CN106299211A - 一种镍氢电池隔膜的制备方法 - Google Patents

一种镍氢电池隔膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种镍氢电池隔膜的制备方法，包括在PP/PE纤维中添加粘结剂，然后将PP/PE纤维进行分散以及排布，在对其进行预热处理和热干燥处理，最终制得镍氢电池隔膜。提供了一种新的隔膜接枝方法，减少了环境污染，降低了镍氢电池隔膜的制造成本，提高了镍氢电池隔膜的生产效率。

Description

一种镍氢电池隔膜的制备方法
技术领域
本发明属于镍氢电池技术领域，涉及一种镍氢电池隔膜的制备方法。
背景技术
镍氢电池技术属于电池行业中比较成熟的一种电池技术，镍氢电池隔膜是镍氢电池中最为关键的部件，直接影响到电池的质量。因为镍氢电池隔膜是PP/PE纤维制成的基布，但是该基布没有吸液的性能，而镍氢电池要求电池隔膜具有良好的吸液性能，并且具有往复吸液的性能。因此为了使镍氢电池隔膜具备吸液性能，通常会在隔膜的基布做好之后，使用磺化或者紫外光照射，或者直接使用硫酸溶液处理基布，使隔膜接上活性基团，从而隔膜具有吸液的性能。
但是，目前使用磺化法处理镍氢电池隔膜时需要消耗大量的浓硫酸，不但污染环境，而且处理隔膜的速度很慢，且处理成本高，造成隔膜的价格较高，从而影响了镍氢电池行业的整体发展。紫外光照射处理隔膜的速度也很慢，并且成本高，造成镍氢电池隔膜的价格较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镍氢电池隔膜的制备方法。提供了一种新的隔膜接枝方法，减少了环境污染，降低了镍氢电池隔膜的制造成本，提高了镍氢电池隔膜的生产效率。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
这种镍氢电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，在PP/PE纤维中加入粘结剂，然后搅拌PP/PE纤维，使PP/PE纤维均匀分散，得到分散的PP/PE纤维；其中粘结剂为聚乙烯醇和丙烯酸的混合物；
步骤2，将分散好的PP/PE纤维进行排布，PP/PE纤维同性排布，得到排布的PP/PE纤维；
步骤3，对排布的PP/PE纤维进行预热处理，得到预热的PP/PE纤维；其中预热温度为120-150℃，预热时间为30-40s；
步骤4，对预热的PP/PE纤维进行烘干处理，得到镍氢电池隔膜；其中烘干温度为100-200℃，烘干时间为30-40s。
更进一步的，本发明的特点还在于：
其中步骤1中PP/PE纤维的直径为0.8-0.9D。
其中步骤1中粘结剂按质量取7-10份，PP/PE纤维按质量取90-100份。
其中步骤1中聚乙烯醇和丙烯酸的质量比为1:0.8-1.5。
其中步骤3中预热处理采用蒸汽或燃气加热方式。
其中步骤4中烘干处理采用热风进行干燥处理。
其中步骤4中得到的镍氢电池隔膜还进行分切处理，具体是按照镍氢电池的需要对镍氢电池隔膜进行分切。
本发明的有益效果是：使用粘结剂能够将活性接团-OH接入到PP/PE纤维的表面，-OH活性很好，具有很好的吸液性能；该方法相较于现有技术减少了硫酸带来的环境污染，降低了镍氢电池隔膜的制造成本，同时提高了镍氢电池的生产效率。
更进一步的，使用0.8-0.9D的PP/PE纤维，制成的镍氢电池隔膜的中间空隙最小，有利于隔膜在镍氢电池中间分隔正负极时不会造成短路。
更进一步的，粘结剂能够使隔膜具有相应的强度，有利于隔膜的使用，同时粘结剂能够释放出活性基团-OH，使PP/PE纤维的表面接枝上活性基团-OH，从而使隔膜具有良好的吸液性能。
更进一步的，使干燥之后得到的隔膜，具有很好的强度，有利于在电池生产时进行操作。
更进一步的，按照镍氢电池的尺寸对隔膜进行分切，以生产各种型号的镍氢电池。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细描述：
