一种锌银电池用亲水性隔膜纸及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锌银电池用亲水性隔膜纸及其制备方法，属于特种纸及其制造技术领域，其以棉浆纤维、马尼拉麻浆纤维为原料；按重量份数比，所述原料由以下组分组成：70～90份棉浆纤维、10～30份马尼拉麻浆纤维，所述原料经打浆处理后，添加一定量的湿强剂，并加水混合均匀，经分散剂分散后输送至斜网造纸机上经过成型、压榨、烘干、卷取、复卷分切等步骤得到盘纸成品。该隔膜纸具有湿抗张强度高、吸碱速度快、吸碱率高、亲水性好等特点，能满足锌银贮备电池快速激活的要求。备电池快速激活的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种锌银电池用亲水性隔膜纸及其制备方法


[0001]本专利技术属于特种纸及其制造
，具体涉及一种锌银电池用亲水性隔膜纸及其制备方法。

技术介绍

[0002]电化学能源由于其具有清洁、高效、维护方便等诸多优点在能源的可持续发展中扮演着重要角色。随着科技水平的日益进步以及生活质量的提高，各类新型电池相应而生，特别是通讯、汽车、电子、航天诸类行业的发展，对高能量、高功率、体积小、质量轻、寿命长、无污染电池的需求日益强烈，间接促进了电池品种的不断更新。
[0003]锌银电池具有比能高、比功率大、放电电压平稳、可大电流放电、贮存性能好等优点，主要运用于导弹、运载火箭、鱼雷、卫星等武器装备中，为动力、控制、舵机、遥测、安全等系统提供电力。由于锌银电池存在锌电极腐蚀、氧化银电极溶解、隔膜及电解液发生降解反应等问题，如果电极和隔膜长期浸泡在电解液中会降低电池的存储寿命。为了满足行业的存储要求，自动激活贮备电池得到发展，锌银贮备电池应运而生。为了长期贮存，锌银贮备电池在使用前是将极板和电解液是分开存放的，当电池需要工作时，将电解液快速注入电池内部，隔膜吸收电解液后，电池被激活就可以正常工作。
[0004]电池隔膜是化学电池中的关键材料之一，被称为电池的“第三极”，它位于电池的正极和负极之间，主要作用是隔离电池正负极活性物质，防止因两极活性物质直接接触而产生电池内部的短路。
[0005]随着锌银贮备电池的发展，现代的锌银贮备电池必须有能力高速率放电，必须在激活后几秒钟达到全功率输出。此外，锌银贮备电池采用的电解液是40％的KOH水溶液，具有强烈的腐蚀性。因此，对用于锌银贮备电池的隔膜纸来说，需具备如下基本性能：(1)电子绝缘，能防止电子直接在正、负极的活性物质之间移动而发生内部短路；(2)机械性能和尺寸稳定性好，能满足隔膜纸的加工装配要求，同时防止电池在运输过程中遇到震荡或冲击时隔膜可能出现破损，造成电池短路；(3)具有良好的吸收电解液的性能和良好的电解液保持能力，满足电池快速激活的要求；(4)具有良好的化学稳定性，防止隔膜纸在电解液中因收缩过大引起变形而造成电池短路。
[0006]目前锌银贮备电池隔膜主要是亲水性隔膜和聚乙烯醇(PVA)隔膜组合使用。亲水性隔膜主要起到隔离作用，采用耐碱植物纤维抄造，具有较好的亲液性能，电解液注入后，能够迅速激活电池达到正常工作电压，然而亲水性隔膜抗张强度与湿抗张强度均较低，遇到震荡或冲击时隔膜可能出现破损，造成电池短路。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种具有湿抗张强度
高、吸碱速度快、吸碱率高等特点的锌银电池用亲水性隔膜纸及其制备方法，满足锌银贮备电池快速激活的使用要求。
[0008]所述的一种锌银电池用亲水性隔膜纸，其特征在于，其以棉浆纤维、马尼拉麻浆纤维为原料；按重量份数比，所述原料由以下组分组成：70～90份棉浆纤维、10～30份马尼拉麻浆纤维，所述原料经打浆处理后，添加一定量的湿强剂，并加水混合均匀，经分散剂分散后采用斜网造纸机湿法抄造工艺制造。
[0009]进一步地，本专利技术还限定了所述棉浆经打浆后，打浆度为25～40
°
SR，纤维湿重为4.2～7.5g；所述马尼拉麻浆经打浆后，打浆度为15～25
°
SR，纤维湿重为15.4～19.8g。
[0010]进一步地，本专利技术还限定了隔膜纸的定量为29～33g/m2，厚度为0.075～0.08mm，纵向抗张强度≥0.3kN/m，横向抗张强度≥0.15kN/m，纵向湿抗张强度≥0.1kN/m，横向湿抗张强度≥0.08kN/m，纵向吸碱速度≥17mm/1min，吸碱率≥300％。
[0011]进一步地，本专利技术还限定了所述的湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷树脂。
[0012]进一步地，本专利技术还限定了所述的分散剂为聚氧化乙烯。
[0013]更进一步地，本专利技术还限定了所述的一种锌银电池用亲水性隔膜纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)取重量份数为70～90份的棉浆纤维放入已贮有适量水的打浆机中，纤维在水中的质量浓度为2～3％，下刀打浆至浆料打浆度为25～40
