一种用玻璃纤维和玻璃棉制备电池隔膜纸的方法技术

本发明专利技术公开了一种用玻璃纤维和玻璃棉制备电池隔膜纸的方法，采用湿法造纸技术制备电池隔膜纸，充分发挥原料自身特性，制备过程简单，成品性能优异。具体方法是：1）先将玻璃棉分散酸性溶液中，连续搅拌，加入玻璃纤维再搅拌，用标准纤维疏解机疏解，加入分散好的粘结剂纤维，制成均匀悬浮的混合纤维浆料。2）成型后的纸幅转移到平整致密的聚酯网上，用压辊轻压，置微波炉中高火微波10-30s。3）微波后的湿纸幅转移到两个铜网之间准备干燥，干燥方式包括远红外干燥和热风穿透干燥。本发明专利技术可以充分发挥玻璃纤维和玻璃棉的优异性能，通过湿法造纸技术及特种纸制备中的热风穿透干燥工艺，得到高质量的电池隔膜纸原纸。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，采用湿法造纸技术制备电池隔膜纸，充分发挥原料自身特性，制备过程简单，成品性能优异。具体方法是：1）先将玻璃棉分散酸性溶液中，连续搅拌，加入玻璃纤维再搅拌，用标准纤维疏解机疏解，加入分散好的粘结剂纤维，制成均匀悬浮的混合纤维浆料。2）成型后的纸幅转移到平整致密的聚酯网上，用压辊轻压，置微波炉中高火微波10-30s。3）微波后的湿纸幅转移到两个铜网之间准备干燥，干燥方式包括远红外干燥和热风穿透干燥。本专利技术可以充分发挥玻璃纤维和玻璃棉的优异性能，通过湿法造纸技术及特种纸制备中的热风穿透干燥工艺，得到高质量的电池隔膜纸原纸。【专利说明】
本专利技术涉及特种纤维湿法造纸领域，具体涉及一种用玻璃纤维和玻璃棉制备电池 隔膜纸的方法，主要利用玻璃纤维和玻璃棉加工而成。
技术介绍
电池隔膜纸作为电池中分开正极和负极的隔膜材料，主要作用是防止电池中正负 电极直接接触而短路，并能够让电解液中的离子在正负极之间自由通过而电子不能自由穿 过，在组成电池的各个部分之中，隔膜材料起到了举足轻重的作用，它的优劣直接影响电池 的放电容量、循环使用寿命和充放电电流密度等关键特性。 将玻璃纤维应用于电池隔膜纸的制造中，生产的电池隔膜纸，其性能将会优于一 般的电池隔膜纸，如吸液量更高，吸液速度更快，亲水性更好等，并在整个寿命期间保持其 高的吸液率； 同时，由于玻璃纤维隔膜具有表面积大，孔隙率高，孔径小，化学纯度高，有害杂质少， 以及非常好的耐酸性、抗氧化性和小的电阻等特点。 但采用玻璃纤维生产电池隔膜纸也存在不少问题，如玻璃纤维结合力比较弱，成 纸强度低；粗纤维过多，虽然可以保证隔膜纸的强度，但吸液性能会有所下降；细纤维过 多，虽然吸液量提高了，但强度又会有所下降。
技术实现思路
本专利技术提供了一种采用玻璃纤维和玻璃棉进行混合抄造，以聚乙烯醇为粘结剂， 并采用湿法造纸技术制备电池隔膜纸的方法，旨在提高玻璃纤维电池隔膜纸的强度及吸液 性能，制备过程简单，成品性能优异。 为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是： ，包括以下步骤： 1) 称取一定量的的玻璃纤维、玻璃棉和聚乙烯醇纤维，其中玻璃纤维、玻璃棉和聚乙烯 醇纤维质量份比为（45?60) : (40?55) :(3?15); 2) 将40-55份的玻璃棉，放入酸性溶液中进行分散，并连续搅拌防止玻璃棉絮聚； 3) 在上述步骤2)中加入45-60份的玻璃纤维，继续搅拌，用纤维疏解机疏解 4000r-5000r，形成疏解混合液； 4) 将：Γ15份的聚乙烯醇纤维用水溶解，配成水溶液，所述聚乙烯醇纤维作为粘结剂， 赋予成纸强度； 5) 将步骤3)中的疏解混合液加入步骤4)中配置完成的聚乙烯醇纤维溶液中，用玻璃 棒搅拌分散制成均匀悬浮的混合纤维浆料； 6) 将步骤5)中的混合纤维浆料在抄片器中经迅速脱水后抄造得到湿纸幅，然后将湿纸 幅进行干燥处理后，得到电池隔膜纸。 在本专利技术的一个优选实施例中，所述步骤6)中干燥处理方法：首先将湿纸幅在微 波炉中微波烘烤l(T6〇s，微波处理后将湿纸幅置于两张铜网之间，并放入红外干燥箱中进 行进一步干燥。 在本专利技术的一个优选实施例中，所述湿纸幅中的含胶量的质量分数为3-8%。 在本专利技术的一个优选实施例中，所述步骤6)中湿纸幅脱水成型时，用玻璃棒搅拌， 保证浆料成型瞬间有适当的流动，提高成纸的表面平整度。 在本专利技术的一个优选实施例中，所述步骤6)中制备出来的电池隔膜纸的定量为 50?60g/m 2。 在本专利技术的一个优选实施例中，所述步骤2)中的玻璃棉与酸性溶液的质量比为 1: (2000^10000)〇 通过上述技术方案，本专利技术的有益效果是： 本专利技术可以充分发挥玻璃纤维和玻璃棉的优异性能，通过湿法造纸技术及特种纸制备 中的热风穿透干燥工艺，得到高质量的电池隔膜纸，可用作电池的内部隔膜材料。 