抗铅枝晶穿透电池隔膜的制备方法技术

本发明专利技术提供抗铅枝晶穿透电池隔膜的制备方法，由高碱玻璃微纤维、中碱玻璃微纤维、中碱玻璃纤维短切丝和有机纤维按１８－２４∶９－１５∶１－１．５∶１－１．５的质量比经湿法工艺加工后形成均一的毡状产品，其中高碱玻璃微纤维包括３９°ＳＲ和／或４４°ＳＲ高碱玻璃微纤维，中碱玻璃微纤维包括３９°ＳＲ、４４°ＳＲ、４９°ＳＲ、５４°ＳＲ和５９°ＳＲ中碱玻璃微纤维，中碱玻璃纤维短切丝包括６μｍ／６ｍｍ、９μｍ／９ｍｍ中碱玻璃纤维短切丝，有机纤维包括６ｍｍ／２．５Ｄ的皮芯结构涤纶纤维、６ｍｍ／２Ｄ的聚丙烯纤维、６ｍｍ／３．５Ｄ的聚四氟乙烯纤维和６ｍｍ／２Ｄ的聚丙烯腈纤维。所得抗铅枝晶穿透电池隔膜可显著提高电池的抗枝晶穿透能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
吸附式玻璃纤维毡型隔膜(AGM隔膜)是阀控铅酸蓄电池的重要组成，主要作用是 隔离铅酸蓄电池的正负极板，吸附充放电反应所需的电解液。AGM隔膜用于铅酸蓄电池已经 有近40年的历史，后经一系列改进，性能有所提高，但基本上是大同小异，没有根本上的突 破，原料主要有2-3种，存在相当多的缺陷。目前市场上的AGM隔膜年用量在6-7万吨，性 能指标同质化，不足之处是抗铅枝晶穿透能力差等，在使用不久就会造成电池内部短路，影 响电池使用寿命。
技术实现思路
本专利技术提供一种，所得电池隔膜抗铅枝晶穿透 能力强。 所述，由高碱玻璃微纤维、中碱玻璃微纤维、中 碱玻璃纤维短切丝和有机纤维按18-24 : 9-15 : 1-1.5 : l-l. 5的质量比经湿法工艺加 工后形成均一的毡状产品，其中高碱玻璃微纤维包括39° SR和/或44° SR高碱玻璃微纤 维，中碱玻璃微纤维包括39。 SR、44° SR、49° SR、54° SR和59。 SR中碱玻璃微纤维，中 碱玻璃纤维短切丝包括6 ii m/6mm、9 y m/9mm中碱玻璃纤维短切丝，有机纤维包括6mm/2. 5D 的皮芯结构涤纶纤维、6mm/2D的聚丙烯纤维、6mm/3. 5D的聚四氟乙烯纤维和6mm/2D的聚丙 烯腈纤维。 作为本专利技术的优选方案，39。 SR、44° SR高碱玻璃微纤维同时使用时的质量 比为1-3 : 5，39° SR、44° SR、49° SR、54° SR、59° SR中碱玻璃微纤维的质量比为 0.5 : 2-3 : 2-3 : 8-10 : O. 5，6iim/6mm、9iim/9mm中碱玻璃纤维短切丝的质量比为 0. 5-1 : 0. 5，6mm/2. 5D的皮芯结构涤纶纤维、6mm/2D的聚丙烯纤维、6mm/3. 5D的聚四氟乙 烯纤维和6mm/2D的聚丙烯腈纤维的质量比为0. 5-0. 6 : 0.3-0.4 : 0-0.3 : 0-0.3。 所述经湿法工艺加工形成均一的毡状产品的方法是本领域的现有技术，优选的方 案是将高碱玻璃微纤维和中碱玻璃微纤维用水力碎浆机分散，送入第一贮浆池，稀释，得 到第一浆液，将中碱玻璃纤维短切丝和有机纤维用荷兰式打浆机分散，送入第二贮浆池，稀 释，得到第二浆液，将第一浆液和第二浆液混合得到混合浆液，等压布浆、烘干得到。 本领域的技术人员可以采用常规的各种方法稀释纤维浓浆液，优选的方案是将 高碱玻璃微纤维和中碱玻璃微纤维分散后送入第一贮浆池，加入悬浮剂溶液稀释，得到第 一浆液，将中碱玻璃纤维短切丝和有机纤维分散后送入第二贮浆池，加入化学分散剂溶液 稀释，得到第二浆液。