°
SR，纤维湿重为4.2～7.5g时停止打浆。2)取重量份数为10～30份的马尼拉麻浆纤维放入已贮有适量水的打浆机中，纤维在水中的质量浓度为2～3％，下刀打浆至浆料打浆度为15～25
°
SR，纤维湿重为15.4～19.8g时停止打浆。3)将上述两种浆料放入配浆池中，加水配至浆料质量浓度为0.2～0.5％，然后加入适量的湿强剂，其用量为绝干纤维总重量的0.3～1.0％，再加入适量的分散剂(用量为绝干纤维总重量的0.2％～0.4％)，搅拌均匀。4)将步骤3)配制好的浆料输送至斜网造纸机的锥形布浆器，经上网成型、脱水、压榨、烘干、卷取后，分切成盘得到锌银电池用亲水性隔膜纸。
[0014]进一步地，本专利技术还限定了所述的湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷树脂。
[0015]进一步地，本专利技术还限定了所述的分散剂为聚氧化乙烯。
[0016]通过采用上述技术，相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1)本专利技术采用棉浆纤维和马尼拉麻浆纤维按一定比例混合抄造，植物纤维可利用纤维上的“羟基”在纸张干燥过程中形成“氢键”产生结合强度，隔膜纸的强度得到提高，制备隔膜纸的工艺过程更加绿色环保；2)本专利技术采用的棉浆纤维和马尼拉麻浆纤维经过打浆处理后，纤维具有很好的分丝帚化的能力，大大提高了纤维与纤维之间的接触面积，提高了隔膜纸的强度，同时也降低了隔膜纸的孔径，对隔膜纸抗锌枝晶穿透的能力也有一定程度的增强；3)本专利技术采用聚酰胺环氧氯丙烷树脂作为湿强剂，是一种高分子聚合物，其本身具有较好的耐碱性能，不仅能明显提高隔膜纸的湿抗张强度，还可以适当提高隔膜纸的耐碱稳定性。
具体实施方式
[0017]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。
[0018]实施例11)取70kg的棉浆放入已贮有3430kg水的打浆机中，纤维在水中的质量浓度为2％，先疏解20min，再下刀打浆至打浆度为35
°
SR，纤维湿重为4.6g，然后起刀将浆料放入配浆池中。2)取30kg的马尼拉麻浆放入已贮有1470kg水的打浆机中，纤维在水中的质量浓度为2％，先疏解20min，再下刀打浆至打浆度为22
°
SR，纤维湿重为16.4g，然后起刀将浆料放入配浆池中。3)在配浆池中加45000kg水配至成浆料质量浓度为0.2％，加入0.5％的聚酰胺环氧氯丙烷树脂(质量分数，对绝干纤维总重量)，再加入0.4％的聚氧化乙烯分散剂(质量分数，对绝干纤维总重量)，搅拌均匀。4)将混合浆料输送至斜网造纸机的锥形布浆器，经上网成型、脱水、压榨、烘干、卷取、复卷、分切成盘得到锌银电池用亲水性隔膜纸，隔膜纸的定量为29.1g/m2，厚度为0.076mm，纵向抗张强度为0.51kN/m，横向抗张强度为0.32kN本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锌银电池用亲水性隔膜纸，其特征在于其原料包括以下组份：70～90份重量份的棉浆纤维、10～30份重量份的马尼拉麻浆纤维、绝干纤维总重量0.3～1.0％的湿强剂绝干纤维总重量0.2％～0.4％的聚氧化乙烯。2.根据权利要求1所述的一种锌银电池用亲水性隔膜纸，其特征在于所述棉浆纤维经打浆后，打浆度为25～40
°
SR，纤维湿重为4.2～7.5g；所述马尼拉麻浆经打浆后，打浆度为15～25
°
SR，纤维湿重为15.4～19.8g。3.根据权利要求1所述的一种锌银电池用亲水性隔膜纸，其特征在于湿强剂在原料经过打浆处理后添加，并加水混合均匀，再加入分散剂分散。4.根据权利要求1所述的一种锌银电池用亲水性隔膜纸，其特征在于隔膜纸的定量为29～33g/m2，厚度为0.075～0.08mm，纵向抗张强度≥0.3kN/m，横向抗张强度≥0.15kN/m，纵向湿抗张强度≥0.1kN/m，横向湿抗张强度≥0.08kN/m，纵向吸碱速度≥17mm/1min，吸碱率≥300％。5.根据权利要求1所述的一种锌银电池用亲水性隔膜纸，其特征在于所述湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷树脂。6.根据权利要求1所述的一种锌银电池用亲水性隔膜纸，其特征在于所述分散剂为聚氧化乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓东，唐宝华，周纪灿，李红祝，吴伯超，
申请(专利权)人：浙江鹏辰造纸研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：