具有锌电极的电池用的隔板制造技术

本发明专利技术涉及一种用于具有锌电极电池的隔板。该隔板的第一个实施方案包括微孔膜和在该膜至少一个表面上的涂层。该涂层包括醋酸纤维素和表面活性剂的混合物。该表面活性剂含有选自有机醚的活性组分。该隔板的第二个实施方案主要由微孔膜组成，其有效平均孔径小于０．０４５微米，厚度小于１．５密耳，电阻小于或等于３０毫欧姆－英寸↑［２］，并且适于用电解质水溶液润湿。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
具有锌电极的电池用的隔板本申请是申请号为01140628.3，申请日为2001年9月19日，专利技术名称为“具有锌电极的电池用的隔板”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种用于具有锌电极电池的隔板。
技术介绍
具有锌电极的电池是众所周知的。参见US4359510；US4438185和US4544616；Tuck，C.D.S.，编辑，现代电池技术，Ellis HorwoodLimited，Chichester，England(1991)；和Linden，D.，编辑，电池手册，第二版，McGraw-Hill，Inc.，New York，NY(1995)，在这里将它们作为参考引入。此种电池中的一种为镍-锌(NiZn)电池。虽然NiZn电池是公知的，但是它们在商业上从未获得重要的成功；显然，由于锌电极在可再充电电池体系中持续不久，因此限制了电池的有效循环寿命。已经建议可以将微孔膜与锌电极一起使用来解决该问题。参考Tuck，Ibid.，Linden，Idid.，和US4359510；4438185以及4544616。用于具有锌电极的电池中的一种市场有售的微孔膜是Celgard3406。参考：US4359510和4438185。Celgard 3406是在其一个表面上具有聚合物涂层的微孔膜。该微孔膜以Celgard2400微孔膜在市场上销售，它是一种平均孔径约为0.045微米的聚丙烯微孔膜。该聚合物涂层由醋酸纤维素和以商品名VICTAWET12润湿剂在市场有售的表面活性剂组成。VICTAWET12由Akzo Chemical，Inc.，Chicago，Illinois销售，且为一种具有2-乙基己基磷酸二氢酯的环氧乙烷聚合物。虽然Celgard3406能够充分发挥作用，但是它的存放期有限(从涂覆日起约9个月)并且它仅润湿一次(即，表面活性剂容易洗掉)。因此，具有锌电极的电池需要改进的隔板，该隔板具有较高存放期，较高的再润湿能力，并且能够延长具有锌电极的可再充电电池的寿命。-->
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于具有锌电极电池的隔板。该隔板的第一个实施方案包括微孔膜和在该膜至少一个表面上的涂层。该涂层包括醋酸纤维素和表面活性剂的混合物。该表面活性剂具有选自有机醚的活性组分。该隔膜的第二个实施方案主要由有效平均孔径小于0.045微米的微孔膜组成，其厚度小于1.5密耳(38.1微米)，电阻小于或等于20毫欧姆-英寸2(129毫欧姆-厘米2)，并且适于用含水电解质润湿。具体实施方式本专利技术涉及一种用于具有锌电极电池的隔板。那些电池典型的为二次电池(即，可再充电电池)。此种电池可以为镍-锌或银-锌电池。为了便于下述讨论，详细讨论的电池为镍-锌电池。但是本专利技术并不限于此。镍-锌电池的化学组成是公知的。参考：Tuck，Ibid.，和Linden，Ibid.，两篇均引入本文以供参考。典型的，在此种体系中使用的电解质为氢氧化钾(KOH)水溶液，其中该氢氧化钾的浓度为约20-45重量％。典型的电池包括镍电极、锌电极、电解质和隔板，例如微孔膜。通常，电极夹着隔板，并且电解质通过隔板与两个电极相通。根据本专利技术的隔板具有两个实施方案。通常，第一个实施方案涉及一种涂覆的隔板，而第二个实施方案是一种未涂覆的隔板。每个实施方案将在下面依次讨论。优选的，下述隔板中的每个在31％KOH水溶液中具有小于或等于30毫欧姆-英寸2(193.5毫欧姆-厘米2)的电阻，更优选，该隔板在31％KOH水溶液中的电阻≤20毫欧姆-英寸2(129毫欧姆-厘米2)，并且最优选，在31％KOH水溶液中，电阻在约10-12毫欧姆-英寸2(64.5-77.4毫欧姆-厘米2)范围内。