对于第一浆液的稀释，所述悬浮剂可以是本领域任何公知公用的物 质，如聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素等，稀释时可采用卧式搅拌机搅拌分散；对于第二浆液的 稀释，所述化学分散剂可以是本领域任何公知公用的物质，如AES、 TX-10、十六烷基三甲基季铵盐等，稀释时可采用立式搅拌机搅拌协同物理充气分散。 本专利技术中，高碱玻璃微纤维可增加隔膜耐酸性能和吸液性能，不同度数的高碱玻 璃微纤维相互搭配，可以调节成本；中碱玻璃微纤维可以调节隔膜孔径大小，抑制铅枝晶的 形成，增强隔膜抗铅枝晶穿透能力。不同度数的中碱玻璃微纤维相互搭配，形成致密的层间 结构，阻止铅枝晶穿透；中碱玻璃纤维短切丝可以增加隔膜的拉伸强度，有利于电池充放电 循环；有机纤维可以增加隔膜的拉伸强度和压縮回弹性，延缓铅枝晶生长速度，有利于电池 深放电。本专利技术通过以上各种纤维的协同作用，所得抗铅枝晶穿透电池隔膜显著提高电池 的抗枝晶穿透能力和循环寿命，推动高性能化学电源产业的发展，节省国家资源，减少环境 污染，同时推进玻璃微纤维及有机纤维行业的进步。具体实施例方式以下实施例中，除非特别说明，所述浓度均为质量百分比浓度。 实施例1 将3kg 39° SR高碱玻璃微纤维，15kg 44° SR高碱玻璃微纤维，0. 5kg 39° SR中 碱玻璃微纤维，2kg 44° SR中碱玻璃微纤维，2kg 49° SR中碱玻璃微纤维，10kg 54° SR 中碱玻璃微纤维，0.5kg 59° SR中碱玻璃微纤维加水，用水力碎浆机进行分散，分散时间 6min。用浓浆泵将所得浓浆抽入到加有约15m3 0. 2%。浓度悬浮剂(聚丙烯酰胺)溶液的第 一贮浆池中，继续加上述0.2%。浓度悬浮剂(聚丙烯酰胺)溶液至贮浆池内浆液总体积为 25m3，用卧式搅拌机继续分散5min以上，形成浓度为1. 32%。的均一的第一浆液。 将0. 5kg 6 ii m/6mm中碱玻璃纤维短切丝，0. 5kg 9 ii m/9mm中碱玻璃纤维短切丝， 0. 5kg6mm/2. 5D PET/PET纤维，O. 4kg 6mm/2D聚丙烯纤维，O. 3kg 6mm/3. 5D聚四氟乙烯纤 维，O. 3kg6mm/2D聚丙烯腈纤维加水用荷兰式打浆机进行分散，分散时间18min.。用浓浆泵 将所得浓浆抽入到加有3m3 0. 3%。浓度化学分散剂(AES)溶液的第二贮浆池中，继续加上述 0.3%。浓度化学分散剂(AES)溶液至贮浆池内浆液总体积到5m3。第二贮浆池的底部安装有 充气鼓泡装置，鼓泡，同时立式搅拌机继续分散5min以上，形成浓度为0. 5%。的均一的第二 桨液。 两个贮浆池里的均一浆液在一 101113罐体中按5 : l混合，加清水稀释2倍，泵送 到多管布浆系统，在长网成型设备上等压布浆，脱水后成型为厚度为0. 75-0. 85mm(100kPa) 的湿纸页，进入烘干设备，首先是烘缸烘干，烘干温度120-130°C，时间2. 5min.，烘去 60-70%的水分后再进入烘箱烘干，烘干温度180-25(TC，时间1. 5min.，此时隔膜中的水含 量小于0.5%，收巻后转入检验、分切流程，最后包装入库。 实施例2 将9kg 39° SR高碱玻璃微纤维，15kg 44° SR高碱玻璃微纤维，0. 