一种电池隔板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种电池隔板及其制备方法，电池隔板包括至少一层微孔层和位于微孔层侧面的支撑层，其中，微孔层包括水溶性聚合物、无机纳米颗粒、以及ABS聚合物、PVDF聚合物和PTFE聚合物中的任意一种。本发明专利技术的电池隔板有好的化学稳定性和高的穿刺强度。化学稳定性和高的穿刺强度。

【技术实现步骤摘要】
一种电池隔板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电池
，更具体地讲，涉及一种电池隔板及其制备方法。

技术介绍

[0002]蓄电池包括阳极、阴极、电解质以及电池隔板。通常，阳极是易于氧化的活性材料，阴极是易于还原的活性材料，电子从阳极通过外部负载流向阴极，离子流过电解质从阴极到阳极。隔板位于阳极和阴极之间，存在于电解质中，一方面避免电子传输，导致内部短路放电，另一方面确保离子能够正常传输。
[0003]蓄电池被分类为“一次”或“充电”电池。一次电池不能通过施加反向电压再次充电使用，是常见的一次性电池。充电电池涉及相对可逆的电极反应，并且可以进行多次充电
‑
放电循环。对于充电电池的隔板必须经受住反复的充放电循环，比一次电池隔板要求更高。
[0004]对于包含高氧化性阴极、高还原性阳极和碱性电解质的充电电池，例如锌
‑
氧化银电池，隔膜要求更为严格。首先，隔板必须在强碱性溶液中化学稳定，与高氧化性阴极接触时抗氧化，与高还原性阳极接触时抗还原。此外，阴极可能衍生金属氧化物离子，在碱性电解质溶液中可能有些溶解，易在隔板表面被化学还原成金属，因此，隔板还必须抑制金属离子的传输和/或化学还原。再者，阳极在充电过程中有形成枝晶的可能，因此隔板还必须抑制枝晶生长和/或抵抗枝晶穿透，以避免由于在电极之间形成枝晶短路而导致的故障。
[0005]传统的隔板在碱性电解质中易发生化学分解，与银等电极可能发生化学氧化，且机械强度低，抗枝晶穿透能力差，这些都限制了电池的使用寿命。<br/>[0006]为了解决传统隔板化学稳定性差、穿刺强度差的问题，亟需一种新的电池隔板。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种化学稳定性好、穿刺强度高的电池隔板。
[0008]本专利技术的一方面提供了一种电池隔板，可以包括至少一层微孔层和位于微孔层侧面的支撑层，其中，微孔层可以ABS聚合物、PVDF聚合物和PTFE聚合物中的任意一种，以及水溶性聚合物和无机纳米颗粒。
[0009]进一步地，按质量百分比计，微孔层可以包括5％
‑
30％的ABS聚合物、1％
‑
25％的水溶性聚合物以及60％
‑
85％的无机纳米颗粒。
[0010]进一步地，ABS聚合物的熔融指数可以为5g
‑
15g/10min。
[0011]进一步地，电池隔板电阻可以不大于2000Ohm.cm2。
[0012]进一步地，按质量百分比计，微孔层可以包括20％
‑
55％的PVDF聚合物、1％
‑
5％的水溶性聚合物以及40％
‑
75％的无机纳米颗粒。
[0013]进一步地，PVDF聚合物的分子量可以为200000amu
‑
700000amu。
[0014]进一步地，电池隔板电阻可以不大于20Ohm.cm2。
[0015]进一步地，按质量百分比计，微孔层可以包括15％
‑
55％的PTFE聚合物、1％
‑
12％的水溶性聚合物以及40％
‑
75％的无机纳米颗粒。
[0016]进一步地，PTFE聚合物的分子量可以为500000amu
‑
1000000amu。
[0017]进一步地，电池隔板电阻可以不大于35Ohm.cm2。
[0018]进一步地，水溶性聚合物可以包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸、卡波普尔、聚乙二醇和聚苯乙烯磺酸中的一种或几种组合。
[0019]进一步地，无机纳米颗粒可以包括氧化锆和/或氧化钇。
[0020]进一步地，无机纳米颗粒的BET比表面积可以不小于5m2/g，颗粒直径可以为30nm
‑
500nm。
[0021]进一步地，无机纳米颗粒还可以包括二氧化钛，二氧化钛含量可以为150ppm
‑
500ppm。
[0022]进一步地，电池隔板厚度可以为0.25mm
‑
0.75mm。
[0023]进一步地，支撑层可以为纤维无纺结构，其材料可以为PE、PP、PET、PBT中一种或多种纤维混合湿法抄造而成。
[0024]进一步地，支撑层可以包含双组分纤维，双组分纤维可以为心皮结构，心层聚合物熔点温度较皮层聚合物熔点温度至少高50℃，支撑层透气量不小于500L/m2.s。
