[发明专利]镍氢电池用氧化锆隔膜材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及镍氢电池关键材料领域，具体为一种镍氢电池用氧化锆隔膜材料的制备方法。

背景技术

隔膜材料性能对镍氢电池性能有重要影响。镍氢电池隔膜材料要求隔膜具有耐高温、耐腐蚀、化学稳定性好、透气性好等特点。应用于镍氢电池的隔膜材料有聚丙烯隔膜、尼龙隔膜、石棉隔膜、玻璃纤维隔膜、氧化锆隔膜等，但截止目前为止综合性能最好的为氧化锆隔膜，特别是当镍氢电池用作高功率动力源情况下如卫星电池等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镍氢电池用氧化锆隔膜材料的制备工艺，利用该工艺可以制备出比较理想的镍氢电池用氧化锆隔膜材料。

为了实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：

一种镍氢电池用氧化锆隔膜材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

(1)将有光连续纺粘胶长丝经经编而成的织物作为前驱体在浸渍液中浸渍，浸渍液为锆盐与稀土盐的复合溶液，锆盐为氯氧化锆，锆盐浓度0.7～3mol/L；稀土盐为MCl_XM(SO₄)_X、M(NO₃)_X和由稀土氧化物M_xO_y酸溶制得的稀土盐中的一种或几种，其中，M表示为稀土，所配浸渍液中稀土原子与锆原子的摩尔比为1∶4～25，浸渍时间0.5～48h；

(2)将浸渍后的前驱体进行离心甩干；

(3)将离心甩干后的前驱体在氨气或氨水挥发气氛中熏蒸；

(3)将离心甩干后的前驱体在氨气或氨水挥发气氛中熏蒸；

(4)再将熏蒸的前驱体经浸洗、干燥、平压热处理，即制成镍氢电池用氧化锆隔膜材料。

本发明的前驱体为有光连续纺粘胶长丝经经编而成的织物。其中，有光粘胶长丝是指没有加入消光剂的粘胶长丝纤维，这种有光连续纺粘胶长丝在保定化纤厂等都有生产，有光连续纺粘胶长丝经经编即制成本发明的有光连续纺粘胶长丝的经编织物。

在所述的步骤(1)中，浸渍过程中可以不加热；也可以加热，加热以促进浸渍过程。这样，浸渍控制在10～100℃的温度条件下进行。

在所述的步骤(2)中，离心甩干所使用的离心机转速500～7000rpm，甩干时间10～300min。

在所述的步骤(2)中，甩干过程中也可以不采用喷雾处理；也可以采用喷雾处理，即在离心甩干前，往处于离心机内的浸渍后的前驱体上喷水雾，以促进多余盐溶液的去除。

在所述的步骤(3)中，在氨气或氨水挥发气氛中熏蒸的时间0.5～80h，熏蒸气氛压力0.01～4MPa。

在所述的步骤(4)中，浸洗采用去离子水或清水浸洗，可反复浸洗几次，浸洗次数1～10次，总浸洗时间1～600min。

在所述的步骤(4)中，干燥为平压或无压状态下的自然晾干或烘干，烘干温度为10～100℃，烘干时间10～1000min。

在所述的步骤(4)中，烘干伴有鼓风处理，即采用鼓风机将10～100℃的热风通过浸洗后的前驱体的表面。

在所述的步骤(4)的平压热处理中，是先将待热处理前驱体平放于耐高温的平板上，平板为陶瓷板、石英板、石棉板和硅酸铝板中的任意一种，然后在前驱体上铺一层透气材料，透气材料为石棉、泡沫镍、多孔陶瓷板、多孔石英板和硅酸铝板中的任意一种，进行热处理。

在所述的步骤(4)中，加热最高温度为600～1100℃，最高温度时的保温时间为0～300h，从室温到最高温度的升温为急剧升温或升温时间为t₁，0＜t₁≤300h，从最高温度到室温的降温为急剧降温或降温时间为t₂，0＜t₂≤300h。这里需要说明的是，为保证平压热处理过程中前驱体向氧化锆隔膜转化时某种反应的充分进行，前驱体的温度从室温到最高加热温度的中间温度段内，也可以在中间某温度保温，然后再将温度提升到所设定的最高热处理温度进行处理。在平压热处理工艺中将升温和降温的时间的下限大于0，是因为有时可以直接将处于室温的样品放入已经处于高温的热处理炉中，样品可以在几乎为0的时间内到达高温态，即急剧升温；或将在热处理炉内处于高温的样品直接拿出热处理炉外进行冷却，冷却速度可以很快，即急剧降温。

在所述的步骤(4)中，在透气材料上可以不加耐高温平板；也可以在透气材料上再加耐高温平板，平板为陶瓷板、石英板、石棉板和硅酸铝板的任意一种。

本发明的有益效果是：