CN108539098A - 一种高性能碱锰电池隔膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电池隔膜技术领域，特别涉及一种高性能碱锰电池隔膜的制备方法。所述的隔膜是以玻璃纸为基膜，经乳液浸泡、烘干制得。乳液由水性胶粘剂、阴离子表面活性剂和水调制而成，水性胶粘剂的重量百分比为0.1‑10%，阴离子表面活性剂的重量百分比为0.01‑1%。玻璃纸在乳液中浸泡30s‑30min，在60°C温度下烘干，使吸附的有效物质均匀地分布在玻璃纸上制得碱锰电池隔膜。本发明制备的电池隔膜，在保有玻璃纸良好的离子交换性能的情况下，具备了更好的湿强度和机械性能，有效阻挡电池正负极活性物质的迁移；具有良好的耐碱性、较高的吸液能力，从而延长了电池的储存和使用寿命。

Description

一种高性能碱锰电池隔膜的制备方法
技术领域
本发明涉及电池隔膜技术领域，具体地，本发明涉及一种高性能碱锰电池隔膜的制备方法。
背景技术
碱锰电池以锌为负极，二氧化锰为正极，30％～40％氢氧化钾溶液为电解液的原电池，因此要求其电池隔膜必须满足以下的性能要求：具有良好的隔离性能，将电池正负极隔开，保证两电极物料不直接接触，防止电池内部短路；具有良好的吸液性、保液性，保证离子正常的交换；具有良好的化学稳定性，特别是在电解液中的耐碱性；具有一定的机械强度，适用于电池装配。
目前常见的碱锰电池隔膜是由维尼纶无纺布和玻璃纸复合成的，因为玻璃纸未经特殊处理，其耐碱性不强、湿强度不高，影响电池的储存和使用寿命。另一种由辐射接枝PP膜和玻璃纸复合而成的，其耐碱性和化学稳定性较好，但辐射接枝工艺复杂，放射性安全要求高，制作成本高，环境污染大等缺点，使这种生产工艺面临极大的挑战。
本发明以玻璃纸为基膜，通过乳液浸泡、烘干制得碱锰电池隔膜，具有生产成本低、生产工艺简单、环境友好等特点。制备的膜保留了玻璃纸具有吸附碱性电解液和离子交换功能；克服了其湿强度、耐碱性较差等缺点，从而大大提高电池的储存和使用寿命。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高性能碱锰电池隔膜的制备方法，以克服现有技术中存在的隔膜耐碱性和湿强度差等缺点；以及辐射接枝工艺制备电池隔膜的工艺复杂，放射性安全要求高，制作成本高，环境污染大等缺点。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明提供一种高性能碱锰电池隔膜的制备方法，包括以玻璃纸为基膜，经乳液浸泡、烘干制得；乳液由水性胶粘剂、阴离子表面活性剂和水调制而成。
优选地，玻璃纸为以丙纶纤维、维尼纶纤维、粘胶纤维、天然木纤维、天然棉纤维中的一种或多种为基材，添加增稠剂、抗氧化剂和保湿剂，经碱化和磺化处理，流延法制成的玻璃纸薄膜。
优选地，玻璃纸薄膜厚度为0.030-0.065mm, 面密度为50-80g/m2。
优选地，玻璃纸在乳液中浸泡时间为30s-30min，烘干温度为60°C。
优选地，水性胶粘剂为聚乙烯醇类、丙烯酸类、聚氨酯类中的一种或多种组合，重量百分比为0.1-10%。
优选地，阴离子表面活性剂为磺酸盐、硫酸酯盐中的一种或多种组合，重量百分比为0.01-1%。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
与现有技术相比，隔膜的湿强度大大提高，适用于电池的装配和阻止活性物质的迁移；隔膜的吸液率超过300%，保证了离子的有效交换；耐碱性大幅提高，老化测试表明该隔膜浸泡于30%KOH溶液中6年稳定；离子交换能力提高，隔膜电阻在0.10-0.28Ω·cm2。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
以下结合实际对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
取0.5g聚乙烯醇溶解于95°C 100ml水中,待完全溶解后，冷却至常温，加入2.0g水性聚氨酯分散体和0.1g十二烷基苯磺酸钠，充分搅匀备用。
膜1：将200mmx200mm，厚度0.036-0.037mm，面密度50g/m2的玻璃纸浸泡在已配制的乳液中50s，取出，刮净表面残留物，在60°C温度下烘干即得碱锰电池隔膜。
膜2：将200mmx200mm，厚度0.056-0.058mm，面密度80g/m2的玻璃纸浸泡在已配制的乳液中50s，取出，刮净表面残留物，在60°C温度下烘干即得碱锰电池隔膜。
所制备隔膜的技术指标：
膜1：厚度0.038-0.040mm；面密度54.8g/m2 ；吸碱率318%(30%KOH)；纵向膨胀率1.9%；横向膨胀率7.9%； 纵向抗拉强度≥1000N/cm2；横向抗拉强度≥1000N/cm2；隔膜电阻0.15Ω·cm2；电池储存和使用寿命3-4年。
膜2：厚度0.059-0.062mm；面密度88.3g/m2 ；吸碱率320%(30%KOH)；纵向膨胀率2.1%；横向膨胀率8.0%； 纵向抗拉强度≥1000N/cm2；横向抗拉强度≥1000N/cm2； 隔膜电阻0.22Ω·cm2；电池储存和使用寿命4-5年。
实施例2：
取3.0g聚乙烯醇溶解于95°C 100ml水中,待完全溶解后，冷却至常温，加入2.0g聚丙烯酸钠和0.12g二丁基萘磺酸钠，充分搅匀备用。
膜3：将200mmx200mm，厚度0.036-0.037mm，面密度50g/m2的玻璃纸浸泡在已配制的乳液中10min，取出，刮净表面残留物，在60°C温度下烘干即得碱锰电池隔膜。
膜4：将200mmx200mm，厚度0.056-0.058mm，面密度80g/m2的玻璃纸浸泡在已配制的乳液中10min，取出，刮净表面残留物，在60°C温度下烘干即得碱锰电池隔膜。
所制备隔膜的技术指标：
膜3：厚度0.038-0.040mm；面密度56.1g/m2 ；吸碱率338%(30%KOH)；纵向膨胀率2.3%；横向膨胀率8.5%； 纵向抗拉强度≥1000N/cm2；横向抗拉强度≥1000N/cm2；隔膜电阻0.13Ω·cm2；电池储存和使用寿命3-5年。
膜4：厚度0.059-0.062mm；面密度89.8g/m2 ；吸碱率331%(30%KOH)；纵向膨胀率2.5%；横向膨胀率8.9%； 纵向抗拉强度≥1000N/cm2；横向抗拉强度≥1000N/cm2； 隔膜电阻0.20Ω·cm2；电池储存和使用寿命4-6年。
实施例3：
取2.0g水性聚氨酯分散液、6.0g聚丙烯酸钠和0.08g仲烷基硫酸盐（Teep01)，充分搅匀备用。
膜5：将200mmx200mm，厚度0.036-0.037mm，面密度50g/m2的玻璃纸浸泡在已配制的乳液中20min，取出，刮净表面残留物，在60°C温度下烘干即得碱锰电池隔膜。
膜6：将200mmx200mm，厚度0.056-0.058mm，面密度80g/m2的玻璃纸浸泡在已配制的乳液中20min，取出，刮净表面残留物，在60°C温度下烘干即得碱锰电池隔膜。
所制备隔膜的技术指标：
膜5：厚度0.038-0.040mm；面密度56.5g/m2 ；吸碱率325%(30%KOH)；纵向膨胀率2.0%；横向膨胀率8.7%； 纵向抗拉强度≥1000N/cm2；横向抗拉强度≥1000N/cm2；隔膜电阻0.16Ω·cm2；电池储存和使用寿命3-4年。
膜6：厚度0.059-0.062mm；面密度90.3g/m2 ；吸碱率327%(30%KOH)；纵向膨胀率2.1%；横向膨胀率8.6%； 纵向抗拉强度≥1000N/cm2；横向抗拉强度≥1000N/cm2； 隔膜电阻0.25Ω·cm2；电池储存和使用寿命4-6年。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (6)

