[其他]電池隔膜組件

無效

• 申請號: 87103680
• 申請日: 1987-05-19
• 公開（公告）號: CN87103680A
• 公開（公告）日: 1987-12-02
• 發明（設計）人: 瑪里琳·安·福斯特;瑪麗·羅伯特·蘇查恩斯基;漢斯·沃爾特·奧斯特豪特
• 申請（專利權）人: 伊斯曼柯達公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 劉元金

本發明涉及電池領域。

電池通過電解液中相反極性電極的化學作用產生電能。有時，由于電池短路，引起電池過熱。過熱能導能致電解液、氣化物或熔融的電極材料的漏出。在某些情況下，可能發生爆炸。因此，電池過熱可能對使用者和使用電池場所內的其它人造成危險。

美國專利4，075，400公開的一種電池包括鋰陽極、SOCl₂陰極和一種織造的電絕緣隔膜。在這樣的電池中采用熱熔片來防止過熱。熱熔片由含中毒劑的許多包封微粒組成。包封微粒以細粒物質嵌入隔膜纖維中。當上述專利的電池達到預定溫度時，包封物釋放出中毒劑。釋放出的中毒劑通過使電流斷路或與電池中的一種或多種元素化學結合而使電池鈍化。中毒劑可以是一種蠟。

問題是在隔膜上或電池電極附近存在未包封的細粒蠟會降低電池的電性能。平均使用壽命、能量釋放和最大功率等特性會低于在隔膜上不包含任何細粒蠟微粒的電池的上述特性。

這種具有熱熔片的電池的性能有待于改進。

本發明提供一種用于電池的隔膜組合件，它包含一種支承熱熔片的膜，熱熔片為一層涂蠟的纖維。

本隔膜組件的電池，與美國專利4075400相比，其使用壽命和能量釋放都不會受到不利的影響。

在一個優選的實施例中，本發明的電池包含一個鋰陽極和一個二氧化錳（MnO₂）陰極。

實施例

下面將敘述陽極、陰極、隔膜、電熱熔片以及將它們組合成本發明的電池的技術。雖然在本發明的說明書中，使用的是鋰陽極和二氧化錳陰極。但是可以認為在此敘述的含有熱熔片的隔膜組件對于大多數電池都是適用的。

隔膜組件必須有足夠的孔隙才能使得離子在陽極和陰極間連續流動。這意味著熱熔片（涂蠟的纖維層）和支承熱熔片的膜都應該是多孔的。制備隔膜組件的材料也必須是a）不溶于電解液，b）電絕緣和c）能夠實際上將陽極和陰極隔離開以防止內部短路。

多種織物都可以用作隔膜組件的膜層。常用的織物是，例如商品名為Kiara^TM9120或9123（60%聚酯，40%聚乙烯，織物密度分別為7克/米²和14克/米²，Chicopee工業區，新布倫斯威克，新澤西州）的非編織聚合物和織物密度為20.9克/米²的Pellon聚酯。Pellon聚酯包括編織和非編織的織物。

涂蠟纖維層在膜表面上不會形成堵塞膜孔的復蓋物。否則會阻斷離子流，即電流的流動。

能涂敷到纖維上并在一定溫度下熔融和流動的大多數物質可以用作形成熱熔片的蠟質物。

可以使用熔點在30-200℃，最好50-150℃范圍的蠟。特別合用的蠟是Tissue Prep（石蠟和熱塑聚合物的結合，熔點56-57℃），蜂蠟（柯達，白色，熔點63℃）微晶蠟（Strahl和Pitsch＃96，熔點63-65℃），小燭樹蠟（Strahl和Pitsch，熔點67-70℃），Polywax^TM500（Petrolite公司，用差示掃描量熱法測定熔點為79.9℃），米糠蠟（弗蘭克B.Ross公司，差示掃描量熱法測定熔點為81℃），Epolenes C-18（95-97℃）和E-14（熔點100℃）（Eastman Kodak公司），Petrolite Bareco硬微晶C700（熔點91℃）（Petrolite公司）和Ross蠟160（弗蘭克B.Ross公司，熔點143-157℃）。

可以使用標準涂敷技術涂敷蠟（刷涂，噴涂，浸涂，刮涂，輥涂，靜電噴涂，無空氣噴涂，流化床等等）。

隔膜組件和包括這類組件的電池一般結構如下。

用一條寬1.25英寸非織造的聚乙烯涂敷的聚酯織物（Kiara^TM9123）制成隔膜組件。織物纖維用米糠蠟涂敷。也可以用上述任何一種蠟。用加熱套將蠟在200毫升三頸圓底燒瓶中熔化。用可調自耦變壓器控制燒瓶溫度在80至90℃之間。用氣刷（空氣壓力14磅，噴咀尖至織物距離為15厘米）將蠟噴涂到非織造織物的纖維上。外徑6.35毫米（1/4英寸）的不銹鋼管浸入熔蠟中，將蠟傳送到氣刷的噴咀，為了防止噴咀被固態蠟堵塞，氣刷噴咀用加熱帶包裹。依靠發動機控制傳送和卷輥使織物以1.524米/分（5英尺/分）速率通過噴涂咀。