制备方法。
背景技术
电池、超级电容隔膜是电池、超级电容四大核心技术之一,其价值占比高达20-30%。高质量的电池、超级电容隔膜生产越来越受到重视。目前电池、超级电容隔膜通常以化学纤维为原料,采用湿法无纺布的生产工艺生产。与传统的造纸相比,湿法无纺布的生产有许多特殊的工艺。
高质量的电池、超级电容隔膜纸,多选用100%低熔点纤维抄造的纸页,如PP、PE。为了满足电池隔膜纸特殊的亲水性要求,往往要对化学纤维抄造的无纺布进行亲水化处理。常用的亲水处理方法有强氧化剂法、强酸—重铬酸钾溶液处理法、等离子体处理法。通过实验表明,三种亲水化处理方法都是切实有效的。优点是成膜工艺易于控制,隔膜物理指标容易保证,隔膜的强度、内阻有较大提高;缺点是成膜工艺复杂、不环保、产品一致性难以保证,虽然物理保液性能提高,但化学锁定液量难以保证,不能满足超级电容、动力电池对隔膜面内阻极低的需求。
低内阻是电池、超级电容最为关键的指标,内阻越低,充电时间越短,越能满足生产生活的需要。电池、超级电容隔膜是产生内阻的主要因素,关系到电池制造商、军品电池供应商、超级电容器制造商的生死存亡。目前在电池、超级电容隔膜生产制造过程中,主要存在以下几个方面问题:
1、电解液保持率低,质子通过时的阻力大,现有技术方案不是从材料源头解决隔膜内部孔隙率问题,而是将已经制造成型的隔膜通过光辐射、腐蚀等后处理工艺制造孔隙,难点在于胶均匀涂布,析出物均匀分布,如果不是均匀理想的分布状态,造出来的孔不可能均匀,要么孔隙率低内阻高,要么孔隙率高导致电池、超级电容产品自放电超标,隔膜的孔径、孔隙率很难满足精确到电池、超级电容正负极之间电子绝缘、离子高速通过的要求,产品一致性也难以保证。另外,隔膜亲水性不好,后处理过程非常复杂,成本极高且不环保;
2、PE/PP/、PE/PP/PE等多重复合膜,施胶过程控制非常困难,导致微孔堵塞、不均,隔膜透气性差、内阻大;
3、无法实现隔膜单面粗化,不能最大限度的提供质子与隔膜接触表面积,以降低由隔膜所产生的电池、超级电容内阻。
通过检索,发现如下两篇与本发明专利申请相关的专利文献:
1、CN102728144B中国发明公开了一种湿法造纸成型的电池电容器隔膜过滤材料及其制备方法,制备原料中:各种纤维成份的重量百分比为植物纤维3~10%、合成纤维90~97%;无机粉末为纤维重量的1~40%,有机粉末为纤维重量的0.1~20%;增强材料为纤维重量的10~30%;其制备方法的特点是:植物纤维和合成纤维分别打浆,无机粉末和有机粉末经过高压均质混合。本制备方法工艺简单,能有效控制孔径的大小,提高孔径的均匀性,且是迷宫式曲孔,过滤精度和效率较高,降低隔膜内阻,隔膜的保液率高、耐高温性能高、尺寸变形小、避免晶枝生成、使用寿命长。原料成本和制造成本与全化学纤维过滤材料相当,材料的性价比优于传统材料,具有较好的经济效益和社会效益。
2、CN103100264B中国发明专利公开了一种湿法无纺布成型的电池电容器隔膜过滤材料及其制备方法,纤维原料重量百分比为:植物纤维0.1-2.5%、合成纤维80-99.9%;无机粉末为纤维重量的45-1000%,有机粉末为纤维重量的0-50%,增强粘结剂为纤维重量的0.5-15%;其制备方法是:植物纤维和合成纤维分别打浆,无机粉末和有机粉末经高压均质混合后用成型器单层或多层成型,然后涂布和热轧、改性处理,改变了隔膜的各项物理化学指标,能有效控制孔径的大小,提高孔径的均匀性,且是迷宫式曲孔能避免枝晶生成,过滤精度和效率较高,降低隔膜内阻,提高隔膜的保液率、耐高温性能和改善过温闭孔保护、尺寸变形小、使用寿命长,具有较好的经济效益和社会效益。
上述两篇专利没有表述清楚粉体的材料及特征,各种材料之间是否能有机结合存疑,我们实践证明难以融化,隔膜脱粉现象无法解决,效果不理想。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有工艺和技术中电池超级电容隔膜的孔径与孔隙率难以控制、电解液保持率低、质子通过阻力大、施胶过程控制困难、无法实现隔膜单面粗化等缺点,提供一种保液率高、透气性好、物理性能高、内阻低、生产工艺和技术更先进的电池电容器隔膜及其制备方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是:
一种电池、电容器隔膜,按制备原料中各种原料占隔膜成品重量百分比如下:
亚硫酸盐木浆为65%~75%、SAF超吸水纤维为10%~20%、凹凸棒矿粉为5%~30%、壳聚糖为0.3%~0.8%、合成纤维为3%、储氢材料ZnO2为1.2%~1.7%。
前述的一种电池、电容器隔膜,优选的方案,按制备原料中各种原料占隔膜成品重量百分比如下:
亚硫酸盐木浆为65%~70%、SAF超吸水纤维为15%~20%、凹凸棒矿粉为8%~20%、壳聚糖为0.4%~0.6%、合成纤维为3%、储氢材料ZnO2为1.4%~1.6%。
