[发明专利]一种新型碱性锌空气电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明属于电池隔膜技术领域，特别涉及一种新型碱性锌空气电池隔膜及其制备方法。所述的隔膜是以玻璃纸为基材，经乳液浸泡、烘干制得；所述乳液包括水溶性胶粘剂、阴离子表面活性剂、抗氧化剂、和水；其中，水溶性胶粘剂的重量百分比为0.1‑10%；阴离子表面活性剂的重量百分比为0.01‑1%；抗氧化剂的重量百分比为0.01‑1%；玻璃纸在乳液中浸泡1‑10分钟后，取出、刮净其表面残留物，并在40‑60°C温度下烘干制得碱性锌空气电池隔膜。本发明制备的电池隔膜，具有优良的湿强度和机械性能；良好的耐碱性和较强的抗氧化性；较高的吸液和储液性能，从而保障了电池的存储和使用寿命。

技术领域

本发明涉及电池隔膜技术领域，具体地，本发明涉及一种新型碱性锌空气电池隔膜及其制备方法。

背景技术

碱性锌空气电池，用活性炭吸附空气中的氧作为正极活性物质，以锌为负极，苛性碱溶液为电解质的一种原电池。锌空气电池的电压为1.4V左右，电池的荷电量一般比同体积的锌锰电池大 3倍以上。大型锌空气电池的电荷量一般在 500～2000Ah，主要用于铁路和航海灯标装置上；纽扣形锌空气电池的电荷量在200～400mAh，已广泛用于助听器中。

作为碱性锌空气电池用电池隔膜必须满足以下的性能要求：具有良好的隔离性能，将电池正负极隔开，保证两电极物料不直接接触，防止电池内部短路；具有良好的离子交换能力；具有良好的化学稳定性，特别是在电解液中的耐碱性；良好的吸液性、保液性和吸液速度；具有一定的机械强度，适用于电池装配。

目前碱性锌空气电池隔膜主要依赖进口，是由微孔膜和无纺布吸液层复合而成。本发明以玻璃纸为基材，通过乳液浸泡、烘干制得碱性锌空气电池隔膜，具有生产成本低、生产工艺简单、环境友好等特点。制备的隔膜保留了玻璃纸具有吸附碱性电解液和离子交换功能；克服了其湿强度、耐碱性较差等缺点，添加抗氧化剂有效地延长了隔膜的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型碱性锌空气电池隔膜及其制备方法。玻璃纸经乳液浸泡、烘干处理，改善了玻璃纸的湿强度、耐碱性，提高了吸碱率和抗氧化性，以满足用于碱性锌空气电池隔膜的要求。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供一种新型碱性锌空气电池隔膜的制备方法，包括以玻璃纸为基材，经乳液浸泡、烘干制得；所述的乳液包括水溶性胶粘剂、阴离子表面活性剂、抗氧化剂和水。

优选地，玻璃纸为包括选自丙纶纤维、维尼纶纤维、天然木纤维、天然棉纤维中的一种或多种为基材，添加增稠剂、粘合剂和保湿剂，经碱化和磺化处理，通过流延法制成的玻璃纸薄膜。

优选地，玻璃纸薄膜厚度为0.025-0.040mm, 面密度为40-50g/m²。

优选地，玻璃纸在乳液中浸泡1-10分钟后，取出、刮净其表面残留物，并在40-60°C温度下烘干。

优选地，水溶性胶粘剂为甲基纤维素类、聚乙烯醇类、丙烯酸类中的一种或多种组合，重量百分比为0.1-10%。

优选地，阴离子表面活性剂为烷基磺酸盐、烷基羧酸盐、烷基磷酸盐中的一种或多种组合，重量百分比为0.01-1%。

优选地，抗氧化剂为维生素类抗氧化剂的一种或多种组合，重量百分比为0.01-1%。

本发明还提供一种按照如上所述新型碱性锌空气电池隔膜的制备方法所制成的新型碱性锌空气电池隔膜。

通过上述技术方案制备的隔膜具有如下性能优势：隔膜的湿强度大大提高，适用于电池的装配和阻止活性物质的迁移；隔膜的吸液率超过300%，保证了离子的有效交换；耐碱性、抗氧化性大幅提高，老化测试表明该隔膜浸泡于30%KOH溶液中6年稳定；离子交换能力提高，隔膜电阻在0.10-0.20Ω·cm²。同时具有生产成本低、生产工艺简单、环境友好等特点。