CN108951270A - 一种锂电池标签纸 - Google Patents

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CN108951270A CN201810762561.3A CN201810762561A CN108951270A CN 108951270 A CN108951270 A CN 108951270A CN 201810762561 A CN201810762561 A CN 201810762561A CN 108951270 A CN108951270 A CN 108951270A
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Abstract

本发明公开了一种锂电池标签纸，属于锂电池材料领域。本发明以竹笋为原料制改性竹笋，可提高在其体系中的分散性，在水的作用下，果糖中羰基和体系中游离氨基酸发生缩合反应，形成希夫碱，接着重排形成的阿马都利产物，可提高标签纸体系的热稳定性及内部联结力，降低开裂的可能，取秸秆粉碎浸泡，冷冻粉碎，孔隙内部水分结冰，受到研磨压力作用时，冰晶碎裂，碎裂纤维，发酵操作，使其中部分有机质转换为小分子有机酸，有利于正硅酸乙酯水解，而水解产生的二氧化硅晶核，可被体系中带有活性基团的有机质吸附，使二氧化硅良好分散于体系中，可有效提高产品的热稳定性和力学性能。本发明解决了目前常用锂电池标签纸热稳定性差，易开裂的问题。

Description

一种锂电池标签纸
技术领域
本发明属于锂电池材料领域，具体涉及一种锂电池标签纸。
背景技术
锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，是21世纪发展的理想能源。习惯上，人们把锂离子电池称为锂电池。目前市场的上的锂电池标签纸都采用干式复合工艺生产，干式复合工艺主要是把各种功能膜和纸纤维复合而成，避免在电池工作时引起漏液、鼓胀。所以对锂电池标签纸热稳定性、粘结力要求很高。目前，锂电池标签纸的要求是很薄、面积适中、不易起卷开裂、不易燃烧。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前常用锂电池标签纸热稳定性差，易开裂的问题，提供一种锂电池标签纸。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种锂电池标签纸，按质量份数计，包括如下组分：20~35份炭黑、2~5份助剂、20~30份水，其特征在于，还包括：30~40份预处理竹笋纤维、18~26份均热作用物。
所述助剂：按质量比5：1~2取羧甲基淀粉钠、碳酸铵混合，即得助剂。
所述预处理竹笋纤维的制备方法：取竹笋水洗，切成小段，热水烫漂，冷却，挤压破壁处理，得预处理竹笋，按质量比1：4~8取预处理竹笋、碳酸氢钠溶液混合搅拌，静置，加入预处理竹笋质量5~8%倍的果糖，打浆，得浆料，按质量比6：1：0.2~0.5取浆料、辅剂、盐料混合，均质，得匀浆，取匀浆旋蒸浓缩，即得预处理竹笋纤维。
所述辅剂：按质量比5~8：1取仲烷基磺酸钠、天冬氨酸混合，即得辅剂。
所述盐料：按质量比4：1：1~2取氯化锌、氯化钠、氯化镁混合，即得盐料。
所述均热作用物的制备方法，包括如下步骤：
（1）取秸秆粉碎过筛，收集过筛颗粒按质量比1：7~13加入溶剂浸泡，过滤，得滤渣，取滤渣水洗，冷冻粉碎，得碎料，取碎料冷冻干燥，即得预处理秸秆；
（2）按质量份数计，取20~45份预处理秸秆、8~15份谷朊粉、6~10份酪素、5~10份酵母膏、1~4份NaH2PO4、400~500份水、0.5~0.8份乳酸菌粉，先取谷朊粉、酪素、水混合搅拌，静置溶胀，加入预处理秸秆、乳酸菌粉，搅拌混合，密封，于26~32℃，恒温发酵，得发酵料，取发酵料灭菌，冷却，加入发酵料质量6~10%的添加剂混合，超声波分散，减压蒸发，真空浓缩，即得均热作用物。
所述步骤（1）中的秸秆：棉花秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆中的任意一种。