前述的一种电池、电容器隔膜,更加优选的方案,按制备原料中各种原料占隔膜成品重量百分比如下:
亚硫酸盐木浆为65%、SAF超吸水纤维为20%、凹凸棒矿粉为10%、壳聚糖为0.5%、合成纤维为3%、储氢材料ZnO2为1.5%。
作为优选,所述合成纤维包括聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维其中一种或两种以上的混合纤维。
作为优选,所述SAF超吸水纤维直径为15~20微米。
前述的一种电池、电容器隔膜的制备方法,步骤如下:
植物纤维制浆:将亚硫酸盐木浆与水用打浆机按10%~15%浓度进行打浆分散,制得植物纤维浆液,备用;
⑵无机粉末分散:将凹凸棒矿粉、壳聚糖与水混合成10%~15%浓度悬浮液,制得无机粉末悬浮液,备用;
⑶超吸水纤维分散:将所述步骤⑵制得的无机粉末悬浮液,以及合成纤维、储氢材料ZnO2,加入到SAF超吸水纤维中,用搅拌机3000r/min高速搅拌均匀,制得10%~15%浓度超吸水纤维悬浮液,备用;
⑷混合制浆:将所述步骤⑶制得的超吸水纤维悬浮液,加入到所述步骤制得的植物纤维浆液中,用打浆机进行打浆,使用打桨水流进行纤维的拼合和缠结,制得混合浆液;
⑸湿法成型:采用圆网或长网市售成型设备对所述步骤⑷制得的混合浆液进行单层或多层成型;
⑹挤压脱水:采用市售压榨设备对所述步骤⑸湿法成型制得的浆液进行压榨脱水,制得成型基布;
⑺加热脱水:采用市售热轧机对步骤⑹制得的成型基布进行热轧处理,温度不超过120℃;
⑻单面粗化:采用市售单面粗化设备对所述步骤⑺加热脱水后的成型基布进行单面粗化,所述单面粗化设备背压辊表面经过特殊处理的毛面,粗糙高低差为5微米;
⑼收卷分切:将所述步骤⑻单面粗化后的成型基布进行收卷、分切,得到电池电容器隔膜。
本发明有益效果在于:
添加的亚硫酸盐木浆是以亚硫酸和酸性亚硫酸盐木浆的混合液为蒸煮剂。该浆的纤维较长,性质柔软,韧性好,强度大,并有极好的交织能力,打破了同行不使用植物纤维的行业禁区。
添加的超级吸水纤维是一种吸液量大,吸液速度快的新型纤维,保液能力强,其核心意义就是加大隔膜的电解液保持率,降低质子通过时的阻力,提供隔膜保持电解液能力,从而降低隔膜内阻。
添加凹凸棒矿粉,主要有两个方面有益效果,一是它的内部网状结构可以改善隔膜透气性,二是高吸附性可以保证材料保液率,有效解决了隔膜的孔径与孔隙率问题,不是靠后处理造空工艺实现,而是靠特种材料填充、纤维交联反应成网状结构共同实现的。
添加壳聚糖,帮助纤维成布的交联反应,提高隔膜的物理性能。
附图说明
图1为本发明制备工艺流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
本发明中所使用的方法如无特殊规定,均为常规的生产方法;所使用的试剂,如无特殊规定,均为常规的市售产品。
实施例1:
一种电池、电容器隔膜,按照隔膜成品重量1000Kg,制备原料中各种原料重量如下:
亚硫酸盐木浆650Kg、SAF超吸水纤维200Kg、凹凸棒矿粉100Kg、壳聚糖5Kg、储氢材料ZnO2 15 Kg,合成纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维两种混合纤维,其中聚丙烯纤维15Kg、聚乙烯醇纤维15Kg。
上述一种电池、电容器隔膜的制备方法,步骤是:
植物纤维制浆:将亚硫酸盐木浆与水用打浆机按10%浓度进行打浆分散,制得植物纤维浆液,备用;
⑵无机粉末分散:将凹凸棒矿粉、壳聚糖与水混合成10%浓度悬浮液,制得无机粉末悬浮液,备用;
⑶超吸水纤维分散:将所述步骤⑵制得的无机粉末悬浮液,以及聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、储氢材料ZnO2,加入到直径为15~20微米的SAF超吸水纤维中,用搅拌机3000r/min高速搅拌均匀,制得10%浓度超吸水纤维悬浮液,备用;
⑷混合制浆:将所述步骤⑶制得的超吸水纤维悬浮液,加入到所述步骤制得的植物纤维浆液中,用打浆机进行打浆,使用打桨水流进行纤维的拼合和缠结,制得混合浆液;
⑸湿法成型:采用长网市售成型设备对所述步骤⑷制得的混合浆液进行两层成型;
⑹挤压脱水:采用市售压榨设备对所述步骤⑸湿法成型制得的浆液进行压榨脱水,制得成型基布;
⑺加热脱水:采用市售热轧机对步骤⑹制得的成型基布进行热轧处理,温度控制在118℃;
⑻单面粗化:采用市售单面粗化设备对所述步骤⑺加热脱水后的成型基布进行单面粗化,所述单面粗化设备背压辊表面经过特殊处理的毛面,粗糙高低差为5微米;
⑼收卷分切:将所述步骤⑻单面粗化后的成型基布进行收卷、分切,得到电池电容器隔膜。
实施例2:
一种电池、电容器隔膜,按照隔膜成品重量1000Kg,制备原料中各种原料重量如下:
