一种增加碳性电池耐漏液性能的浆层纸及其制备方法与流程

文档序号:26142321发布日期:2021-08-03 14:27阅读:156来源:国知局
一种增加碳性电池耐漏液性能的浆层纸及其制备方法与流程

本发明涉及电池技术领域,具体涉及一种增加碳性电池耐漏液性能的浆层纸及其制备方法。



背景技术:

碳性电池全称中性锌-二氧化锰干电池,属于化学电源中的原电池,是一种一次性电池,其有价格低廉和使用安全可靠的特点,目前碳性电池已广泛应用于电子电器产品中。然而,现有的一次性碳性电池,对锌筒重量要求很高,主要是因为锌筒的壁厚较厚,才可以防止电池在放电过程中或长期存储过程锌筒壁穿孔形成漏液,但锌筒较重,造成电池成本的巨大压力,因此针对电池存储和放电的实际情况,对电池里紧贴锌筒内壁的浆层纸进行研究和改进,具有重要的意义。



技术实现要素:

为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种增加碳性电池耐漏液性能的浆层纸,该浆层纸通过在基材纸的表面涂覆涂层,并对涂层的原料组成和用量配比进行设计和改进,该浆层纸应用于碳性电池时,可提升电池放电过程的耐漏液性能,使电池达到优异的耐漏液效果,提升电池的性能和使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一种增加碳性电池耐漏液性能的浆层纸的制备方法,该制备方法操作简便,控制方便,生产效率高,生产成本低,利于工业化大生产。

本发明的目的通过下述技术方案实现:一种增加碳性电池耐漏液性能的浆层纸,包括基材纸以及设置于基材纸两侧面的涂层,所述涂层由涂料涂覆于基材纸表面形成,所述涂料包括如下质量百分比的原料:丙烯酰胺10-15%、聚乙烯醇10-15%、淀粉30-40%、氧化铋0.02-0.03%、光滑剂0.3-0.4%、乙二胺四乙酸四钠0.2-0.3%、十二烷基苯磺酸钠0.045-0.055%,余量为水。

本发明通过将丙烯酰胺、聚乙烯醇、淀粉与氧化铋、乙二胺四乙酸四钠、十二烷基苯磺酸钠等原料相配合,制得涂层所用涂料,形成的涂层与基材纸具有良好的附着力;通过对涂层的原料组成和用量配比进行设计和改进,可抑制放电或存储过程中有害金属离子对锌电极的无规则消耗,从而达到优异的耐漏液的效果,且浆层纸与正极粉的粘附性能好,有助于提升电池性能和延长使用寿命。

进一步的,所述淀粉为交联淀粉。所述交联淀粉优选但不限于为杭州纸友科技有限公司cpt-72。所述光亮剂优选但不限于为tx-10。所述聚乙烯醇优选但不限于为重庆川维聚乙烯醇088-20。交联淀粉采用化学交联使淀粉分子间形成网状结构,其对氯化锌作用的稳定性高,可有效减少漏液发生,并可与聚乙烯醇、tx-10实现良好的相容,提升涂料的成膜性、平滑性以及浆层纸的粘附性,且可防止由于基材纸纤维和涂层的硬化而导致浆层纸破损或进锌筒困难,有助助于形成稳定均匀的涂层,并能提高电池的使用寿命。

本发明通过采用上述原料,并控制各原料的用量配比,对浆层纸的涂层涂料进行改善,氧化铋、乙二胺四乙酸四钠、十二烷基苯磺酸钠以及其他原料相配合,各原料实现良好的相容,且具有良好的缓蚀作用,抑制放电或存储过程中有害金属离子对锌电极的无规则消耗,达到优异的耐漏液效果,并有助于在基材纸表面形成稳定均一的涂层,与正极粉粘附性好,。

本发明的另一目的通过下述技术方案实现:上述增加碳性电池耐漏液性能的浆层纸的制备方法,包括如下步骤:

步骤a:按比例将各原料混合,反应后制得涂料;

步骤b:将涂料涂布于基材纸的两侧表面形成湿涂层,得到浆层纸粗品;

步骤c:将浆层纸粗品烘干,卷绕;

进一步的,所述步骤a中,按比例将各原料混合,升温后进行反应,得到混合物a;然后将混合物a降温,再进行反应,制得涂料。

进一步的,所述步骤a中,按比例将各原料混合后,在70-75℃温度下反应3-4h,得到混合物a;然后将混合物a降温至温度为20-30℃,进行反应,制得涂料。

进一步的,所述步骤a中,混合物a在20-30℃温度下反应48-72h。

进一步的,所述步骤c中,烘干温度为100-120℃;烘干速度为25-30m/min。

本发明浆层纸的制备方法通过采用上述步骤,并控制各步骤工艺参数,涂料制备时依次进行高温聚合和低温聚合,使涂料的成膜性能显著提高,并具有练好的阻隔性能和缓释性,该制备方法工艺简单,操作控制方便,生产效率高,生产成本低,有利于工业化生产,制得的产品性能稳定,使用寿命长。