[0025]本专利技术的另一方面提供了一种电池隔板的制备方法，可以包括以下步骤：将ABS聚合物或PVDF聚合物、水溶性聚合物、无机纳米颗粒按比例混入丙酮溶液中，充分搅拌至充分混合，得到混合溶液；在混合溶液中加入质量占比1％
‑
3％的十二烷基苯磺酸和0.4％
‑
0.8％邻苯二甲酸二丁酯，继续搅拌混合；混合后浇铸，刮涂，形成0.25
‑
0.75mm厚的薄层；在室温下静置，并在薄层表面浇洗异丙醇，去离子水润湿后室温干燥，剥离后得微孔层；将微孔层与支撑层组装得电池隔板。
[0026]本专利技术的再一方面提供了一种电池隔板的制备方法，包括以下步骤：将PTFE聚合物、水溶性聚合物、无机纳米颗粒按比例混入丙酮溶液中，充分搅拌，成糊状混合物；将糊状混合物在40℃
‑
50℃下加热熟化，熟化结束后压延成条状坯；将条状坯在100℃
‑
120℃温度下纵向拉伸，得纵向拉伸膜坯；将纵向拉伸膜坯在190℃
‑
210℃下进行横向、纵向双向拉伸，并在340℃
‑
360℃下固化，得到微孔层；将微孔层与支撑层组装得电池隔板。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包括：本专利技术的电池隔板有好的化学稳定性和高的穿刺强度；制备方法简单，工艺流程短。
具体实施方式
[0028]在下文中，将结合示例性实施例详细地描述根据本专利技术的一种电池隔板及其制备方法。
[0029]本专利技术的一方面提供了一种电池隔板，在电池隔板的一个示例性实施例中，包括至少一层微孔层和位于微孔层侧面的支撑层。其中，电池隔板可以包含一层、二层、三层或者四层以上的微孔层。微孔层的一侧或者两则设置有支撑层，用于对微孔层的支撑。
[0030]微孔层可以包括ABS聚合物(丙烯腈
‑
苯乙烯
‑
丁二烯共聚物)、PVDF(聚偏二氟乙烯聚合物)聚合物和PTFE聚合物(聚四氟乙烯聚合物)中的任意一种，以及水溶性聚合物和无机纳米颗粒。即微孔层可以包括水溶性聚合物、无机纳米颗粒以及ABS聚合物，或者由水溶
～24Ohm.cm2、20Ohm.cm2～21Ohm.cm2或以上范围的组合。
[0035]在一些实施方案中，PTFE聚合物的分子量可以为500000amu
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池隔板，其特征在于，包括至少一层微孔层和位于微孔层侧面的支撑层，其中，微孔层包括ABS聚合物、PVDF聚合物和PTFE聚合物中的任意一种，以及水溶性聚合物和无机纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的电池隔板，其特征在于，按质量百分比计，微孔层包括5％
‑
30％的ABS聚合物、1％
‑
25％的水溶性聚合物以及60％
‑
85％的无机纳米颗粒；ABS聚合物的熔融指数为5g
‑
15g/10min；电池隔板电阻不大于2000Ohm.cm2。3.根据权利要求1所述的电池隔板，其特征在于，按质量百分比计，微孔层包括20％
‑
55％的PVDF聚合物、1％
‑
5％的水溶性聚合物以及40％
‑
75％的无机纳米颗粒；PVDF聚合物的分子量为200000amu
‑
700000amu；电池隔板电阻不大于20Ohm.cm2。4.根据权利要求1所述的电池隔板，其特征在于，按质量百分比计，微孔层包括15％
‑
55％的PTFE聚合物、1％
‑
12％的水溶性聚合物以及40％
‑
75％的无机纳米颗粒；PTFE聚合物的分子量为500000amu
‑
1000000amu；电池隔板电阻不大于35Ohm.cm2。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电池隔板，其特征在于，水溶性聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸、卡波普尔、聚乙二醇和聚苯乙烯磺酸中的一种或几种组合。6.根据权利要求1至4中任意一项所述的电池隔板，其特征在于，无机纳米颗粒包括氧化锆和/或氧化钇；无机纳米颗粒的BET比表面积不小于5m2/g，颗粒直径为30nm
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾影，舒展，唐露，万黎，项能双，吕旻轩，祝晨程，
申请(专利权)人：重庆造纸工业研究设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：