亚硫酸盐木浆700Kg、SAF超吸水纤维150Kg、凹凸棒矿粉100Kg、壳聚糖10Kg、储氢材料ZnO2 10Kg,合成纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维两种混合纤维,其中聚丙烯纤维15Kg、聚乙烯醇纤维15Kg。
上述一种电池、电容器隔膜的制备方法,步骤是:
植物纤维制浆:将亚硫酸盐木浆与水用打浆机按12%浓度进行打浆分散,制得植物纤维浆液,备用;
⑵无机粉末分散:将凹凸棒矿粉、壳聚糖与水混合成12%浓度悬浮液,制得无机粉末悬浮液,备用;
⑶超吸水纤维分散:将所述步骤⑵制得的无机粉末悬浮液,以及聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、储氢材料ZnO2,加入到直径为15~20微米的SAF超吸水纤维中,用搅拌机3000r/min高速搅拌均匀,制得12%浓度超吸水纤维悬浮液,备用;
⑷混合制浆:将所述步骤⑶制得的超吸水纤维悬浮液,加入到所述步骤制得的植物纤维浆液中,用打浆机进行打浆,使用打桨水流进行纤维的拼合和缠结,制得混合浆液;
⑸湿法成型:采用长网市售成型设备对所述步骤⑷制得的混合浆液进行两层成型;
⑹挤压脱水:采用市售压榨设备对所述步骤⑸湿法成型制得的浆液进行压榨脱水,制得成型基布;
⑺加热脱水:采用市售热轧机对步骤⑹制得的成型基布进行热轧处理,温度控制在118℃;
⑻单面粗化:采用市售单面粗化设备对所述步骤⑺加热脱水后的成型基布进行单面粗化,所述单面粗化设备背压辊表面经过特殊处理的毛面,粗糙高低差为5微米;
⑼收卷分切:将所述步骤⑻单面粗化后的成型基布进行收卷、分切,得到电池电容器隔膜。
实施例3:
一种电池、电容器隔膜,按照隔膜成品重量1000Kg,制备原料中各种原料重量如下:
亚硫酸盐木浆750Kg、SAF超吸水纤维100Kg、凹凸棒矿粉100Kg、壳聚糖8Kg、储氢材料ZnO2 12Kg,合成纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维两种混合纤维,其中聚丙烯纤维15Kg、聚乙烯醇纤维15Kg。
上述一种电池、电容器隔膜的制备方法,步骤是:
植物纤维制浆:将亚硫酸盐木浆与水用打浆机按15%浓度进行打浆分散,制得植物纤维浆液,备用;
⑵无机粉末分散:将凹凸棒矿粉、壳聚糖与水混合成15%浓度悬浮液,制得无机粉末悬浮液,备用;
⑶超吸水纤维分散:将所述步骤⑵制得的无机粉末悬浮液,以及聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、储氢材料ZnO2,加入到直径为15~20微米的SAF超吸水纤维中,用搅拌机3000r/min高速搅拌均匀,制得15%浓度超吸水纤维悬浮液,备用;
⑷混合制浆:将所述步骤⑶制得的超吸水纤维悬浮液,加入到所述步骤制得的植物纤维浆液中,用打浆机进行打浆,使用打桨水流进行纤维的拼合和缠结,制得混合浆液;
⑸湿法成型:采用长网市售成型设备对所述步骤⑷制得的混合浆液进行两层成型;
⑹挤压脱水:采用市售压榨设备对所述步骤⑸湿法成型制得的浆液进行压榨脱水,制得成型基布;
⑺加热脱水:采用市售热轧机对步骤⑹制得的成型基布进行热轧处理,温度控制在118℃;
⑻单面粗化:采用市售单面粗化设备对所述步骤⑺加热脱水后的成型基布进行单面粗化,所述单面粗化设备背压辊表面经过特殊处理的毛面,粗糙高低差为5微米;
⑼收卷分切:将所述步骤⑻单面粗化后的成型基布进行收卷、分切,得到电池电容器隔膜。
上述实施例1、2、3制得的电池电容器隔膜材料,保液率高、透气性好、物理性能高、内阻低、生产工艺和技术更先进,检测结果符合媲美甚至某些指标优于日本NKK的相关产品指标。请见下表一:
表一:技术指标及检测结果
本发明制得的电池电容隔膜应用于企业电容、电容器的试制,经验证,产生积极效果:
1、国内某镍氢电池电容企业使用本发明之隔膜,与采用微孔陶瓷隔膜相比,产生如下优势:1)内阻降低30%;2)产品一致性显著提高,误差由原来15%的波动幅度降低为2%左右;3)产品密度降低了60%,总重量下降4%,体积减小6%;4)综合产品比功率增加45%。
2、某超级电容企业,采用国产隔膜与采用本发明隔膜进行对比优势如下:1)超级电容内阻由15mΩ/14v降低为6.8 mΩ/14v,且产品一致性好;2)产品体积误差由原来厚度差4%下降到0.1%;3)产品重量减轻10%;4)超级电容器比功率增加1倍,降低制造成本10%。
3、某锌锰干电池,为卷绕型单体,使用本发明隔膜与之前比较优势如下:1) 产品一致性提高了10%;2)隔膜购入成本降低20%,其它指标诸如电容量、内阻均无差异。
Claims (6)
1.一种电池、电容器隔膜,其特征在于:按制备原料中各种原料占隔膜成品重量百分比如下:
亚硫酸盐木浆为65%~75%、SAF超吸水纤维为10%~20%、凹凸棒矿粉为5%~30%、壳聚糖为0.3%~0.8%、合成纤维为3%、储氢材料ZnO2为1.2%~1.7%。
2.根据权利要求1所述的一种电池、电容器隔膜,其特征在于:按制备原料中各种原料占隔膜成品重量百分比如下:
亚硫酸盐木浆为65%~70%、SAF超吸水纤维为15%~20%、凹凸棒矿粉为8%~20%、壳聚糖为0.4%~0.6%、合成纤维为3%、储氢材料ZnO2为1.4%~1.6%。
3.根据权利要求1所述的一种电池、电容器隔膜,其特征在于:按制备原料中各种原料占隔膜成品重量百分比如下:
亚硫酸盐木浆为65%、SAF超吸水纤维为20%、凹凸棒矿粉为10%、壳聚糖为0.5%、合成纤维为3%、储氢材料ZnO2为1.5%。
4.根据权利要求1-3所述的一种电池、电容器隔膜,其特征在于:所述合成纤维包括聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维其中一种或两种以上的混合纤维。
5.根据权利要求1-3所述的一种电池、电容器隔膜,其特征在于:所述SAF超吸水纤维直径为15~20微米。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种电池、电容器隔膜的制备方法,其特征在于:步骤如下:
植物纤维制浆:将亚硫酸盐木浆与水用打浆机按10%~15%浓度进行打浆分散,制得植物纤维浆液,备用;
⑵无机粉末分散:将凹凸棒矿粉、壳聚糖与水混合成10%~15%浓度悬浮液,制得无机粉末悬浮液,备用;
⑶超吸水纤维分散:将所述步骤⑵制得的无机粉末悬浮液,以及合成纤维、储氢材料ZnO2,加入到SAF超吸水纤维中,用搅拌机3000r/min高速搅拌均匀,制得10%~15%浓度超吸水纤维悬浮液,备用;
⑷混合制浆:将所述步骤⑶制得的超吸水纤维悬浮液,加入到所述步骤制得的植物纤维浆液中,用打浆机进行打浆,使用打桨水流进行纤维的拼合和缠结,制得混合浆液;
⑸湿法成型:采用圆网或长网市售成型设备对所述步骤⑷制得的混合浆液进行单层或多层成型;
⑹挤压脱水:采用市售压榨设备对所述步骤⑸湿法成型制得的浆液进行压榨脱水,制得成型基布;
⑺加热脱水:采用市售热轧机对步骤⑹制得的成型基布进行热轧处理,温度不超过120℃;
⑻单面粗化:采用市售单面粗化设备对所述步骤⑺加热脱水后的成型基布进行单面粗化,所述单面粗化设备背压辊表面经过特殊处理的毛面,粗糙高低差为5微米;
⑼收卷分切:将所述步骤⑻单面粗化后的成型基布进行收卷、分切,得到电池电容器隔膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610350682.8A CN105870383B (zh) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | 一种电池电容器隔膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610350682.8A CN105870383B (zh) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | 一种电池电容器隔膜及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105870383A true CN105870383A (zh) | 2016-08-17 |
CN105870383B CN105870383B (zh) | 2018-02-23 |
Family
ID=56634712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610350682.8A Expired - Fee Related CN105870383B (zh) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | 一种电池电容器隔膜及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105870383B (zh) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107331532A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-07 | 苏州海凌达电子科技有限公司 | 一种吸酸性超级电容器用隔膜材料及其制备方法 |
CN107528038A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-12-29 | 江苏清陶能源科技有限公司 | 制备复合隔膜的混合浆料及复合隔膜的制备方法 |