本发明的有益效果在于:本发明的浆层纸通过在基材纸的表面涂覆涂层,并对涂层的原料组成和用量配比进行设计和改进,使得该浆层纸应用于碳性电池时,可提升电池放电过程的耐漏液性能,使电池达到优异的耐漏液的效果,且浆层纸与正极粉的粘附性能好,有助于提升电池性能和使用寿命;该浆层纸的制备方法操作简便,控制方便,生产效率高,生产成本低,利于工业化大生产。

附图说明

图1为采用对比例1的浆层纸制得的电池解剖后正极粉与浆层纸的粘附情况效果图。

图2为采用实施例1的浆层纸制得的电池解剖后正极粉与浆层纸的粘附情况效果图。

图3为采用对比例1的浆层纸制得的电池放电耐漏液情况效果图。

图4为采用实施例1的浆层纸制得的电池放电耐漏液情况效果图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例及附图1-4对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1

本实施例中,一种增加碳性电池耐漏液性能的浆层纸,包括基材纸以及设置于基材纸两侧面的涂层,所述涂层由涂料涂覆于基材纸表面形成,所述涂料包括如下质量百分比的原料:丙烯酰胺12%、聚乙烯醇13%、淀粉35%、氧化铋0.025%、光滑剂0.35%、乙二胺四乙酸四钠0.25%、十二烷基苯磺酸钠0.05%,余量为水。

进一步的,所述淀粉为交联淀粉。所述交联淀粉为杭州纸友科技有限公司交联淀粉,型号为cpt-72。所述聚乙烯醇为重庆川维聚乙烯醇088-20。所述光亮剂为tx-10。

上述增加碳性电池耐漏液性能的浆层纸的制备方法,包括如下步骤:

步骤a:按比例将各原料混合,反应后制得涂料;

步骤b:将涂料涂布于基材纸的两侧表面形成湿涂层,得到浆层纸粗品;

步骤c:将浆层纸粗品烘干,卷绕;

进一步的,所述步骤a中,按比例将各原料混合,升温后进行反应,得到混合物a;然后将混合物a降温,再进行反应,制得涂料。

进一步的,所述步骤a中,按比例将各原料混合后,在72℃温度下反应3.5h,得到混合物a;然后将混合物a降温至温度为25℃,进行反应50h,制得涂料。

进一步的,所述步骤c中,烘干温度为110℃;烘干速度为28m/min。

实施例2

本实施例中,一种增加碳性电池耐漏液性能的浆层纸,包括基材纸以及设置于基材纸两侧面的涂层,所述涂层由涂料涂覆于基材纸表面形成,所述涂料包括如下质量百分比的原料:丙烯酰胺10%、聚乙烯醇15%、淀粉30%、氧化铋0.02%、光滑剂0.3%、乙二胺四乙酸四钠0.2-0.3%、十二烷基苯磺酸钠0.055%,余量为水。

进一步的,所述淀粉为交联淀粉。所述交联淀粉为杭州纸友科技有限公司交联淀粉,型号为cpt-72。所述聚乙烯醇为重庆川维聚乙烯醇088-20。所述光亮剂为tx-10。

上述增加碳性电池耐漏液性能的浆层纸的制备方法,包括如下步骤:

步骤a:按比例将各原料混合,反应后制得涂料;

步骤b:将涂料涂布于基材纸的两侧表面形成湿涂层,得到浆层纸粗品;

步骤c:将浆层纸粗品烘干,卷绕;

进一步的,所述步骤a中,按比例将各原料混合,升温后进行反应,得到混合物a;然后将混合物a降温,再进行反应,制得涂料。

进一步的,所述步骤a中,按比例将各原料混合后,在70℃温度下反应4h,得到混合物a;然后将混合物a降温至温度为20℃,进行反应72h,制得涂料。

进一步的,所述步骤c中,烘干温度为100℃;烘干速度为25m/min。

实施例3

本实施例中,一种增加碳性电池耐漏液性能的浆层纸,包括基材纸以及设置于基材纸两侧面的涂层,所述涂层由涂料涂覆于基材纸表面形成,所述涂料包括如下质量百分比的原料:丙烯酰胺15%、聚乙烯醇10%、淀粉40%、氧化铋0.03%、光滑剂0.4%、乙二胺四乙酸四钠0.3%、十二烷基苯磺酸钠0.045%,余量为水。

