[發(fā)明專利]用于制作鎳氫電池磺化隔膜的無(wú)紡布、鎳氫電池磺化隔膜及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010124563.3
• 申請(qǐng)日: 2010-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101775756A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔德康;孔軍;堵宇峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州市康捷電池材料有限公司
• 主分類號(hào): D21H13/14
• 分類號(hào): D21H13/14;H01M2/14
• 代理公司: 常州市天龍專利事務(wù)所有限公司 32105
• 代理人: 張萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于充電電池隔膜材料及其制造技術(shù)，涉及一種用于制作鎳氫電池磺化隔膜的無(wú) 紡布和鎳氫電池磺化隔膜及其制造方法，尤其涉及一種用于制作高容量鎳氫電池磺化隔膜的 無(wú)紡布、高容量鎳氫電池磺化隔膜及其制造方法。

背景技術(shù)

隨著世界各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，鎳氫電池作為無(wú)污染的綠色移動(dòng)電源得到了快速的發(fā) 展。近幾年由于對(duì)石油資源消費(fèi)需求的增加，凸現(xiàn)出了油價(jià)上漲以及燃油汽車對(duì)環(huán)境污染日 益加劇的問(wèn)題，發(fā)達(dá)國(guó)家和我國(guó)政府出臺(tái)政策，支持發(fā)展油電混合動(dòng)力乘用車和純電動(dòng)汽車。 日本在該領(lǐng)域據(jù)領(lǐng)先地位，于本世紀(jì)初已將油電混合動(dòng)力車推出并上市銷售，其所采用的電 池就是高容量動(dòng)力型的高性能鎳氫電池。我國(guó)在該行業(yè)的技術(shù)優(yōu)于歐美國(guó)家，2008年奧運(yùn)會(huì) 上由我國(guó)自主研發(fā)的各種電動(dòng)車輛服務(wù)于各體育場(chǎng)館。目前動(dòng)力型鋰電池和動(dòng)力型鎳氫電池 最具競(jìng)爭(zhēng)力，被選用于油電混合動(dòng)力汽車，因此，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)高性能動(dòng)力型鎳氫電池在電池行 業(yè)中已形成研發(fā)高潮。

電池隔膜在電池中居關(guān)鍵地位，其作用是將電池正、負(fù)極分開(kāi)隔離，防止正負(fù)極接觸而 產(chǎn)生短路，同時(shí)隔膜還需留有電離子通路，吸收和保留電解液。因此隔膜性能的優(yōu)劣直接影 響電池的容量、充放電電壓、自放電率以及使用壽命。

近幾年來(lái)，以聚烯烴纖維為主要原料纖維制成的無(wú)紡布經(jīng)磺化處理后被廣泛應(yīng)用于制作 鎳氫電池隔膜。

據(jù)申請(qǐng)人了解，現(xiàn)有技術(shù)中的鎳氫電池磺化隔膜制備方法主要包括以下3個(gè)步驟：(1) 先選擇纖維原料，然后選擇適宜的無(wú)紡成型技術(shù)制得電池隔膜用無(wú)紡基材布；(2)對(duì)所述 電池隔膜用無(wú)紡基材布進(jìn)行磺化改性處理；(3)對(duì)磺化改性處理后的無(wú)紡基材布進(jìn)行所需 的后處理。

如天津工業(yè)大學(xué)申請(qǐng)的公開(kāi)號(hào)為CN1747199A、名稱為“一種鎳氫電池隔膜的制備方法及 其制品”的中國(guó)專利涉及一種鎳氫電池隔膜的制備方法，包括(1)選用含有低密度聚乙烯 的聚烯烴纖維為原料制造非織造布，并以其作為電池隔膜基布；(2)按照下列工藝磺化處 理所述電池隔膜基布：磺化劑為93-98％的濃硫酸、磺化溫度為129-144℃、磺化時(shí)間為10-80S， 同時(shí)在磺化過(guò)程中要對(duì)所述的電池隔膜基布施加10-30N/50mm的張緊力；(3)磺化后處理： 依次經(jīng)50-70％的硫酸液洗滌1次；20-30％的硫酸液洗滌1次；純凈水洗滌兩次；各道洗滌時(shí)間 為3-5min；再經(jīng)80-90℃烘干50-70min和80-90℃下熨燙平整后，即可制得所述電池隔膜。

然而這種采用無(wú)紡基材布與高溫濃硫酸接觸制備磺化隔膜的方法一直存在一個(gè)難以克 服的技術(shù)難題，即無(wú)紡基材布在高溫濃硫酸磺化處理過(guò)程中，其強(qiáng)度會(huì)大幅度下降，無(wú)紡基 材布面容易產(chǎn)生延伸、破損、斷裂的現(xiàn)象。

本來(lái)對(duì)無(wú)紡布進(jìn)行磺化處理的目的是為了提高隔膜的性能，但由于上述技術(shù)難題的存在 使得隔膜的強(qiáng)度和性能這兩者無(wú)法兼顧，雖然有不少專利采用施加面壓力及張緊力等很多措 施來(lái)減少無(wú)紡布強(qiáng)度下降的現(xiàn)象，但同時(shí)也帶來(lái)了工藝復(fù)雜，設(shè)備投資大、生產(chǎn)成本高、不 利于工業(yè)化實(shí)施等問(wèn)題。更重要的是，這些方法均沒(méi)有從根本上解決這個(gè)長(zhǎng)期存在的技術(shù)難 題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種能夠滿足高容量鎳氫電池性能要求的用于制作鎳氫電池 磺化隔膜的無(wú)紡布及鎳氫電池磺化隔膜。

本發(fā)明的目的之二是提供一種設(shè)備簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、易于工業(yè)化實(shí)施的用于制作鎳氫 電池磺化隔膜的無(wú)紡布及鎳氫電池磺化隔膜的制備方法。該制備方法適合制作用于鎳氫電池 磺化隔膜的無(wú)紡布及鎳氫電池磺化隔膜的批量生產(chǎn)，所制得的鎳氫電池磺化隔膜能夠滿足高 容量鎳氫電池的性能要求，特別適用于高容量鎳氫電池。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一發(fā)明目的的技術(shù)方案為：一種用于制作鎳氫電池磺化隔膜的無(wú)紡布，它 是一種僅包含按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，40％～70％的磺化聚丙烯-聚乙烯復(fù)合短纖維和30％～60％的磺 化聚丙烯短纖維的磺化無(wú)紡布；所述磺化聚丙烯-聚乙烯復(fù)合短纖維的纖度為1.0dtex～ 1.5dtex，所述磺化聚丙烯短纖維的纖度為0.6dtex～1.0dtex；所述磺化聚丙烯-聚乙烯復(fù) 合短纖維是以聚丙烯為內(nèi)芯層、以低密度聚乙烯為外皮層的復(fù)合纖維。

所述磺化聚丙烯-聚乙烯復(fù)合短纖維的長(zhǎng)度為2mm～5mm；所述磺化聚丙烯短纖維的長(zhǎng)度 為3mm～5mm。