所述步骤（1）中的溶剂：按质量比5：1~3取NaOH溶液、Na2CO3混合，即得溶剂。
所述步骤（2）中的乳酸菌：植物乳杆菌、戊糖片球菌中的任意一种。
所述步骤（2）中的添加剂：按质量比3：1~2取硅胶、黄原胶混合，即得添加剂。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以竹笋为原料，经切割、烫漂、挤压破壁等处理，制改性竹笋，可提高在其体系中的分散性，其中的碳酸氢钠、果糖和天冬氨酸成分可相互作用，碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳和水，在水的作用下，果糖中羰基和体系中游离氨基酸发生缩合反应，形成希夫碱，希夫碱又可重排形成稳定的阿马都利产物，并以共价键结合，可提高标签纸体系的热稳定性及内部联结力，大大降低开裂的可能；
（2）本发明取秸秆粉碎浸泡，使之结构疏松，有利于水分充分进入纤维孔隙内部，在冷冻粉碎过程中，孔隙内部的水分结冰，受到研磨压力作用时，冰晶碎裂，使秸秆纤维碎裂，提高与谷朊粉、酪素等的混合，配合乳酸菌作用下发酵，使其中部分有机质转换为小分子有机酸，使各组分达到均匀分散的同时，可使体系转变为弱酸性体系，弱酸性体系的形成，有利于正硅酸乙酯水解，而水解产生的二氧化硅晶核，可被体系中带有活性基团的有机质吸附，避免二氧化硅团聚，使二氧化硅良好分散于体系中，作用于本标签纸体系，可有效提高产品的热稳定性和力学性能。
具体实施方式
助剂：按质量比5：1~2取羧甲基淀粉钠、碳酸铵混合，即得助剂。
辅剂：按质量比5~8：1取仲烷基磺酸钠、天冬氨酸混合，即得辅剂。
盐料：按质量比4：1：1~2取氯化锌、氯化钠、氯化镁混合，即得盐料。
秸秆：棉花秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆中的任意一种。
溶剂：按质量比5：1~3取浓度0.1mol/L的NaOH溶液、Na2CO3混合，即得溶剂。
乳酸菌：植物乳杆菌、戊糖片球菌中的任意一种。
添加剂：按质量比3：1~2取硅胶、黄原胶混合，即得添加剂。
预处理竹笋纤维的制备方法：取竹笋用竹笋质量3~6倍的水洗涤后，用铡刀切割成长度为1~2cm小段，于85~95℃热水中烫漂6~10min后，取出自然冷却至室温，以6~8MPa压力挤压破壁处理20~35min，得预处理竹笋，按质量比1：4~8取预处理竹笋、质量分数20%的碳酸氢钠溶液混合，以350~500r/min搅拌20~40min，静置1~3h，加入预处理竹笋质量5~8%倍的果糖后，移至打浆机以2000~3000r/min转速打浆处理5~8min，得浆料，按质量比6：1：0.2~0.5取浆料、辅剂、盐料于胶体磨混合，以400~600r/min均质15~30min，得匀浆，取匀浆转入旋转蒸发仪，于40~55℃、500~600kPa的条件下，旋蒸浓缩至恒重，即得预处理竹笋纤维。
均热作用物的制备方法，包括如下步骤：
（1）取秸秆于粉碎机粉碎过100目筛，收集过筛颗粒按质量比1：7~13加入溶剂混合浸泡8~12h，过滤，得滤渣，取滤渣用去离子水洗涤至洗液呈中性后，转入冷冻粉碎机，以液氮为研磨介质，冷冻粉碎35~50min，得碎料，取碎料于-60℃真空冷冻干燥，即得预处理秸秆；
（2）按质量份数计，取20~45份预处理秸秆、8~15份谷朊粉、6~10份酪素、5~10份酵母膏、1~4份NaH2PO4、400~500份水、0.5~0.8份乳酸菌粉，先将谷朊粉、酪素和水加入发酵罐，以200~400r/min转速搅拌混合10~15min后，静置溶胀2~4h，再于搅拌转速为400~600r/min状态下，向发酵罐中依次加入预处理秸秆、乳酸菌粉，搅拌混合10~30min后，密封发酵罐，于26~32℃，恒温静置发酵3~5天，得发酵料，取发酵料于121℃灭菌10~15min，自然冷却至室温，加入发酵料质量6~10%的添加剂混合，超声波分散10~15min，减压蒸发，真空浓缩至原体积的25~40%，即得均热作用物。
一种锂电池标签纸，按质量份数计，包括如下组分：20~35份炭黑、2~5份助剂、20~30份水，其特征在于，还包括：30~40份预处理竹笋纤维、18~26份均热作用物。
