本发明涉及锌银电池隔膜制备,尤其涉及一种具有有机涂层的锌银电池复合隔膜纸及其制备方法。
背景技术:
1、锌银电池的研制始于19 世纪,由于其具有高比能量、高比功率、电压稳定、连续使用安全性高、可靠性能好、环境友好等优点,广泛应用于导弹、运载火箭、鱼雷、返回式卫星等特殊要求的军事设备上,在民用方面,新闻摄影、电视摄像、便携式通讯机、步话机等也广泛使用锌银电池,制成钮扣式微型的锌银电池可应用于电子手表、助听器、计算机和心脏起搏器等。
2、锌银单体电池由极板组、单体壳、单体盖、极柱、气塞等几部组成。极板组包括正极板、负极板和隔膜三部分,整个电池的性能由上述三种材料决定,其中隔膜具有分隔正、负极,为k+离子和oh-离子扩散提供通道的作用,同时还需阻止氧化银溶胶向负极的扩散,因此,隔膜性能严重影响锌银电池的电学性能和安全性能。
3、以纤维素、改性纤维素、改性聚乙烯醇等材料为主体的隔膜具有良好的阻银性能、低电阻和较高强度,是目前锌银电池隔膜广泛应用的材料。
4、但是上述材料属于有机高分子类材料,本身属性造成其耐高温、耐碱腐蚀和抗氧化能力较差,在电池使用环境中会发生分子链氧化降解,结构遭到破坏而失去隔离功能,造成电池短路等事故。
技术实现思路
1、1.要解决的技术问题
2、本发明的目的是为了解决现有技术中有机高分子类材料,本身属性造成其耐高温、耐碱腐蚀和抗氧化能力较差,在电池使用环境中会发生分子链氧化降解的问题,而提出的一种具有有机涂层的锌银电池复合隔膜纸及其制备方法。
3、2.技术方案
4、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
5、一种具有有机涂层的锌银电池复合隔膜纸,包括聚烯烃纤维底纸和涂覆于其表面的有机涂层,所述有机涂层由含有聚乙烯醇的涂膜浆料经过涂膜、缩醛化反应、水洗后获得;所述含有聚乙烯醇的涂膜浆料由以下质量份的原料组成:70-90质量份溶剂、10-30质量份聚乙烯醇、1-5质量份润湿剂。
6、优选地,所述聚烯烃纤维底纸为聚乙烯纤维纸、聚丙烯纤维纸、聚乙烯纤维和聚丙烯纤维共混纸。
7、优选地,所述溶剂为水,所述聚乙烯醇聚合度为l000-2000,醇解度为98%-99%。
8、优选地,所述润湿剂为聚苷、脂肪酸酯乙氧基化物、烷基和芳基醇乙氧基化物、烷基磺酸盐和硫酸盐、醇醚硫酸盐、烷基磷酸盐和膦酸酯、烷基磺基丁二酸盐和硫酸化的脂肪酸酯的一种或两种以上任意比例混合物。
9、优选地,所述涂膜浆料的固含量为10wt%-30wt%。
10、本发明中还提出了一种具有有机涂层的锌银电池复合隔膜纸的制备方法,包括以下步骤:
11、s1:涂膜浆料的制备;
12、s2:底纸表面涂膜;
13、s3:缩醛化反应;
14、s4:水洗过程。
15、优选地,所述涂膜浆料的制备具体为:将溶剂、聚乙烯醇和润湿剂混合,浆料的混合方式采用机械搅拌。
16、优选地,所述底膜表面涂膜的工艺采用喷膜法、刮膜法、流延法、辊涂法中的一种或两种以上共用,在聚烯烃纤维底纸表面涂覆有机涂层。
17、优选地,所述底纸表面涂膜后,还包括缩醛化反应,反应条件为ph=1.0-7.0,温度约60-80℃,将涂膜底纸浸入10%-50%甲醛水溶液,时间10-120分钟。
18、3.有益效果
19、相比于现有技术,本发明的优点在于:
20、(1)本发明中,在聚烯烃纤维底纸表面涂覆有机涂层,充分利用有机材料的耐高温性、耐腐蚀性和电解液浸润性等优点,获得机械性能和电学性能俱佳的复合隔膜,该方法能够综合提高锌银电池的电学性能和使用寿命。
21、(2)本发明中,锌银电池隔膜的制备工艺具有生产工艺简单、成本低廉、综合性能优异等特点,可实现大规模工业化生产。
1.一种具有有机涂层的锌银电池复合隔膜纸,包括聚烯烃纤维底纸和涂覆于其表面的有机涂层,其特征在于,所述有机涂层由含有聚乙烯醇的涂膜浆料经过涂膜、缩醛化反应、水洗后获得;所述含有聚乙烯醇的涂膜浆料由以下质量份的原料组成:70-90质量份溶剂、10-30质量份聚乙烯醇、1-5质量份润湿剂。
2.根据权利要求1所述的一种具有有机涂层的锌银电池复合隔膜纸,其特征在于,所述聚烯烃纤维底纸为聚乙烯纤维纸、聚丙烯纤维纸、聚乙烯纤维和聚丙烯纤维共混纸。
3.根据权利要求1所述的一种具有有机涂层的锌银电池复合隔膜纸,其特征在于,所述溶剂为水,所述聚乙烯醇聚合度为l000-2000,醇解度为98%-99%。
4.根据权利要求1所述的一种具有有机涂层的锌银电池复合隔膜纸,其特征在于,所述润湿剂为聚苷、脂肪酸酯乙氧基化物、烷基和芳基醇乙氧基化物、烷基磺酸盐和硫酸盐、醇醚硫酸盐、烷基磷酸盐和膦酸酯、烷基磺基丁二酸盐和硫酸化的脂肪酸酯的一种或两种以上任意比例混合物。
5.根据权利要求1所述的一种具有有机涂层的锌银电池复合隔膜纸,其特征在于,所述涂膜浆料的固含量为10wt%-30wt%。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种具有有机涂层的锌银电池复合隔膜纸的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
7.根据权利要求6所述的一种具有有机涂层的锌银电池复合隔膜纸的制备方法,其特征在于,所述涂膜浆料的制备具体为:将溶剂、聚乙烯醇和润湿剂混合,浆料的混合方式采用机械搅拌。
8.根据权利要求6所述的一种具有有机涂层的锌银电池复合隔膜纸的制备方法,其特征在于,所述底膜表面涂膜的工艺采用喷膜法、刮膜法、流延法、辊涂法中的一种或两种以上共用,在聚烯烃纤维底纸表面涂覆有机涂层。
9.根据权利要求6所述的一种具有有机涂层的锌银电池复合隔膜纸的制备方法,其特征在于,所述缩醛化反应,反应条件为ph=1.0-7.0,温度约60-80℃,将涂膜底纸浸入10%-50%甲醛水溶液,时间10-120分钟。