[发明专利]一种碱性电池隔膜纸的制备方法

说明书

本发明涉及一种碱性电池隔膜纸的制备方法，步骤如下：⑴称取聚丙烯纤维和ES纤维；⑵取聚丙烯纤维放入纤维标准疏解器中，加入水，然后疏解；⑶取ES纤维放入装有聚丙烯纤维浆料的纤维标准疏解器中，加入水，然后继续疏解，得浆料悬浮液；⑷将浆料悬浮液移至配浆池，再加水，搅拌10～30min，待搅拌均匀后即为混合纤维浆料；⑸将步骤⑷中的混合纤维浆料进行抄造得湿纸幅，湿纸幅经过压榨脱水处理后，最后经过干燥处理，得到干燥纸幅；⑹将干燥纸幅进行热压处理，即得碱性电池隔膜纸。本方法采用聚丙烯纤维与低熔点纤维混合制备碱性电池隔膜纸，制备得到的碱性电池隔膜纸具有高强度、高孔隙率、高吸碱率等性能。

技术领域

本发明属于特种纸加工与制造技术领域，尤其是一种碱性电池隔膜纸的制备方法。

背景技术

随着环境问题的日益严重，清洁型汽车(如燃料电池汽车和电动汽车等)的研发已经备受关注。在清洁型汽车中，可充电型的混合动力汽车可能被认为是最有前景的。但是，混合动力型汽车的电池必须具备优良的输出功率、高容量、寿命长等特点。碱性电池以其优良的性能而成为混合动力型汽车的电源之一。因此，高性能的碱性电池越来越受到重视。

目前，常用的碱性电池多以二氧化锰为正极，锌为负极，氢氧化钾为电解液，正负电极间有起到隔离作用的隔膜材料，该材料称为电池隔膜纸。电池隔膜纸是电池中最为薄弱的部分，位于电池的正、负极之间，其作用是对电子绝缘，允许离子透过，被称为电池的心脏，其物理性能的优劣直接影响着电池的使用、贮存性能和使用寿命。因此，常规的碱性电池隔膜纸需具备以下特点：(1)良好的隔离性能，即将电池的正负电极隔开，防止正极和负极的活性物质直接接触，造成电池的内部短路；(2)良好的离子渗透性，以一定的孔径作为离子通道，要求隔膜纸对电子呈现出高电阻，而对离子呈低电阻，即保证离子迁移通畅；(3)良好的电解液吸收性能与保液性能；(4)良好的化学稳定性，尤其是在电解液中的耐碱性，以确保隔膜纸在碱性条件下的稳定性；(5)具有一定的机械性能与韧性，以满足连续生产的要求；(6)电池的适用温度一般为-20℃～80℃，要求隔膜纸在使用温度范围内尺寸稳定，防止因变形而造成电池内部短路。

碱性电池隔膜纸的两大基本功能是隔离性能和离子导电性能。“枝晶”现象普遍存在于碱性电池中，而这种“枝晶”又很容易穿透孔径较大的隔膜纸，使得两电极间的活性物质直接接触，从而导致电池内部短路，严重影响到电池的使用寿命、电池容量以及电池安全等性能。为了防止“枝晶”引起的电池内部短路，碱性电池隔膜纸应具有较小的孔径，即隔膜纸孔径越小，隔离性能越好；孔隙率越高，储液性能越好，其离子导电性能也更好。因此，常规的碱性电池隔膜纸通常采用化学稳定性良好的超细合成纤维制成，使其具备有低孔径和高孔隙率的特点。聚丙烯纤维隔膜具有孔隙率高、孔径小、化学纯度高、有害杂质少，以及非常好的耐酸碱性、抗氧化性和电阻小的特点。但是，聚丙烯纤维间不存在纤维结合键，纤维只是相互的交织在一起，因而隔膜纸纤维间不存在结合力，导致隔膜纸结合强度极低。

中国专利02147638.1中披露了“一种碱性电池隔膜纸的制造方法”，该方法利用辊压复合的方法制得一种尼龙非纺织布和聚丙烯非纺织布复合膜，用做碱性电池隔膜。但是，这种复合隔膜并未有效地结合在一起，其稳定性能有限。

非专利外的其他资料表明，熔喷法、干法、湿法等工艺均可用于生产隔膜纸。熔喷法制备的隔膜纸纤维直径小，但强度差；干法生产的隔膜纸品质较差；采用湿法生产的碱性电池隔膜纸具有紧度高、匀度好、成本低等特点。因此，本发明以湿法工艺制造碱性电池隔膜纸。

通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种碱性电池隔膜纸的制备方法，该方法采用聚丙烯纤维和ES纤维为原料，采用湿法成型工艺制备匀度较佳的纸页，然后采用热压处理的方法制备碱性电池隔膜纸，制备得到的碱性电池隔膜纸具有高强度、高孔隙率、高吸碱率等性能。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：