CN107527749A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-12-29 | 苏州海凌达电子科技有限公司 | 一种致密低电阻的超级电容器隔膜材料及其制备方法 |
CN107527748A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-12-29 | 苏州海凌达电子科技有限公司 | 一种高隔离性和高强度的超级电容器隔膜材料及其制备方法 |
CN108134035A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-06-08 | 深圳市晶特智造科技有限公司 | 一种微孔复合锂电隔膜及其制备方法 |
CN109818024A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-28 | 湖北工程学院 | 一种复合质子交换膜及其制备方法 |
CN109830727A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-31 | 湖北工程学院 | 一种壳聚糖/季铵化凹凸棒土复合质子交换膜及其制备方法 |
CN109830728A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-31 | 湖北工程学院 | 壳聚糖/酸固载有机改性凹凸棒土复合质子交换膜及其制备方法 |
CN110246704A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-09-17 | 铜陵市启动电子制造有限责任公司 | 一种低收缩率电容器隔膜及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02119049A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-07 | Nippon Koudoshi Kogyo Kk | アルカリ電池用セパレータ紙 |
CN103100264B (zh) * | 2013-02-06 | 2015-03-11 | 吕凯 | 湿法无纺布成形电池电容器隔膜过滤材料及其制备方法 |
CN102728144B (zh) * | 2012-06-27 | 2015-09-16 | 吕凯 | 湿法造纸成型电池电容器隔膜过滤材料及其制备方法 |
-
2016
- 2016-05-25 CN CN201610350682.8A patent/CN105870383B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02119049A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-07 | Nippon Koudoshi Kogyo Kk | アルカリ電池用セパレータ紙 |
CN102728144B (zh) * | 2012-06-27 | 2015-09-16 | 吕凯 | 湿法造纸成型电池电容器隔膜过滤材料及其制备方法 |
CN103100264B (zh) * | 2013-02-06 | 2015-03-11 | 吕凯 | 湿法无纺布成形电池电容器隔膜过滤材料及其制备方法 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107331532A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-07 | 苏州海凌达电子科技有限公司 | 一种吸酸性超级电容器用隔膜材料及其制备方法 |
CN107527749A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-12-29 | 苏州海凌达电子科技有限公司 | 一种致密低电阻的超级电容器隔膜材料及其制备方法 |
CN107527748A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-12-29 | 苏州海凌达电子科技有限公司 | 一种高隔离性和高强度的超级电容器隔膜材料及其制备方法 |
CN107528038A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-12-29 | 江苏清陶能源科技有限公司 | 制备复合隔膜的混合浆料及复合隔膜的制备方法 |
CN108134035A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-06-08 | 深圳市晶特智造科技有限公司 | 一种微孔复合锂电隔膜及其制备方法 |