1.一种高性能碱锰电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以玻璃纸为基膜，经乳液浸泡、烘干制得；乳液由水性胶粘剂、阴离子表面活性剂和水调制而成。
2.如权利要求1所述的高性能碱锰电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述的玻璃纸为以丙纶纤维、维尼纶纤维、粘胶纤维、天然木纤维、天然棉纤维中的一种或多种为基材，添加增稠剂、抗氧化剂和保湿剂，经碱化和磺化处理，流延法制成的玻璃纸薄膜。
3.如权利要求2所述的高性能碱锰电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述的玻璃纸薄膜厚度为0.030-0.065mm, 面密度为50-80g/m2。
4.如权利要求1所述的高性能碱锰电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述的浸泡、烘干是指玻璃纸在乳液中浸泡时间为30s-30min，烘干温度为60°C。
5.如权利要求1所述的高性能碱锰电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述的水性胶粘剂为聚乙烯醇类、丙烯酸类、聚氨酯类中的一种或多种组合，重量百分比为0.1-10%。
6.如权利要求1所述的高性能碱锰电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述的阴离子表面活性剂为磺酸盐、硫酸酯盐中的一种或多种组合，重量百分比为0.01-1%。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110676416A (zh) * 2019-11-08 2020-01-10 温岭市聚智高分子材料有限公司 碱性电池隔膜及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1288267A (zh) * 1999-09-14 2001-03-21 日本巴依林株式会社 电池用隔板
CN102569696A (zh) * 2010-12-15 2012-07-11 莱州联友金浩新型材料有限公司 新型镍氢电池隔膜
CN105098126A (zh) * 2015-09-14 2015-11-25 河南科高辐射化工科技有限公司 用于排气式方形镍镉电池的复合隔膜及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1288267A (zh) * 1999-09-14 2001-03-21 日本巴依林株式会社 电池用隔板
CN102569696A (zh) * 2010-12-15 2012-07-11 莱州联友金浩新型材料有限公司 新型镍氢电池隔膜
CN105098126A (zh) * 2015-09-14 2015-11-25 河南科高辐射化工科技有限公司 用于排气式方形镍镉电池的复合隔膜及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110676416A (zh) * 2019-11-08 2020-01-10 温岭市聚智高分子材料有限公司 碱性电池隔膜及其制备方法

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