CN113140869A - 一种高性能电池隔膜及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高性能镍氢电池隔膜的制作方法，包括以下步骤：步骤1：无纺布磺化；步骤2：将经步骤1磺化后的无纺布用浸渍溶液进行处理；步骤3：将浸渍后的无纺布在紫外光下进行照射；步骤4；照射完成后将无纺进行清洗，干燥，得到高性能电池隔膜。本发明通过磺化和聚合反应，提高了隔膜的机械强度，同时增加了隔膜的凝胶含量，提高了隔膜的离子交换容量，同时提高了隔膜表面的浸润性，从而提高了隔膜的电解液保液率，提升了隔膜的使用性能。本发明操作简单，成本低，不仅有效提高了隔膜的离子交换性能，还有效提高了隔膜的机械性能，延长了隔膜的使用寿命，有利于大规模生产，具有巨大的应用价值。

Description

一种高性能电池隔膜及其制作方法
技术领域
本发明涉及电池隔膜技术领域，特别涉及一种高性能电池隔膜及其制作方法。
背景技术
电池隔膜最主要的功能是分隔电池中的正负极板，防止正负极板直接接触产生短路，同时，由于隔膜中具有大量贯通的微孔，电池中的正负离子可以在微孔中自由通过，在正负极板之间迁移形成电池内部导电回路，而电子则通过外部回路在正负电极之间迁移形成电流，供用电设备利用。
隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。为了提高隔膜的性能，可采用接技改性，然而接枝过程中不可避免的会对隔膜纤维造成损伤，另外接枝设备昂贵，增加了接枝改性隔膜的加工成本。因此，开发一种低成本的提高电池隔膜性能的方法具有重要意义。
发明内容
本发明提供了一种高性能电池隔膜及其制作方法，其目的是为了降低成本，提高电池隔膜的机械性能和离子交换性能，延长隔膜的使用寿命，从而改善电池的性能。
为了达到上述目的，本发明提供了一种高性能镍氢电池隔膜的制作方法，包括以下步骤：
步骤1：无纺布磺化；
步骤2：将经步骤1磺化后的无纺布用浸渍溶液进行处理；
步骤3：将浸渍后的无纺布在紫外光下进行照射；
步骤4；照射完成后将无纺进行清洗，干燥，得到高性能电池隔膜。
优选地，所述无纺布为湿法无纺布，所述无纺布材质为PP表面包覆PE，所述无纺布克重为30～80g/m2。
优选地，所述步骤1的磺化具体为：
将无纺布置于体积分数为5～20％的三氧化硫气相中进行磺化，磺化时间为3～6min。
优选地，所述三氧化硫由温度为60～65℃的发烟硫酸提供。
优选地，所述无纺布经步骤1处理后含硫量(质量百分含量)为0.5～1.0％。
优选地，所述浸渍溶液浸渍溶液包括以下质量百分比组分：丙烯酸30～40％、二苯甲酮0.25～4％、异构十三醇聚氧乙烯醚0.5～0.8％、水68～72％。
优选地，所述步骤3具体为：将浸渍后的无纺布以0.5～1.5m/s的速度在两个相向的中压汞蒸汽灯中穿过，所述中压汞蒸汽灯的输出功率为117～124W/cm，发出的光为9～11cm宽的平等光。
优选地，所述步骤3中，照射时间为5～15s，照射在惰性气体中进行。
优选地，所述惰性气体包括氩气或氮气。
优选地，所述步骤4中，用去离子水进行清洗，然后在90～100℃下干燥1～2min。
本发明还提供了由上述方法制备的高性能电池隔膜。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
本发明首先将无纺布进行磺化，使无纺布表面修饰磺酸基，经浸渍溶液处理后，在紫外光的照射下引发自由基反应。表面发生聚合反应，提高了隔膜的机械强度，同时增加了隔膜的凝胶含量，提高了隔膜的离子交换容量，此外，通过磺化处理，使无纺布表面分子发生降解，修饰磺酸基，提高了隔膜表面的浸润性，从而提高了隔膜的电解液保液率，提升了隔膜的使用性能。
本发明操作简单，成本低，不仅有效提高了隔膜的离子交换性能，还有效提高了隔膜的机械性能，延长了隔膜的使用寿命，有利于大规模生产，具有巨大的应用价值。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
实施例1
将无纺布以100-300m/h的速度在98％硫酸和105％烟酸中穿过，三氧化硫的体积分数为5％，进行磺化，磺化温度为60～65℃，
其中，无纺布为PP表面包覆PE，无纺布的克重为60g/m2，厚度为0.145mm。
无纺布磺化后，各项性能参数如表1所示：
将磺化后的无纺布在氮气环境下用浸渍溶液进行浸泡，其中，浸渍溶液包括以下质量百分比组分：丙烯酸30％、二苯甲酮0.25％、异构十三醇聚氧乙烯醚0.5％、水69.25％。
浸泡过的无纺布以1m/min的速度在两个中压汞蒸汽灯中穿过，保证受照射时间为6秒，两灯相向，分别在石英试验箱的两侧，每个灯的输出功率是120W/cm，产生宽度为10cm的平行光。
照射完成后，用去离子水清洗干净，然后在95℃下干燥2min，得到高性能电池隔膜。
实施例1得到的高性能电池隔膜的性能参数如表2所示。
实施例2
