锌空气电池隔膜及其制备工艺制造技术

本申请揭示了一种锌空气电池隔膜及其制备工艺，锌空气电池隔膜包括PVA纤维网层以及结合于PVA纤维网层的PVA基膜，PVA基膜与PVA纤维网层层叠结合，且部分侵入PVA纤维网层中；锌空气电池隔膜的制备工艺包括以下步骤：将不溶PVA纤维分散于PVA水溶液中获得PVA纤维分散液、对PVA纤维分散液先后进行沉降操作和过滤操作，获得初成网、对初成网进行干燥处理，获得锌空气电池隔膜；本发明专利技术提供的锌空气电池隔膜及其制备工艺，锌空气电池隔膜中PVA基膜与PVA纤维网层为同类材料，PVA基膜部分侵入PVA纤维网层中，使得PVA基膜与PVA纤维网层之间的结合力较强，且其界面电阻也能相应降低。且其界面电阻也能相应降低。且其界面电阻也能相应降低。

【技术实现步骤摘要】
锌空气电池隔膜及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及锌空气电池隔膜领域，特别涉及一种锌空气电池隔膜及其制备工艺。

技术介绍

[0002]锌空气电池中多以KOH/NH4C1水溶液等作为电解液，因此组件必须能耐受强碱腐蚀，尤其是其隔膜的强度非常的关键。隔膜需具有一定机械强度、良好吸液保液、合适孔隙率以及良好耐热性能等能力。
[0003]为了改善传统隔膜而适用于锌空气电池，现有研究做了很多尝试。如采用玻璃纸为基材，经聚合物乳液浸泡、烘干，制得有良好湿强度和耐碱性的隔膜，柔韧性差、长期使用稳定性差；采用聚丙烯微孔膜作基膜，磷酸酯、磺酸酯类化合物改性得到的改性隔膜，机械强度差、耐碱性差，而采用辐射接枝的方法来改善其吸液保液能力的隔膜则较难保证辐射接枝均匀性，影响隔膜后期使用。总的来说，这些技术均未获得综合性能良好的锌空气电池隔膜。同时，小界面电阻会减小电池损耗，提高电化学循环效率，而降低界面电阻最主要途径为降低界面杂质，隔膜的致密度也是影响界面电阻的重要因素。
[0004]现有锌空气电池隔膜普遍存在加工工艺复杂且成本较高的问题，特别是在满足力学以及电化学性能要求的前提下。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的为提供一种锌空气电池隔膜及其制备工艺，旨在解决现有锌空气电池隔膜加工工艺复杂且成本较高的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种锌空气电池隔膜，包括PVA纤维网层以及结合于所述PVA纤维网层的PVA基膜，所述PVA基膜为介孔材料；
[0007]其中，所述PVA基膜与所述PVA纤维网层层叠结合，且部分侵入所述PVA纤维网层中。
[0008]进一步地，所述PVA纤维网层包括相互叠合的短纤维层和长纤维层；
[0009]其中，所述短纤维层靠近所述PVA基膜侧。
[0010]本专利技术还提供了一种锌空气电池隔膜的制备工艺，包括以下步骤：
[0011]S1、将不溶PVA纤维分散于PVA水溶液中获得PVA纤维分散液；
[0012]S2、对所述PVA纤维分散液先后进行沉降操作和过滤操作，获得初成网；
[0013]S3、对所述初成网进行干燥处理，获得锌空气电池隔膜。
[0014]进一步地，所述S3的步骤包括：
[0015]K1、将所述初成网进行初步的烘干操作；
[0016]K2、对烘干后的初成网进行热压操作；
[0017]K3、将热压操作后的初成网进行最终的烘干操作，获得锌空气电池隔膜。
[0018]进一步地，所述S3步骤包括：
[0019]Q1、将所述初成网烘干；
[0020]Q2、将烘干后的初成网放置于预设湿度的环境中养护预设时间；
[0021]Q3、对养护后的初成网进行热压操作；
[0022]Q4、将热压操作后的初成网进行最终烘干，获得锌空气电池隔膜。
[0023]进一步地，所述S1的步骤中，所述PVA水溶液中PVA的质量与所述不溶PVA纤维的质量比在1:9至9:1之间。
[0024]进一步地，所述S1的步骤中，所述不溶PVA纤维包括短尺寸不溶PVA纤维和长尺寸不溶PVA纤维；
[0025]其中，所述短尺寸不溶PVA纤维与所述长尺寸不溶PVA纤维的质量比值在3:7到5:5之间。
[0026]进一步地，所述短尺寸不溶PVA纤维平均长度为2mm；所述长尺寸不溶PVA纤维平均长度为6mm。