一种锂电池标签纸的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计，取20~35份炭黑、2~5份助剂、20~30份水、30~40份预处理竹笋纤维、18~26份均热作用物；
（2）先取助剂、水、均热作用物混合，以350~500r/min搅拌30~50min，得预混液，加入预处理竹笋纤维以800~900r/min剪切分散，真空脱泡，涂布于玻璃板表面，控制涂布厚度为0.03~0.08mm，于58~70℃烘箱干燥至恒重后，于温度-40℃、压强20~30Pa条件下，真空冷冻干燥4~6h，得干燥膜坯，喷涂炭黑，切割收卷，即得锂电池标签纸。
实施例1
助剂：按质量比5：1取羧甲基淀粉钠、碳酸铵混合，即得助剂。
辅剂：按质量比5：1取仲烷基磺酸钠、天冬氨酸混合，即得辅剂。
盐料：按质量比4：1：1取氯化锌、氯化钠、氯化镁混合，即得盐料。
秸秆：棉花秸秆。
溶剂：按质量比5：1取浓度0.1mol/L的NaOH溶液、Na2CO3混合，即得溶剂。
乳酸菌：植物乳杆菌。
添加剂：按质量比3：1取硅胶、黄原胶混合，即得添加剂。
预处理竹笋纤维的制备方法：取竹笋用竹笋质量3倍的水洗涤后，用铡刀切割成长度为1小段，于85℃热水中烫漂6min后，取出自然冷却至室温，以6MPa压力挤压破壁处理20min，得预处理竹笋，按质量比1：4取预处理竹笋、质量分数20%的碳酸氢钠溶液混合，以350r/min搅拌20min，静置1h，加入预处理竹笋质量5%倍的果糖后，移至打浆机以2000r/min转速打浆处理5min，得浆料，按质量比6：1：0.2取浆料、辅剂、盐料于胶体磨混合，以400r/min均质15~30min，得匀浆，取匀浆转入旋转蒸发仪，于40℃、500kPa的条件下，旋蒸浓缩至恒重，即得预处理竹笋纤维。
均热作用物的制备方法，包括如下步骤：
（1）取秸秆于粉碎机粉碎过100目筛，收集过筛颗粒按质量比1：7加入溶剂混合浸泡8h，过滤，得滤渣，取滤渣用去离子水洗涤至洗液呈中性后，转入冷冻粉碎机，以液氮为研磨介质，冷冻粉碎35min，得碎料，取碎料于-60℃真空冷冻干燥，即得预处理秸秆；
（2）按质量份数计，取20份预处理秸秆、8份谷朊粉、6份酪素、5份酵母膏、1份NaH2PO4、400份水、0.5份乳酸菌粉，先将谷朊粉、酪素和水加入发酵罐，以200r/min转速搅拌混合10min后，静置溶胀2h，再于搅拌转速为400r/min状态下，向发酵罐中依次加入预处理秸秆、乳酸菌粉，搅拌混合10~30min后，密封发酵罐，于26℃，恒温静置发酵3天，得发酵料，取发酵料于121℃灭菌10min，自然冷却至室温，加入发酵料质量6%的添加剂混合，超声波分散10min，减压蒸发，真空浓缩至原体积的25%，即得均热作用物。
一种锂电池标签纸，按质量份数计，包括如下组分：20份炭黑、2份助剂、20份水，其特征在于，还包括：30份预处理竹笋纤维、18份均热作用物。
一种锂电池标签纸的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计，取20份炭黑、2份助剂、20份水、30份预处理竹笋纤维、18份均热作用物；
（2）先取助剂、水、均热作用物混合，以350r/min搅拌30min，得预混液，加入预处理竹笋纤维以800r/min剪切分散，真空脱泡，涂布于玻璃板表面，控制涂布厚度为0.03mm，于58℃烘箱干燥至恒重后，于温度-40℃、压强20Pa条件下，真空冷冻干燥4h，得干燥膜坯，喷涂炭黑，切割收卷，即得锂电池标签纸。
实施例2
助剂：按质量比5：2取羧甲基淀粉钠、碳酸铵混合，即得助剂。
辅剂：按质量比8：1取仲烷基磺酸钠、天冬氨酸混合，即得辅剂。
盐料：按质量比4：1：2取氯化锌、氯化钠、氯化镁混合，即得盐料。
秸秆：水稻秸秆。
溶剂：按质量比5：3取浓度0.1mol/L的NaOH溶液、Na2CO3混合，即得溶剂。
乳酸菌：戊糖片球菌。
添加剂：按质量比3：2取硅胶、黄原胶混合，即得添加剂。