本发明提供了一种镍氢电池隔膜的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1，按质量分数取7-10份的粘结剂，其中粘结剂有聚乙烯醇和丙烯醇组成，且聚乙烯醇与丙烯醇的质量比为1:0.8-1.5；将粘结剂加入到PP/PE纤维中，PP/PE纤维的直径为0.8-0.9D，且PP/PE纤维按质量分数取90-100份；然后将PP/PE纤维放置在浆池中搅拌，使PP/PE纤维均匀分散，不能使纤维絮聚，避免纤维表面出现不平整的状况；最后得到分散的PP/PE纤维。
步骤2，将步骤1中得到的分散的PP/PE纤维进行均匀的排布，将分散的PP/PE纤维进行同性排布，这样形成的隔膜才能够厚度均匀，同时保证隔膜的空隙分布均匀；得到排布的PP/PE纤维。
步骤3，对排布的PP/PE纤维进行预热处理，具体的使用蒸汽预热或者燃气预热的方式进行，预热温度为120-150℃，预热时间为30-40s；得到预热的PP/PE纤维。
步骤4，使用热风进行穿透式干燥对预热的PP/PE纤维进行干燥，热风的温度为110-200℃，热风干燥的时间为30-40s，得到镍氢电池隔膜。
步骤5，按照镍氢电池的需要，即镍氢电池的尺寸对镍氢电池隔膜进行分切，用于镍氢电池的生产。
本发明制备的镍氢电池隔膜能够经过电池的严苛检验，电池所需要的各种电性能也能够完全达到，这种新的生产隔膜的方法，能够快速的对隔膜进行接枝，其成本比现有技术的成本降低20％左右。
下面针对现有的隔膜与本发明制备的隔膜进行对比，其测试参数如下表：
测试项 现有隔膜 本发明制备隔膜
定量 65g/m2 65g/m2
厚度 0.18±0.02mm 0.18±0.02mm
吸碱效率 2.5cm/min 2.8cm/min
吸碱率 ≥250％ ≥260％
耐碱损失 ≤1％ ≤1％
收缩率 ≤1％ ≤1％
断裂强度 ≥45N/1.5cm ≥50N/1.5cm
从上表的测试指标中可以看出，本发明制备的隔膜其吸碱速率、吸碱量和断裂强度的性能相较于现有的隔膜提高5-10％。
本发明的具体实施例如下：
实施例1
步骤1，按质量分数取7份的粘结剂，其中粘结剂有聚乙烯醇和丙烯醇组成，且聚乙烯醇与丙烯醇的质量比为1:0.8；将粘结剂加入到PP纤维中，PP纤维的直径为0.8D，且PP纤维按质量分数取93份；然后将PP纤维放置在浆池中搅拌，使PP纤维均匀分散，不能使纤维絮聚，避免纤维表面出现不平整的状况；最后得到分散的PP纤维。
步骤2，将步骤1中得到的分散的PP纤维进行均匀的排布，将分散的PP纤维进行同性排布，这样形成的隔膜才能够厚度均匀，同时保证隔膜的空隙分布均匀；得到排布的PP纤维。
步骤3，对排布的PP纤维进行预热处理，具体的使用蒸汽预热或者燃气预热的方式进行，预热温度为120℃，预热时间为40s；得到预热的PP纤维。
步骤4，使用热风进行穿透式干燥对预热的PP纤维进行干燥，热风的温度为110℃，热风干燥的时间为40s，得到镍氢电池隔膜。
实施例2
步骤1，按质量分数取10份的粘结剂，其中粘结剂有聚乙烯醇和丙烯醇组成，且聚乙烯醇与丙烯醇的质量比为1:1；将粘结剂加入到PP纤维中，PP纤维的直径为0.85D，且PP纤维按质量分数取90份；然后将PP纤维放置在浆池中搅拌，使PP纤维均匀分散，不能使纤维絮聚，避免纤维表面出现不平整的状况；最后得到分散的PP纤维。
步骤2，将步骤1中得到的分散的PP纤维进行均匀的排布，将分散的PP纤维进行同性排布，这样形成的隔膜才能够厚度均匀，同时保证隔膜的空隙分布均匀；得到排布的PP纤维。
步骤3，对排布的PP纤维进行预热处理，具体的使用蒸汽预热或者燃气预热的方式进行，预热温度为130℃，预热时间为35s；得到预热的PP纤维。
步骤4，使用热风进行穿透式干燥对预热的PP纤维进行干燥，热风的温度为150℃，热风干燥的时间为35s，得到镍氢电池隔膜。
实施例3
步骤1，按质量分数取8份的粘结剂，其中粘结剂有聚乙烯醇和丙烯醇组成，且聚乙烯醇与丙烯醇的质量比为1:1.5；将粘结剂加入到PP纤维中，PP纤维的直径为0.9D，且PP纤维按质量分数取100份；然后将PP纤维放置在浆池中搅拌，使PP纤维均匀分散，不能使纤维絮聚，避免纤维表面出现不平整的状况；最后得到分散的PP纤维。
