一种碱性锌空气电池隔膜用PP微孔膜的制备方法与流程

文档序号:15231721发布日期:2018-08-21 19:35阅读:1135来源:国知局

本发明涉及材料改性技术领域,具体地,本发明涉及一种碱性锌空气电池隔膜用pp微孔膜的制备方法。



背景技术:

碱性锌空气电池,用活性炭吸附空气中的氧作为正极活性物质,以锌为负极,30%-40%的氢氧化钾溶液为电解质的一种原电池,因此要求其电池隔膜必须满足以下的性能要求:具有良好的隔离性能,将电池正负极隔开,保证两电极物料不直接接触,防止电池内部短路;具有良好的离子渗透性,存在一定的孔径作为离子通道,保证高离子迁移率;具有良好的化学稳定性,特别是在电解液中的耐碱性;良好的吸液性、保液性和吸液速度;具有一定的机械强度。

pp微孔膜由于大分子结构中没有亲水性基团,亲水性能很差,因此对用作碱性锌空气电池隔膜的pp微孔膜进行改性是必要的。本发明通过对pp微孔膜表面活化和抗氧化处理制得碱性锌空气电池用隔膜,既保留了pp微孔膜原有的特性:存在一定的孔径作为离子通道、耐碱性强、化学稳定性好等;又提高了吸液性、保液性和吸液速度,同时,其生产工艺简单、生产成本低、环境友好等,应用前景广阔。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供碱性锌空气电池隔膜用pp微孔膜的制备方法。利用pp微孔膜存在一定的孔径作为离子通道、耐碱性强、化学稳定性好等特性,通过材料改性技术,提高了吸液性、保液性和吸液速度;其生产工艺简单,生产成本低,环境友好。

为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:

本发明提供一种碱性锌空气电池隔膜用pp微孔膜的制备方法,包括以pp微孔膜为基膜,在含有表面活性剂和抗氧化剂的溶液中进行表面活化和抗氧化处理1min-60min,用自然风吹干使有效物质均匀地分布在pp微孔膜上,制得碱性锌空气电池隔膜。

优选地,含有表面活性剂和抗氧化剂的溶液是指磷酸酯类化合物、磺酸酯类化合物或其中一类化合物和聚醇类化合物溶解于水中,再添加抗氧化剂配制而成。

优选地,磷酸酯类化合物、磺酸酯类化合物或其中一类化合物是指烷基磷酸酯类化合物、烷基磺酸酯类化合物的一种或多种组合,重量百分比为1%-20%。

优选地,聚醇类化合物是指聚乙二醇ho(ch2ch2o)nh,聚丙三醇ho(ch2chohch2o)nh,聚丙二醇ho[ch2(ch3)cho]nh,n:2-100的一种或多种组合,重量百分比为1%-10%。

优选地,抗氧化剂是指维生素类抗氧化剂的一种或多种组合,重量百分比为0.01%-1%。

与已有技术相比,本发明具有如下有益效果:

与现有技术相比,隔膜的湿强度较好,适用于电池的装配和阻止活性物质的迁移;隔膜的吸液率超过200%,保证了离子的有效交换;耐碱性好,老化测试表明该隔膜浸泡于30%koh溶液中6年以上稳定;离子交换能力强,隔膜电阻在0.10-0.25ω·cm2

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

以下结合实际对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供一种碱性锌空气电池隔膜用pp微孔膜的制备方法,pp微孔膜采用干法和湿法工艺制备,厚度25µm-40µm,孔隙率40%-45%。取5g十二烷基苯磺酸钠,7g单烷基醚磷酸酯钾盐(pe939),6g聚丙三醇和0.15g植酸钠溶解于100ml水中,配制成溶液备用。

膜1:将100mmx100mm,厚度25µm(湿法),孔隙率45%的pp为孔膜浸泡在已配制的溶液中20min,取出,刮净表面残留液,自然风吹干即得碱性锌空气电池隔膜。

膜2:将100mmx100mm,厚度25µm(干法),孔隙率45%的pp为孔膜浸泡在已配制的溶液中20min,取出,刮净表面残留液,自然风吹干即得碱性锌空气电池隔膜。

膜3:将100mmx100mm,厚度32µm(干法),孔隙率40%的pp为孔膜浸泡在已配制的溶液中20min,取出,刮净表面残留液,自然风吹干即得碱性锌空气电池隔膜。

所制备隔膜的技术指标:

膜1:纵向膨胀率≤3%;横向膨胀率≤3%;纵向抗拉强度≥1000n/cm2;横向抗拉强度≥1000n/cm2;吸碱率232%(30%koh);隔膜电阻0.13ω·cm2;电池储存和使用寿命2-4年(根据不同的放电倍率)。

膜2:纵向膨胀率≤3%;横向膨胀率≤3%;纵向抗拉强度≥1000n/cm2;横向抗拉强度≥1000n/cm2;吸碱率228%(30%koh);隔膜电阻0.14ω·cm2;电池储存和使用寿命2-4年(根据不同的放电倍率)。

膜3:纵向膨胀率≤3%;横向膨胀率≤3%;纵向抗拉强度≥1000n/cm2;横向抗拉强度≥1000n/cm2;吸碱率210%(30%koh);隔膜电阻0.20ω·cm2;电池储存和使用寿命2-5年(根据不同的放电倍率)。

实施例2

本实施例提供一种碱性锌空气电池隔膜用pp微孔膜的制备方法,pp微孔膜采用干法和湿法工艺制备,厚度25µm-40µm,孔隙率40%-45%。取8g单烷基醚磷酸酯钾盐(pe939),4g聚乙二醇和0.1g异抗坏血酸溶解于100ml水中,配制成溶液备用。

膜4:将100mmx100mm,厚度25µm(湿法),孔隙率45%的pp为孔膜浸泡在已配制的溶液中40min,取出,刮净表面残留液,自然风吹干即地碱性锌空气电池隔膜。

膜5:将100mmx100mm,厚度25µm(干法),孔隙率45%的pp为孔膜浸泡在已配制的溶液中40min,取出,刮净表面残留液,自然风吹干即得碱性锌空气电池隔膜。

膜6:将100mmx100mm,厚度32µm(干法),孔隙率40%的pp为孔膜浸泡在已配制的溶液中40min,取出,刮净表面残留液,自然风吹干即得碱性锌空气电池隔膜。

所制备隔膜的技术指标:

膜4:;纵向膨胀率≤3%;横向膨胀率≤3%;纵向抗拉强度≥1000n/cm2;横向抗拉强度≥1000n/cm2;吸碱率225%(30%koh);隔膜电阻0.15ω·cm2;电池储存和使用寿命2-4年(根据不同的放电倍率)。

膜5:;纵向膨胀率≤3%;横向膨胀率≤3%;纵向抗拉强度≥1000n/cm2;横向抗拉强度≥1000n/cm2;吸碱率218%(30%koh);隔膜电阻0.17ω·cm2;电池储存和使用寿命2-4年(根据不同的放电倍率)。

膜6:;纵向膨胀率≤3%;横向膨胀率≤3%;纵向抗拉强度≥1000n/cm2;横向抗拉强度≥1000n/cm2;吸碱率205%(30%koh);隔膜电阻0.23ω·cm2;电池储存和使用寿命2-5年(根据不同的放电倍率)。

与目前进口的商品膜作对比试验表明:用本发明制备的隔膜制成电池,电池内阻较低,电池放电稳定性较好,电压平台优异。

申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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