CN109818024A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-28 | 湖北工程学院 | 一种复合质子交换膜及其制备方法 |
CN109830727A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-31 | 湖北工程学院 | 一种壳聚糖/季铵化凹凸棒土复合质子交换膜及其制备方法 |
CN109830728A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-31 | 湖北工程学院 | 壳聚糖/酸固载有机改性凹凸棒土复合质子交换膜及其制备方法 |
CN109830727B (zh) * | 2019-01-30 | 2020-07-21 | 湖北工程学院 | 一种壳聚糖/季铵化凹凸棒土复合质子交换膜及其制备方法 |
CN109830728B (zh) * | 2019-01-30 | 2020-12-08 | 湖北工程学院 | 壳聚糖/酸固载有机改性凹凸棒土复合质子交换膜及其制备方法 |
CN110246704A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-09-17 | 铜陵市启动电子制造有限责任公司 | 一种低收缩率电容器隔膜及其制备方法 |
CN110246704B (zh) * | 2019-05-06 | 2021-09-21 | 铜陵市启动电子制造有限责任公司 | 一种低收缩率电容器隔膜及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105870383B (zh) | 2018-02-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105870383A (zh) | 一种电池、电容器隔膜及其制备方法 | |
CN104157815B (zh) | 一种细菌纤维素多孔薄膜及其制备方法 | |
CN110528314A (zh) | 一种含熔喷聚苯硫醚超细纤维的复合片材及其制备方法和应用 | |
CN103337603B (zh) | 一种多孔电池隔膜材料及其制造方法与应用 | |
CN104631198B (zh) | 一种无汞碱性锌锰电池用隔膜纸及其制备方法 | |
CN103556543A (zh) | 一种燃料电池气体扩散层专用高性能碳纸及其制备方法 | |
CN106654122A (zh) | 一种动力锂离子电池隔膜的制备方法 | |
CN101872852B (zh) | 基于芳纶纤维的电池隔膜的制备方法 | |
CN112941965B (zh) | 碳纤维滤纸及其制备方法 | |
CN108172738B (zh) | 一种纤维素基锂电池隔膜原纸的制备方法 | |
CN109817994A (zh) | 一种多层挤出制备燃料电池梯度气体扩散层碳膜的方法 | |
CN106592322A (zh) | 一种碱性电池隔膜纸的制备方法 | |
CN101867030A (zh) | 基于芳纶纤维的电池隔膜 | |
CN103441228B (zh) | 一种湿法抄纸工艺制备的聚芳砜酰胺基锂离子电池隔膜 | |
CN113285174B (zh) | 海岛型聚苯硫醚复合电池隔膜及其制备方法 | |
CN103114495B (zh) | 一种燃料电池电极扩散层用碳纸及其制备方法 | |
CN109841786A (zh) | 化学纤维复合隔板及其生产方法 | |
CN104313937A (zh) | 一种碳纸 | |
CN217781582U (zh) | 一种湿法工艺多种超短纤维制造锂离子电池隔膜的装置 | |
CN106784545A (zh) | 一种纸结构复合锂电隔膜及其制备方法 | |
CN110649212A (zh) | 一种木浆纤维/纳米硫酸钡复合材料锂电池隔膜纸及制备方法 | |
CN113285175B (zh) | 海岛型聚苯硫醚超细纤维纸基电池隔膜及其制备方法 | |
CN114709560A (zh) | 一种锂离子电池隔膜纸及其制备方法 | |
CN105789526A (zh) | 一种pp/pe多孔电池隔膜材料的制备方法 | |
CN107724140A (zh) | 一种聚芳酯纤维基电池隔膜及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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: 20180223 Termination date: 20210525 |