步骤2，将步骤1中得到的分散的PP纤维进行均匀的排布，将分散的PP纤维进行同性排布，这样形成的隔膜才能够厚度均匀，同时保证隔膜的空隙分布均匀；得到排布的PP纤维。
步骤3，对排布的PP纤维进行预热处理，具体的使用蒸汽预热或者燃气预热的方式进行，预热温度为150℃，预热时间为30s；得到预热的PP纤维。
步骤4，使用热风进行穿透式干燥对预热的PP纤维进行干燥，热风的温度为200℃，热风干燥的时间为30s，得到镍氢电池隔膜。
实施例4
步骤1，按质量分数取7份的粘结剂，其中粘结剂有聚乙烯醇和丙烯醇组成，且聚乙烯醇与丙烯醇的质量比为1:0.8；将粘结剂加入到PE纤维中，PE纤维的直径为0.8D，且PE纤维按质量分数取100份；然后将PE纤维放置在浆池中搅拌，使PE纤维均匀分散，不能使纤维絮聚，避免纤维表面出现不平整的状况；最后得到分散的PE纤维。
步骤2，将步骤1中得到的分散的PE纤维进行均匀的排布，将分散的PE纤维进行同性排布，这样形成的隔膜才能够厚度均匀，同时保证隔膜的空隙分布均匀；得到排布的PE纤维。
步骤3，对排布的PE纤维进行预热处理，具体的使用蒸汽预热或者燃气预热的方式进行，预热温度为120℃，预热时间为40s；得到预热的PE纤维。
步骤4，使用热风进行穿透式干燥对预热的PE纤维进行干燥，热风的温度为110℃，热风干燥的时间为40s，得到镍氢电池隔膜。
实施例5
步骤1，按质量分数取10份的粘结剂，其中粘结剂有聚乙烯醇和丙烯醇组成，且聚乙烯醇与丙烯醇的质量比为1:1.5；将粘结剂加入到PE纤维中，PE纤维的直径为0.9D，且PE纤维按质量分数取90份；然后将PE纤维放置在浆池中搅拌，使PE纤维均匀分散，不能使纤维絮聚，避免纤维表面出现不平整的状况；最后得到分散的PE纤维。
步骤2，将步骤1中得到的分散的PE纤维进行均匀的排布，将分散的PE纤维进行同性排布，这样形成的隔膜才能够厚度均匀，同时保证隔膜的空隙分布均匀；得到排布的PE纤维。
步骤3，对排布的PE纤维进行预热处理，具体的使用蒸汽预热或者燃气预热的方式进行，预热温度为150℃，预热时间为30s；得到预热的PE纤维。
步骤4，使用热风进行穿透式干燥对预热的PE纤维进行干燥，热风的温度为200℃，热风干燥的时间为30s，得到镍氢电池隔膜。
实施例6
步骤1，按质量分数取9份的粘结剂，其中粘结剂有聚乙烯醇和丙烯醇组成，且聚乙烯醇与丙烯醇的质量比为1:1.5；将粘结剂加入到PE纤维中，PE纤维的直径为0.84D，且PE纤维按质量分数取96份；然后将PE纤维放置在浆池中搅拌，使PE纤维均匀分散，不能使纤维絮聚，避免纤维表面出现不平整的状况；最后得到分散的PE纤维。
步骤2，将步骤1中得到的分散的PE纤维进行均匀的排布，将分散的PE纤维进行同性排布，这样形成的隔膜才能够厚度均匀，同时保证隔膜的空隙分布均匀；得到排布的PE纤维。
步骤3，对排布的PE纤维进行预热处理，具体的使用蒸汽预热或者燃气预热的方式进行，预热温度为125℃，预热时间为38s；得到预热的PE纤维。
步骤4，使用热风进行穿透式干燥对预热的PE纤维进行干燥，热风的温度为180℃，热风干燥的时间为32s，得到镍氢电池隔膜。
实施例7
步骤1，按质量分数取7份的粘结剂，其中粘结剂有聚乙烯醇和丙烯醇组成，且聚乙烯醇与丙烯醇的质量比为1:1.5；将粘结剂加入到PP和PE混合纤维中，混合纤维的直径为0.8D，且混合纤维按质量分数取90份，其中PP纤维和PE纤维按任意比例组成；然后将混合纤维放置在浆池中搅拌，使混合纤维均匀分散，不能使纤维絮聚，避免纤维表面出现不平整的状况；最后得到分散的混合纤维。
步骤2，将步骤1中得到的分散的混合纤维进行均匀的排布，将分散的混合纤维进行同性排布，这样形成的隔膜才能够厚度均匀，同时保证隔膜的空隙分布均匀；得到排布的混合纤维。
步骤3，对排布的混合纤维进行预热处理，具体的使用蒸汽预热或者燃气预热的方式进行，预热温度为120℃，预热时间为40s；得到预热的混合纤维。
步骤4，使用热风进行穿透式干燥对预热的混合纤维进行干燥，热风的温度为110℃，热风干燥的时间为40s，得到镍氢电池隔膜。
实施例8