预处理竹笋纤维的制备方法：取竹笋用竹笋质量6倍的水洗涤后，用铡刀切割成长度为2cm小段，于95℃热水中烫漂10min后，取出自然冷却至室温，以8MPa压力挤压破壁处理20~35min，得预处理竹笋，按质量比1：8取预处理竹笋、质量分数20%的碳酸氢钠溶液混合，以500r/min搅拌40min，静置3h，加入预处理竹笋质量8%倍的果糖后，移至打浆机以3000r/min转速打浆处理8min，得浆料，按质量比6：1：0.5取浆料、辅剂、盐料于胶体磨混合，以600r/min均质30min，得匀浆，取匀浆转入旋转蒸发仪，于55℃、600kPa的条件下，旋蒸浓缩至恒重，即得预处理竹笋纤维。
均热作用物的制备方法，包括如下步骤：
（1）取秸秆于粉碎机粉碎过100目筛，收集过筛颗粒按质量比1：13加入溶剂混合浸泡12h，过滤，得滤渣，取滤渣用去离子水洗涤至洗液呈中性后，转入冷冻粉碎机，以液氮为研磨介质，冷冻粉碎50min，得碎料，取碎料于-60℃真空冷冻干燥，即得预处理秸秆；
（2）按质量份数计，取45份预处理秸秆、15份谷朊粉、10份酪素、10份酵母膏、4份NaH2PO4、500份水、0.8份乳酸菌粉，先将谷朊粉、酪素和水加入发酵罐，以400r/min转速搅拌混合15min后，静置溶胀4h，再于搅拌转速为600r/min状态下，向发酵罐中依次加入预处理秸秆、乳酸菌粉，搅拌混合30min后，密封发酵罐，于32℃，恒温静置发酵5天，得发酵料，取发酵料于121℃灭菌15min，自然冷却至室温，加入发酵料质量6~10%的添加剂混合，超声波分散15min，减压蒸发，真空浓缩至原体积的40%，即得均热作用物。
一种锂电池标签纸，按质量份数计，包括如下组分：35份炭黑、5份助剂、30份水，其特征在于，还包括：40份预处理竹笋纤维、26份均热作用物。
一种锂电池标签纸的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计，取35份炭黑、5份助剂、30份水、40份预处理竹笋纤维、18~26份均热作用物；
（2）先取助剂、水、均热作用物混合，以500r/min搅拌50min，得预混液，加入预处理竹笋纤维以900r/min剪切分散，真空脱泡，涂布于玻璃板表面，控制涂布厚度为0.08mm，于70℃烘箱干燥至恒重后，于温度-40℃、压强30Pa条件下，真空冷冻干燥6h，得干燥膜坯，喷涂炭黑，切割收卷，即得锂电池标签纸。
实施例3
助剂：按质量比5：1.5取羧甲基淀粉钠、碳酸铵混合，即得助剂。
辅剂：按质量比6：1取仲烷基磺酸钠、天冬氨酸混合，即得辅剂。
盐料：按质量比4：1：1.5取氯化锌、氯化钠、氯化镁混合，即得盐料。
秸秆：玉米秸秆。
溶剂：按质量比5：2取浓度0.1mol/L的NaOH溶液、Na2CO3混合，即得溶剂。
乳酸菌：植物乳杆菌。
添加剂：按质量比3：1.5取硅胶、黄原胶混合，即得添加剂。
预处理竹笋纤维的制备方法：取竹笋用竹笋质量4倍的水洗涤后，用铡刀切割成长度为1.5cm小段，于90℃热水中烫漂8min后，取出自然冷却至室温，以7MPa压力挤压破壁处理28min，得预处理竹笋，按质量比1：6取预处理竹笋、质量分数20%的碳酸氢钠溶液混合，以420r/min搅拌30min，静置2h，加入预处理竹笋质量6%倍的果糖后，移至打浆机以2500r/min转速打浆处理6min，得浆料，按质量比6：1：0.3取浆料、辅剂、盐料于胶体磨混合，以500r/min均质22min，得匀浆，取匀浆转入旋转蒸发仪，于48℃、550kPa的条件下，旋蒸浓缩至恒重，即得预处理竹笋纤维。
均热作用物的制备方法，包括如下步骤：
（1）取秸秆于粉碎机粉碎过100目筛，收集过筛颗粒按质量比1：10加入溶剂混合浸泡10h，过滤，得滤渣，取滤渣用去离子水洗涤至洗液呈中性后，转入冷冻粉碎机，以液氮为研磨介质，冷冻粉碎42min，得碎料，取碎料于-60℃真空冷冻干燥，即得预处理秸秆；
（2）按质量份数计，取32份预处理秸秆、11份谷朊粉、8份酪素、7份酵母膏、2份NaH2PO4、450份水、0.6份乳酸菌粉，先将谷朊粉、酪素和水加入发酵罐，以300r/min转速搅拌混合12min后，静置溶胀3h，再于搅拌转速为500r/min状态下，向发酵罐中依次加入预处理秸秆、乳酸菌粉，搅拌混合20min后，密封发酵罐，于29℃，恒温静置发酵4天，得发酵料，取发酵料于121℃灭菌12min，自然冷却至室温，加入发酵料质量8%的添加剂混合，超声波分散12min，减压蒸发，真空浓缩至原体积的32%，即得均热作用物。
