[其他]锂电池玻璃纤维隔膜

说明书

本发明是用于锂电池的玻璃纤维隔膜，它由０．５％～１０％的桑皮纤维和９０％～９９．５％的平均直径为０．２～０．５微米的中碱含锌玻璃纤维以及由占纤维总重量的５％～１５％的粘结剂所组成。该隔膜具有吸液率高，比电阻小，有良好的化学稳定性和较高的机械强度，工艺简单，易于成型等优点，适用于锂电池及其它酸性电池上使用。

本发明是一种用在锂电池上起正负极间隔离作用的玻璃纤维隔膜。

目前，世界上大多数锂电池中以玻璃纤维为主要成分的隔膜，多为直径超过1微米的玻璃纤维所组成。例如US4421834号专利就提出了一种平均直径为2～8微米的玻璃纤维为主要成分制成的隔膜。这种隔膜由于其纤维直径大于2微米，所以比表面积小，隔膜的含液率低，使得电解液在电池内部分布不均匀而影响了电池的稳定放电。

本发明的任务是提供一种吸液率高，比电阻小，有良好化学稳定性和较高机械强度的锂电池隔膜。

本发明是以占总重量90%～99.5%的中碱含锌玻璃纤维为主体，在此纤维中，至少有90%以上的纤维平均直径为0.2～0.5微米。由于组成该隔膜的纤维直径细小。所以隔膜的比表面积大，吸液率高。该纤维属于1级水解级，从而使隔膜具有良好的化学稳定性。

为了增加隔膜的机械强度，还选用了占纤维总重量的0.5%～10%的桑皮纤维，在此纤维中，至少有90%以上的纤维平均长度为6～10毫米，此纤维经打浆处理后，外壁组织破裂，能产生大量的微细纤维，增加了隔膜的比表面积。又由于此纤维较长，使纤维彼此间的结合力增加。从而提高了隔膜强度。

制造该隔膜的粘结剂是聚全氟乙丙烯或偏氟乙烯和四氟乙烯的共聚物。其用量为占纤维总重量的5%～15%。

为了提高隔膜的吸液率，在成型过程中，还加入占纤维总重量0.01%～0.5%的阳离子型或阴离子型的表面活性剂，以利于电解液的浸润和吸收。

为进一步降低成本，又不降低隔膜性能，本发明还可用5%～20%的普通中碱玻璃纤维来代替桑皮纤维和部分中碱含锌玻璃纤维。普通中碱玻璃纤维的直径不大于13微米，平均长度为6～12毫米。

本发明的优点是，隔膜的吸液率高，比电阻小，有良好的化学稳定性和较高的机械强度，工艺简单，易于成型，适用于锂电池及其它酸性电池上使用。

本发明的工艺过程示意图，见说明书附图。

本发明的实施例是：将380克中碱含锌玻璃纤维和20克桑皮纤维，加入到充满净化水（离子交换水）的疏解机内进行疏解，疏解浓度为0.1%～0.5%，疏解时间为30～45分钟，而后用泵把疏解好的浆料输送到具有搅拌装置的浆料贮池内，并加入净化水或成型部的循环水，把浆料浓度进一步稀释到0.01%左右，再加入40克聚全氟乙丙烯（或偏氟乙烯与四氟乙烯的共聚物），把配制好的浆料用泵送入高位稳流箱后，再流入抄取成型机，制成湿纸页，此湿纸页进入热风循环干燥箱，大约200℃左右，经脱水干燥和固化后，即制得所需要的锂电池玻璃纤维隔膜，取样检测其性能，当厚度为0.1毫米时，吸液率≥800%，比电阻≤10欧姆＝厘米，抗张强度≥40kg/cm²。