步骤1，按质量分数取10份的粘结剂，其中粘结剂有聚乙烯醇和丙烯醇组成，且聚乙烯醇与丙烯醇的质量比为1:1；将粘结剂加入到PP和PE混合纤维中，混合纤维的直径为0.9D，且混合纤维按质量分数取100份，其中PP纤维和PE纤维按任意比例组成；然后将混合纤维放置在浆池中搅拌，使混合纤维均匀分散，不能使纤维絮聚，避免纤维表面出现不平整的状况；最后得到分散的混合纤维。
步骤2，将步骤1中得到的分散的混合纤维进行均匀的排布，将分散的混合纤维进行同性排布，这样形成的隔膜才能够厚度均匀，同时保证隔膜的空隙分布均匀；得到排布的混合纤维。
步骤3，对排布的混合纤维进行预热处理，具体的使用蒸汽预热或者燃气预热的方式进行，预热温度为140℃，预热时间为32s；得到预热的混合纤维。
步骤4，使用热风进行穿透式干燥对预热的混合纤维进行干燥，热风的温度为140℃，热风干燥的时间为37s，得到镍氢电池隔膜。
实施例9
步骤1，按质量分数取8份的粘结剂，其中粘结剂有聚乙烯醇和丙烯醇组成，且聚乙烯醇与丙烯醇的质量比为1:0.8；将粘结剂加入到PP和PE混合纤维中，混合纤维的直径为0.86D，且混合纤维按质量分数取95份，其中PP纤维和PE纤维按任意比例组成；然后将混合纤维放置在浆池中搅拌，使混合纤维均匀分散，不能使纤维絮聚，避免纤维表面出现不平整的状况；最后得到分散的混合纤维。
步骤2，将步骤1中得到的分散的混合纤维进行均匀的排布，将分散的混合纤维进行同性排布，这样形成的隔膜才能够厚度均匀，同时保证隔膜的空隙分布均匀；得到排布的混合纤维。
步骤3，对排布的混合纤维进行预热处理，具体的使用蒸汽预热或者燃气预热的方式进行，预热温度为150℃，预热时间为30s；得到预热的混合纤维。
步骤4，使用热风进行穿透式干燥对预热的混合纤维进行干燥，热风的温度为200℃，热风干燥的时间为30s，得到镍氢电池隔膜。

Claims (7)

1.一种镍氢电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在PP/PE纤维中加入粘结剂，然后搅拌PP/PE纤维，使PP/PE纤维均匀分散，得到分散的PP/PE纤维；其中粘结剂为聚乙烯醇和丙烯酸的混合物；
步骤2，将分散的PP/PE纤维进行排布，PP/PE纤维同性排布，得到排布的PP/PE纤维；
步骤3，对排布的PP/PE纤维进行预热处理，得到预热的PP/PE纤维；其中预热温度为120-150℃，预热时间为30-40s；
步骤4，对预热的PP/PE纤维进行烘干处理，得到镍氢电池隔膜；其中烘干温度为100-200℃，烘干时间为30-40s。
2.根据权利要求1所述的镍氢电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1中PP/PE纤维的直径为0.8-0.9D。
3.根据权利要求1所述的镍氢电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1中粘结剂按质量取7-10份，PP/PE纤维按质量取90-100份。
4.根据权利要求2所述的镍氢电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1中聚乙烯醇和丙烯酸的质量比为1:0.8-1.5。
5.根据权利要求1所述的镍氢电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3中预热处理采用蒸汽或燃气加热方式。
6.根据权利要求1所述的镍氢电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤4中烘干处理采用热风进行干燥处理。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的镍氢电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤4中得到的镍氢电池隔膜还进行分切处理，具体是按照镍氢电池的需要对镍氢电池隔膜进行分切。
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