一种锂电池标签纸，按质量份数计，包括如下组分：38份炭黑、3份助剂、25份水，其特征在于，还包括：35份预处理竹笋纤维、22份均热作用物。
一种锂电池标签纸的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计，取28份炭黑、3份助剂、25份水、35份预处理竹笋纤维、22份均热作用物；
（2）先取助剂、水、均热作用物混合，以425r/min搅拌40min，得预混液，加入预处理竹笋纤维以850r/min剪切分散，真空脱泡，涂布于玻璃板表面，控制涂布厚度为0.05mm，于64℃烘箱干燥至恒重后，于温度-40℃、压强25Pa条件下，真空冷冻干燥5h，得干燥膜坯，喷涂炭黑，切割收卷，即得锂电池标签纸。
对比例1：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少预处理竹笋纤维。
对比例2：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少均热作用物。
对比例3：武汉市某公司生产的锂电池标签纸。
按GB/T3810.7-2016测试方法，检测锂电池标签纸的性能。
测试结果见表1。
表1：
综合上述，本发明的锂电池标签纸，相比于市售产品热稳定性更好，不易开裂，值得大力推广。

Claims (10)

1.一种锂电池标签纸，按质量份数计，包括如下组分：20~35份炭黑、2~5份助剂、20~30份水，其特征在于，还包括：30~40份预处理竹笋纤维、18~26份均热作用物。
2.根据权利要求1所述一种锂电池标签纸，其特征在于，所述助剂：按质量比5：1~2取羧甲基淀粉钠、碳酸铵混合，即得助剂。
3.根据权利要求1所述一种锂电池标签纸，其特征在于，所述预处理竹笋纤维的制备方法：取竹笋水洗，切成小段，热水烫漂，冷却，挤压破壁处理，得预处理竹笋，按质量比1：4~8取预处理竹笋、碳酸氢钠溶液混合搅拌，静置，加入预处理竹笋质量5~8%倍的果糖，打浆，得浆料，按质量比6：1：0.2~0.5取浆料、辅剂、盐料混合，均质，得匀浆，取匀浆旋蒸浓缩，即得预处理竹笋纤维。
4.根据权利要求3所述一种锂电池标签纸，其特征在于，所述辅剂：按质量比5~8：1取仲烷基磺酸钠、天冬氨酸混合，即得辅剂。
5.根据权利要求3所述一种锂电池标签纸，其特征在于，所述盐料：按质量比4：1：1~2取氯化锌、氯化钠、氯化镁混合，即得盐料。
6.根据权利要求1所述一种锂电池标签纸，其特征在于，所述均热作用物的制备方法，包括如下步骤：
（1）取秸秆粉碎过筛，收集过筛颗粒按质量比1：7~13加入溶剂浸泡，过滤，得滤渣，取滤渣水洗，冷冻粉碎，得碎料，取碎料冷冻干燥，即得预处理秸秆；
（2）按质量份数计，取20~45份预处理秸秆、8~15份谷朊粉、6~10份酪素、5~10份酵母膏、1~4份NaH2PO4、400~500份水、0.5~0.8份乳酸菌粉，先取谷朊粉、酪素、水混合搅拌，静置溶胀，加入预处理秸秆、乳酸菌粉，搅拌混合，密封，于26~32℃，恒温发酵，得发酵料，取发酵料灭菌，冷却，加入发酵料质量6~10%的添加剂混合，超声波分散，减压蒸发，真空浓缩，即得均热作用物。
7.根据权利要求6所述一种锂电池标签纸，其特征在于，所述步骤（1）中的秸秆：棉花秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆中的任意一种。
8.根据权利要求6所述一种锂电池标签纸，其特征在于，所述步骤（1）中的溶剂：按质量比5：1~3取NaOH溶液、Na2CO3混合，即得溶剂。
9.根据权利要求6所述一种锂电池标签纸，其特征在于，所述步骤（2）中的乳酸菌：植物乳杆菌、戊糖片球菌中的任意一种。
10.根据权利要求6所述一种锂电池标签纸，其特征在于，所述步骤（2）中的添加剂：按质量比3：1~2取硅胶、黄原胶混合，即得添加剂。
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