该电阻(或电阻率)按照下述方法测量：使用R.A.I.AC Milliohm Resistance Meter，型号2401和R.A.I.测试电池电极(由RAIResearch Corp.，Hauppauge，NY提供)。用31重量％的KOH润湿试样(测试前，试样应在溶液中浸渍8-24小时)。试样在测试时不应干燥。对材料的三个试样进行测试并取平均值。而后，以毫欧姆-英寸2计的结果可以除以材料的厚度，并以欧姆-英寸/密耳计。第一个实施方案是涂覆的隔板。该隔板包括微孔膜和在该膜至少一-->个表面上的涂层。表面活性剂具有选自有机醚的活性组分。上述每种组分将在下文中更为详细地论述。该微孔膜通常为疏水的聚烯烃聚合物。该疏水的聚烯烃聚合物包括，例如，聚乙烯、聚丙烯，后者是优选的。该膜的制备方法没有严格限制，并且可包括，例如，“干”拉伸(或Celgard)法，或者“溶剂”拉伸(或逆相)法。此种膜的厚度可以为小于3密耳(约75微米)，优选为小于1.5密耳(38微米)，并且最优选为厚度为约1密耳(25微米)。该膜的平均孔径可以为约0.045±0.002微米，孔隙率为28-40％，并且Gurley为20-45秒/英寸2(3.1-7.0秒/厘米2)。此种膜可由诸如Celgard Inc.，Charlotte，North Carolina，U.S.A.；Tonen K.K.，Tokyo，Japan；AsahiChemical Co.，Tokyo，Japan；Ube Industries，Tokyo，Japan；和NittoDenko Corporation，Tokyo，Japan商购到。该涂层涂覆在该膜的至少一个表面上。如果涂覆在一个表面上，该涂层表面密度可在约0.12-0.80毫克/cm2范围内，并且优选为，该表面密度可在0.25-0.45毫克/cm2范围内。该涂层优选以溶液形式涂覆，并且该溶剂(例如，丙酮或甲基乙基酮)以任何公知方法驱除。涂覆的隔板的有效平均孔径应为小于0.045微米，成选为0.030-0.040微米，并且最优选为小于0.035微米。有效平均孔径太大将对循环寿命产生负面影响，因为太多锌离子将穿过该隔板，而如果有效平均孔径太小，将对电池内部的电导率产生负面影响，因为电阻将太高。该有效平均孔径指的是当用电解质润湿时，涂覆的隔板表现出来的表面孔隙直径。有效平均孔径用溶质通过方法测量。参考诸如：Cheryan，M.，UltrafiltrationHandbook(超滤手册)，Technomic Publishing Co.，Lancaster，PA，(1986)p.62-71。通过上述方法，使用：肌肉球蛋白-17600分子量(MW)，尺寸为3.7纳米(nm)，0％拒绝；乳球蛋白-38000MW，5.2nm，10％；白蛋白-69000MW，6.4nm，30％；血清球蛋白-148000MW，9.2nm，75％；血蓝蛋白(Palinurus)-450000 MW，11.7nm，90％，该膜的孔径被评估为0.035微米(35nm)。该涂层包括醋酸纤维素和表面活性剂的混合物。该醋酸纤维素(每-->个葡萄糖上含有约2.5个乙酰基团，例如，CA-398-3)是可商购的原料，例如，Celanese Acetate LLC，Charlotte，North Carolina，U.S.A.；或者Eastman Chemical Co.，Kingsport，Tennwesee，U.S.A.。其中Celan本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池隔板，主要由微孔膜组成，该微孔膜有效平均孔径小于０．０４５微米，厚度小于３８．１微米，电阻小于或等于１９３．５毫欧姆－厘米↑［２］，并适于用电解质水溶液润湿。

【技术特征摘要】
US 2000-9-21 09/666,2361、一种电池隔板，主要由微孔膜组成，该微孔膜有效平均孔径小于0.045微米，厚度小于38.1微米，电阻小于或等于193.5毫欧姆-厘米2，并适于用电解质水溶液润湿。2、根据权利要求1的电池隔板，其中所述孔径在0.020-0.040微米范围内。3、根据权利要求1的电池隔板，其中所述孔径小于0.035微米。4、根据权利要求1的电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：CG温斯雷，
申请(专利权)人：思凯德公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]