[0027]进一步地，所述S1的步骤包括：
[0028]将不溶PVA纤维分散于PVA水溶液中后，先后进行搅拌操作和超声分散操作，获得PVA纤维分散液。
[0029]进一步地，所述不溶PVA纤维平均长度为6mm。
[0030]进一步地，所述S1的步骤中，所述PVA水溶液以聚丙酰胺作为分散剂。
[0031]本专利技术提供的锌空气电池隔膜及其制备工艺，锌空气电池隔膜中PVA基膜与PVA纤维网层为同类材料，PVA基膜部分侵入所述PVA纤维网层中，使得PVA基膜与PVA纤维网层之间的结合力较强，且其界面电阻也能相应降低；同时还提供了上述锌空气电池隔膜的制备工艺。
附图说明
[0032]图1是本专利技术一实施例锌空气电池隔膜的制备工艺；
[0033]图2是本专利技术第二个实施例的锌空气电池隔膜的制备工艺；
[0034]图3是本专利技术第三个实施例的锌空气电池隔膜的制备工艺；
[0035]图4是本专利技术对比样1的电学性能测试结果；
[0036]图5是本专利技术对比样2的电学性能测试结果；
[0037]图6是本专利技术对比样3的电学性能测试结果。
[0038]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0039]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0040]本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一
单元和全部组合。
[0041]本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0042]本专利技术一实施例中，一种锌空气电池隔膜，包括PVA纤维网层以及结合于所述PVA纤维网层的PVA基膜，所述PVA基膜为介孔材料；
[0043]其中，所述PVA基膜与所述PVA纤维网层层叠结合，且部分侵入所述PVA纤维网层中。
[0044]对于锌空气电池隔膜主要考虑力学性能高和电学性能：考虑到锌空气电池在各种情况下的使用，电池隔膜会受到各种类型的作用力，因此电池隔膜需要有一定的弹性模量和足够的强度。除此之外，电池在充放电使用过程中会产生枝晶刺破电池隔膜引起安全问题，因此电池隔膜还需要有一定的抗穿刺强度；电化学性能主要包括离子电导率、倍率性能、循坏性能。离子电导率，是衡量电池隔膜电阻的指标，循坏性能的指标有循环次数、首次放电容量和保留容量。电池循环充放电的次数为循环次数，电池完全充满后第一次放电的容量为首次放电容量，完成一定次数循环放电后，电池依旧保持的放电容量称保留容量。电化学性能是锌空气电池使用中的基本性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锌空气电池隔膜，其特征在于，包括PVA纤维网层以及结合于所述PVA纤维网层的PVA基膜，所述PVA基膜为介孔材料；其中，所述PVA基膜与所述PVA纤维网层层叠结合，且部分侵入所述PVA纤维网层中。2.根据权利要求1所述的锌空气电池隔膜，其特征在于，所述PVA纤维网层包括相互叠合的短纤维层和长纤维层；其中，所述短纤维层靠近所述PVA基膜侧。3.一种如权利要求1所述锌空气电池隔膜的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、将不溶PVA纤维分散于PVA水溶液中获得PVA纤维分散液；S2、对所述PVA纤维分散液先后进行沉降操作和过滤操作，获得初成网；S3、对所述初成网进行干燥处理，获得锌空气电池隔膜。4.根据权利要求3所述的锌空气电池隔膜的制备工艺，其特征在于，所述S3的步骤包括：K1、将所述初成网进行初步的烘干操作；K2、对烘干后的初成网进行热压操作；K3、将热压操作后的初成网进行最终的烘干操作，获得锌空气电池隔膜。5.根据权利要求3所述的锌空气电池隔膜的制备工艺，其特征在于，所述S3步骤包括：Q1、将所述初成网烘干；Q2、将烘干后的初成网放...

【专利技术属性】
技术研发人员：李青山，匡坤斌，王东东，吕清怡，孙元娜，李双，本德萍，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：