与实施例1相同，不同之处在于：磺化时，三氧化硫的体积浓度为20％。磺化前后无纺布性能参数如表1所示。
实施例2得到的高性能电池隔膜的性能参数如表2所示。
表1无纺布磺化前后性能参数
Figure BDA0003040451730000031
对比例1
与实施例1的区别在于：未进行磺化，其它工艺与实施例1均相同。
对比例1得到的隔膜参数见表2。
对比例2
与实施例1基本相同，不同处在于：浸渍溶液中不含二苯甲酮。
对比例2得到隔膜的参数见表2。
对比例3
与实施例1相同，不同之处在于：磺化时，三氧化硫的体积浓度为3％，磺化前后无纺布性能参数如表1所示。
对比例3得到的高性能电池隔膜的性能参数如表2所示。
表2实施例1得到的高性能电池隔膜的性能参数
Figure BDA0003040451730000041
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高性能镍氢电池隔膜的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：无纺布磺化；
步骤2：将经步骤1磺化后的无纺布用浸渍溶液进行处理；
步骤3：将浸渍后的无纺布在紫外光下进行照射；
步骤4；照射完成后将无纺进行清洗，干燥，得到高性能电池隔膜。
2.根据权利要求1所述的高性能镍氢电池隔膜的制作方法，其特征在于，所述无纺布为湿法无纺布，所述无纺布材质为PP表面包覆PE，所述无纺布克重为30～80g/m2。
3.根据权利要求1所述的高性能镍氢电池隔膜的制作方法，其特征在于，所述步骤1的磺化具体为：
将无纺布置于体积分数为5～20％的三氧化硫气相中进行磺化，磺化时间为3～6min。
4.根据权利要求1所述的高性能镍氢电池隔膜的制作方法，其特征在于，所述三氧化硫由温度为60～65℃的发烟硫酸提供。
5.根据权利要求1所述的高性能镍氢电池隔膜的制作方法，其特征在于，所述无纺布经步骤1处理后含硫量为0.5～1.0％。
6.根据权利要求1所述的高性能镍氢电池隔膜的制作方法，其特征在于，所述浸渍溶液浸渍溶液包括以下质量百分比组分：丙烯酸30～40％、二苯甲酮0.25～4％、异构十三醇聚氧乙烯醚0.5～0.8％、水68～72％。
7.根据权利要求1所述的高性能镍氢电池隔膜的制作方法，其特征在于，所述步骤3具体为：将浸渍后的无纺布以0.5～1.5m/s的速度在两个相向的中压汞蒸汽灯中穿过，所述中压汞蒸汽灯的输出功率为117～124W/cm，发出的光为9～11cm宽的平等光。
8.根据权利要求1所述的高性能镍氢电池隔膜的制作方法，其特征在于，所述步骤3中，照射时间为5～15s，照射在惰性气体中进行。
9.根据权利要求1所述的高性能镍氢电池隔膜的制作方法，其特征在于，所述惰性气体包括氩气或氮气。
10.根据权利要求1所述的高性能镍氢电池隔膜的制作方法，其特征在于，所述步骤4中，用去离子水进行清洗，然后在90～100℃下干燥1～2min。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101267028A (zh) * 2008-04-10 2008-09-17 深圳市富易达电子科技有限公司 一种经磺化改性的聚烯烃电池隔膜及其制备方法
CN101950799A (zh) * 2009-07-08 2011-01-19 日本高度纸工业株式会社 电池隔膜和二次电池
CN103319747A (zh) * 2013-07-16 2013-09-25 莱州联友金浩新型材料有限公司 一种电池隔膜材料接枝处理设备及接枝处理方法
CN104562666A (zh) * 2014-12-18 2015-04-29 昆明理工大学 一种聚丙烯无纺布的表面改性方法
CN106299211A (zh) * 2016-10-26 2017-01-04 咸阳美特环保材料有限公司 一种镍氢电池隔膜的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101267028A (zh) * 2008-04-10 2008-09-17 深圳市富易达电子科技有限公司 一种经磺化改性的聚烯烃电池隔膜及其制备方法
CN101950799A (zh) * 2009-07-08 2011-01-19 日本高度纸工业株式会社 电池隔膜和二次电池
CN103319747A (zh) * 2013-07-16 2013-09-25 莱州联友金浩新型材料有限公司 一种电池隔膜材料接枝处理设备及接枝处理方法
CN104562666A (zh) * 2014-12-18 2015-04-29 昆明理工大学 一种聚丙烯无纺布的表面改性方法
CN106299211A (zh) * 2016-10-26 2017-01-04 咸阳美特环保材料有限公司 一种镍氢电池隔膜的制备方法

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