3kg 39° SR 中碱玻璃微纤维，1.8kg 44° SR中碱玻璃微纤维，1.8kg 49° SR中碱玻璃微纤维，4. 8kg 54° SR中碱玻璃微纤维，0.3kg 59° SR中碱玻璃微纤维用水力碎桨机进行分散，其他同实 施例l，最后形成浓度为1. 32%。的均一的第一浆液。 将lkg 6 ii m/6mm中碱玻璃纤维短切丝，O. 5kg 9 y m/9mm中碱玻璃纤维短切丝， 0.6kg 6mm/2. 5D PET/PET纤维，0. 4kg 6mm/2D聚丙烯纤维用荷兰式打浆机进行分散，分散 时间18min.。其他同实施例l，最后形成浓度为0. 5%。的均一的第二浆液。 两个贮浆池里的均一浆液在一 101113罐体中按5 : l混合，加清水稀释2倍，泵送 到多管布浆系统，在长网成型设备上等压布浆，脱水后成型为厚度为0.8mm(100kPa)的湿 纸页，进入烘干设备，首先是烘缸烘干，烘干温度120-13(TC，时间2. 5min.，烘去60-70% 的水分后再进入烘箱烘干，烘干温度180-250°C，时间1. 5min.，此时隔膜中的水含量小于 0. 5%，收巻后转入检验/分切流程，最后包装入库。 实施例3 将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗铅枝晶穿透电池隔膜的制备方法，其特征在于，由高碱玻璃微纤维、中碱玻璃微纤维、中碱玻璃纤维短切丝和有机纤维按１８－２４∶９－１５∶１－１．５∶１－１．５的质量比，经湿法工艺加工后形成均一的毡状产品，其中高碱玻璃微纤维包括３９°ＳＲ和／或４４°ＳＲ高碱玻璃微纤维，中碱玻璃微纤维包括３９°ＳＲ、４４°ＳＲ、４９°ＳＲ、５４°ＳＲ和５９°ＳＲ中碱玻璃微纤维，中碱玻璃纤维短切丝包括６μｍ／６ｍｍ、９μｍ／９ｍｍ中碱玻璃纤维短切丝，有机纤维包括６ｍｍ／２．５Ｄ的皮芯结构涤纶纤维、６ｍｍ／２Ｄ的聚丙烯纤维、６ｍｍ／３．５Ｄ的聚四氟乙烯纤维、６ｍｍ／２Ｄ的聚丙烯腈纤维中的２－４种。

【技术特征摘要】
一种抗铅枝晶穿透电池隔膜的制备方法，其特征在于，由高碱玻璃微纤维、中碱玻璃微纤维、中碱玻璃纤维短切丝和有机纤维按18-24∶9-15∶1-1.5∶1-1.5的质量比，经湿法工艺加工后形成均一的毡状产品，其中高碱玻璃微纤维包括39°SR和/或44°SR高碱玻璃微纤维，中碱玻璃微纤维包括39°SR、44°SR、49°SR、54°SR和59°SR中碱玻璃微纤维，中碱玻璃纤维短切丝包括6μm/6mm、9μm/9mm中碱玻璃纤维短切丝，有机纤维包括6mm/2.5D的皮芯结构涤纶纤维、6mm/2D的聚丙烯纤维、6mm/3.5D的聚四氟乙烯纤维、6mm/2D的聚丙烯腈纤维中的2-4种。2. 如权利要求1所述的抗铅枝晶穿透电池隔膜的制备方法，其特征在于，39。 SR、 44° SR高碱玻璃微纤维同时使用时的质量比为1-3 : 5，39° SR、44° SR、49 ° SR、 54° SR、59° SR中碱玻璃微纤维的质量比为0. 5 : 2-3 : 2-3 : 8-10 : ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志明，刘金云，汪海杰，沈维海，陈春，戴旭鹏，
申请(专利权)人：中材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]