[發明專利]一種電池隔膜磺化設備及磺化處理工藝

有效

• 申請號: 200810249733.3
• 申請日: 2008-12-30
• 公開（公告）號: CN101442112A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 方開東;蔡乃才;徐繼亮
• 申請（專利權）人: 萊州聯友金浩新型材料有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司
• 代理人: 王靜毅

技術領域

本發明涉及電池隔膜改性設備及生產工藝，具體的講是一種MH-NI電池隔膜磺化設備及磺化處理工藝。

背景技術

因為MH-NI電池性能優于鎳鎘電池又不污染環境，近年來得到長足的發展。MH-NI電池隔膜是MH-NI電池的重要組成部分，其質量對電池容量、充放電性能、荷電保持率、使用壽命等有很大的影響，目前國產電池隔膜性能上與國外產品有較大差距，高性能、高容量、大電流放電的電池隔膜依賴進口。

MH-NI電池隔膜材料主要有聚酰胺纖維、聚乙烯醇纖維和聚烯烴纖維，從綜合性能來看，聚烯烴纖維因其耐溫性高，抗拉強度大，耐堿損失和抗氧化性優良，所以最適合制造MH-NI電池隔膜。但是表面未經改性處理的聚烯烴纖維膜親水性很差，吸液速度慢，保液率低，對電極間離子的傳遞不利，影響了電池性能，所以使用前必須對聚烯烴纖維膜進行親水處理，目前所用的處理方法主要有：磺化處理和等離體接枝等處理方法，等離子體接枝處理的隔膜，存在著自放電和內阻偏大缺陷，而磺化處理工藝較簡單，處理費用較低，磺化膜的性能等指標都很好，所以磺化處理的聚烯烴纖維膜是目前MH-NI電池的首選隔膜材料。現在磺化處理用的磺化試劑主要有發煙硫酸、濃硫酸和氯磺酸等，中國發明專利公開號CN?1747199A《一種鎳氫電池隔膜的制備方法及其制品》，公開了一種對含有低密度聚乙烯的聚烯烴纖維基布選用濃硫酸試劑進行磺化處理的工藝，該工藝對溫度、時間的控制要求嚴格，需對基布施加一定的張緊力，選用硫酸和氯磺酸等試劑會產生大量的廢酸，所以磺化成本高，處理費用大；中國發明專利公開號CN?101267028A《一種經磺化改性的聚烯烴電池隔膜及其制備方法》，公開了一種將接枝單體配制成加入阻聚劑的水溶液、磺化劑，通入保護氣體，γ射線或紫外線或高能電子束輻射，對聚烯烴纖維進行接枝共聚反應的聚烯烴電池隔膜制備方法，該方法同樣具有成本高、處理費用大的缺點。采用三氧化硫作為試劑進行磺化，是一種很好的技術手段，但是目前沒有該試劑對膜進行磺化處理的工業裝置和具體生產工藝公開。

發明內容

為了克服已有的磺化反應裝置不適于三氧化硫試劑、廢液處理費用高、對環境不友好以及現有磺化工藝控制要求過于嚴格、復雜的缺陷，本發明提供一種結構較簡單，處理費用較低，且不污染環境的電池隔膜磺化設備以及操作簡單的磺化工藝。

為了實現上述發明目的，本發明采取的技術方案是：一種電池隔膜磺化設備，有磺化反應裝置和磺化反應后處理裝置，其特征在于磺化反應裝置的磺化反應槽有SO₃氣體入口，且密封連接收集逸出SO₃氣體的冷凝回收槽，磺化反應槽逸出的SO₃氣體進入冷凝回收槽內的冷凝管，冷凝管下端還連通液態SO₃回收罐。

氣態SO₃經SO₃氣體入口進入磺化反應槽，纖維膜經過磺化反應槽接觸SO₃氣體發生磺化反應，磺化反應槽上端連接冷凝管的下端，反應剩余的氣態SO₃逸出進入冷凝回收槽內的冷凝管，冷凝成液態的SO₃流入回收罐。磺化反應裝置結構較簡單，處理費用低，且不污染環境，回收的SO₃可以循環再利用。

磺化反應槽外有收卷器和放卷器，纖維膜兩端分別連接收卷器和放卷器。

收卷器連接速控機構。速控機構控制收卷器轉數，進而控制纖維膜與SO₃氣體接觸的反應時間。

磺化反應槽有加熱器。加熱器加熱磺化反應槽，保證磺化反應槽內部的磺化反應溫度。

SO₃氣體入口有流量控制機構。流量控制機構保證了磺化反應槽內的SO₃氣體濃度。

磺化反應槽內壁固定連接微孔布氣板，微孔布氣板位于SO₃氣體入口上方。SO₃氣體經過微孔布氣板后均勻的進入磺化反應槽。

磺化反應槽內安裝溫度傳感器和SO₃濃度傳感器，溫度傳感器、磺化反應槽加熱器連接溫控器，SO₃濃度傳感器連接流量控制機構。