[發明專利]一種熱電池用多孔陶瓷纖維隔膜材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110059923.4
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN113644379B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 龍金;夏堃宇;胡健;王建勇;郭灝;唐立成;鄒睿
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;貴州梅嶺電源有限公司
• 主分類號: H01M50/434
• 分類號: H01M50/434;H01M50/44;H01M50/489;H01M50/491;H01M50/494;H01M50/403;H01M6/36
• 代理公司: 北京瑞恒信達知識產權代理事務所(普通合伙) 11382
• 代理人: 侯淑紅

1.一種熱電池用多孔陶瓷纖維隔膜材料，該隔膜材料由陶瓷纖維和無機粘結劑組成；

其中，所述陶瓷纖維選自氧化鋁纖維、硅酸鋁纖維、碳化硅纖維和氮化硼纖維中的一種或者多種；所述陶瓷纖維的直徑為2-3微米；

所述無機粘結劑為氧化鋁粘結劑；

其中，所述熱電池用多孔陶瓷纖維隔膜材料的制備方法包括如下步驟：

(1)根據多孔陶瓷纖維隔膜材料的定量要求和面積，稱取陶瓷纖維和粘接纖維，將稱取的陶瓷纖維和粘接纖維混合后放入水中，在疏解機中疏解得到均勻的纖維懸浮液；

(2)將步驟(1)得到的纖維懸浮液通過濕法成型，以制備出無紡布陶瓷纖維隔膜，然后干燥；

(3)將步驟(2)干燥后的無紡布陶瓷纖維隔膜浸入到無機粘結劑溶液中，取出后，烘干；和

(4)將步驟(3)烘干后的無紡布陶瓷纖維隔膜進行熱處理，即得；

在步驟(1)中，所述粘接纖維為PE；

在步驟(4)中，所述熱處理為在管式爐或者馬弗爐中在空氣氣氛下以3℃/min的升溫速率升到600℃，保溫5h，再自然冷卻到室溫。

2.根據權利要求1所述的隔膜材料，其特征在于，以重量百分含量計，所述陶瓷纖維占所述隔膜材料的50％-80％。

3.根據權利要求1所述的隔膜材料，其特征在于，以重量百分含量計，所述陶瓷纖維占所述隔膜材料的50％。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的隔膜材料，其特征在于，所述陶瓷纖維為硅酸鋁纖維。

5.根據權利要求1至3中任一項所述的隔膜材料，其特征在于，所述陶瓷纖維為莫來石陶瓷纖維。

6.根據權利要求1至3中任一項所述的隔膜材料，其特征在于，所述隔膜材料的定量為60-80g/m²。

7.根據權利要求6所述的隔膜材料，其特征在于，所述隔膜材料的定量為70g/m²。

8.根據權利要求1至3中任一項所述的隔膜材料，其特征在于，所述隔膜材料的厚度為0.2mm-0.3mm。

9.一種熱電池用多孔陶瓷纖維隔膜材料，其中隔膜材料的定量為70g/m²，該隔膜材料方法包括如下步驟：

(1)根據多孔陶瓷纖維隔膜材料的定量要求和面積，稱取直徑為2-3微米的莫來石陶瓷纖維和粘接纖維(PE)，其中，以重量百分含量計，陶瓷纖維占95％，粘接纖維(PE)占5％，將陶瓷纖維和粘接纖維混合后放入水中，在疏解機中疏解得到均勻的纖維懸浮液；

(2)將步驟(1)得到的纖維懸浮液通過濕法成型制備出無紡布陶瓷纖維隔膜，然后將其放在干燥器中在95℃的溫度條件下進行干燥，得到的添加粘接纖維的陶瓷纖維；

(3)稱取8g異丙醇鋁加入70mL去離子水中，在85℃的水浴溫度下攪拌水解2h后，再加入濃度為2mol/L的稀硝酸繼續攪拌1h后即得異丙醇鋁溶液，將步驟(2)干燥后的無紡布陶瓷纖維隔膜浸入到上述異丙醇鋁溶液中5min，完全浸潤后，取出，放入烘箱在100℃的溫度條件烘干；

(4)將烘干后的無紡布陶瓷纖維隔膜放入到管式爐中在空氣氣氛下以3℃/min的升溫速率升到600℃，保溫5h，再自然冷卻到室溫，即得。