进一步的,所述淀粉为交联淀粉。所述交联淀粉为杭州纸友科技有限公司交联淀粉,型号为cpt-72。所述聚乙烯醇为重庆川维聚乙烯醇088-20。所述光亮剂为tx-10。

上述增加碳性电池耐漏液性能的浆层纸的制备方法,包括如下步骤:

步骤a:按比例将各原料混合,反应后制得涂料;

步骤b:将涂料涂布于基材纸的两侧表面形成湿涂层,得到浆层纸粗品;

步骤c:将浆层纸粗品烘干,卷绕;

进一步的,所述步骤a中,按比例将各原料混合,升温后进行反应,得到混合物a;然后将混合物a降温,再进行反应,制得涂料。

进一步的,所述步骤a中,按比例将各原料混合后,在75℃温度下反应3h,得到混合物a;然后将混合物a降温至温度为30℃,进行反应48h,制得涂料。

进一步的,所述步骤c中,烘干温度为120℃;烘干速度为30m/min。

实施例4

本实施例中,一种增加碳性电池耐漏液性能的浆层纸,包括基材纸以及设置于基材纸两侧面的涂层,所述涂层由涂料涂覆于基材纸表面形成,所述涂料包括如下质量百分比的原料:丙烯酰胺13%、聚乙烯醇14%、淀粉36%、氧化铋0.025%、光滑剂0.35%、乙二胺四乙酸四钠0.25%、十二烷基苯磺酸钠0.048%,余量为水。

上述增加碳性电池耐漏液性能的浆层纸的制备方法,包括如下步骤:

步骤a:按比例将各原料混合,反应后制得涂料;

步骤b:将涂料涂布于基材纸的两侧表面形成湿涂层,得到浆层纸粗品;

步骤c:将浆层纸粗品烘干,卷绕;

进一步的,所述步骤a中,按比例将各原料混合,升温后进行反应,得到混合物a;然后将混合物a降温,再进行反应,制得涂料。

进一步的,所述步骤a中,按比例将各原料混合后,在75℃温度下反应3.5h,得到混合物a;然后将混合物a降温至温度为24℃,进行反应60h,制得涂料。

进一步的,所述步骤c中,烘干温度为105℃;烘干速度为27m/min。

本实施例的其余内容与实施例1相同,这里不再赘述。

对比例1

本对比例中,一种浆层纸,包括基材纸以及设置于基材纸两侧面的涂层,所述涂层由涂料涂覆于基材纸表面形成,所述涂料包括如下质量百分比的原料:丙烯酰胺12%、聚乙烯醇13%、淀粉35%、氧化铋0.025%、光滑剂0.35%、乙二胺四乙酸四钠0.25%、余量为水。本对比例的其余内容与实施1相同,这里不再赘述。

将对比例1作为对照组,实施例1作为实验组,将对比例1与实施例1制得的浆层纸在同时间、同条生产线相同情况下制成碳性电池,将两组电池在相同条件下静置48h,解剖电池,观察电池的观察正极粉与浆层纸的粘附情况。对比例1和实施例1的粘附情况分别如图1和图2所示。由图1和图2可以看出,与对比例1相比,实施例1的正极粉和浆层纸的粘附性能有了显著的提高,正极粉和浆层纸的粘附性好,不易脱落,提高了电池性能并延长了其使用寿命。

将采用对比例1与实施例1的浆层纸制得两组碳性电池进行43欧姆放电耐漏液情况性能测定,测试方法为:对碳性电池加载恒定的电阻,阻值为43欧姆,放电模式为24小时/天,截止电压为0.6伏特。对比例1和实施例1的放电耐漏液情况分别如图3和图4所示。由图3和图4可以看出,与对比例1相比,实施例1通过添加十二烷基苯磺酸钠,将十二烷基苯磺酸钠与其他原料相配合,制得的浆层纸应用于碳性电池时,电池放电过程的耐漏液性能有了较大的提升。

本发明的浆层纸通过在基材纸的表面涂覆涂层,并对涂层的原料组成和用量配比进行设计和改进,使得该浆层纸应用于碳性电池时,可提升电池放电过程的耐漏液性能,使电池达到优异的耐漏液的效果,且浆层纸与正极粉的粘附性能好,有助于提升电池性能和使用寿命;该浆层纸的制备方法操作简便,控制方便,生产效率高,生产成本低,利于工业化大生产。

上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

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