【具体实施方式】 为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进 一步阐述本专利技术。 ，本专利技术主要选用玻璃纤维、玻 璃棉和聚乙烯醇纤维作为制备原材料， 其中玻璃棉是直径更细的一种玻璃纤维，在抄造过程中，增加玻璃纤维的配比，可一定 程度增加成纸的强度，但纤维之间空隙较大，难以保留住电解液，从而降低成纸的吸液性； 增加玻璃棉的配比，一定程度上可以增加成纸的吸液性，但强度会有所降低。因而需要一个 合适的玻璃纤维及玻璃棉的配比，使其强度和吸液性达到最佳； 而且由于玻璃纤维之间不含有氢键，成纸强度低，只能通过外加粘结剂来提高纸张强 度；为了使粘结剂在玻璃纤维及玻璃棉中分布均匀，本专利技术采取在抄造过程中加入粘结剂 来提高粘结剂在纸张中的分布均匀性，由于纸张的抄造是在水环境中完成，此时需要使用 水溶性的粘结剂，而聚乙烯醇具有良好的水溶性及粘性，并且在抄造过程中容易留着在纤 维上，干燥后使纤维之间能粘结在一起，从而赋予纸张良好的强度。 具体包括以下步骤： 1) 称取一定量的的玻璃纤维、玻璃棉和聚乙烯醇纤维，其中玻璃纤维、玻璃棉和聚乙烯 醇纤维质量份比为（45?60) : (40?55) :(3?15); 2) 将40-55份的玻璃棉，放入酸性溶液中进行分散，并连续搅拌防止玻璃棉絮聚；步骤 2)中的玻璃棉与酸性溶液的质量比为1: (200(Γ10000); 3) 在上述步骤2)中加入45-60份的玻璃纤维，继续搅拌，用纤维疏解机疏解 4000r-5000r (4000r-5000r是指疏解4000-5000转），形成疏解混合液； 4) 将：Γ15份的聚乙烯醇纤维用水溶解，配成水溶液，所述聚乙烯醇纤维作为粘结剂， 赋予成纸强度； 5) 将步骤3)中的疏解混合液加入步骤4)中配置完成的聚乙烯醇纤维溶液中，用玻璃 棒搅拌分散制成均匀悬浮的混合纤维浆料； 6) 将步骤5)中的混合纤维浆料在抄片器中经迅速脱水后抄造得到湿纸幅，然后将湿纸 幅进行干燥处理后，得到电池隔膜纸；制备出来的电池隔膜纸的定量为5(T60g/m2。 混合纤维浆料在抄片器中分散均匀后，将下面的排水阀打开，迅速排水得到湿纸 幅，先将湿纸幅放入微波炉中微波烘烤l(T6〇 S，微波处理后将湿纸幅置于两张铜网之间，并 放入红外干燥箱中进行进一步干燥。 上述步骤6)中干燥处理方法：首先将湿纸幅在微波炉中微波烘烤l(T6〇S，微波处 理后将湿纸幅置于两张铜网之间，并放入红外干燥箱中进行进一步干燥。 上述由于微波加热是通过使物体内部偶极分子做高频往复运动，产生"内摩擦热" 而使被加热物料温度升高，使物料内外部同步加热升温，具有加热速度快且均匀等优点；由 于干燥时间过长会使粘结剂发生热迁移，减少纸张中粘结剂含量，因而在干燥过程中首先 采用微波加热处理，能够使纸张得到迅速干燥，减少粘结剂在干燥过程中的热迁移，从而减 少粘结剂的损失 所述湿纸幅中的含胶量的质量分数为3-8%。湿纸幅脱水成型时，用玻璃棒搅拌，保证浆 料成型瞬间有适当的湍动，提高成纸的表面平整度。 实施例1 : 1) 称取质量份比为50 :50 :7的玻璃纤维、玻璃棉及聚乙烯醇纤维，先将50份玻璃棉分 散在pH=2. 5的硫酸溶液中，玻璃棉与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用玻璃纤维和玻璃棉制备电池隔膜纸的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）称取一定量的的玻璃纤维、玻璃棉和聚乙烯醇纤维，其中玻璃纤维、玻璃棉和聚乙烯醇纤维质量份比为（45~60）:（40~55）：（3~15）；2）将40‑55份的玻璃棉，放入酸性溶液中进行分散，并连续搅拌防止玻璃棉絮聚； 3）在上述步骤2）中加入45‑60份的玻璃纤维，继续搅拌，用纤维疏解机疏解4000r‑5000r，形成疏解混合液；4）将3~15份的聚乙烯醇纤维用水溶解，配成水溶液，所述聚乙烯醇纤维作为粘结剂，赋予成纸强度； 5）将步骤3）中的疏解混合液加入步骤4）中配置完成的聚乙烯醇纤维溶液中，用玻璃棒搅拌分散制成均匀悬浮的混合纤维浆料；6）将步骤5）中的混合纤维浆料抄造成湿纸幅，然后将湿纸幅进行干燥处理后，得到电池隔膜纸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永建，左磊刚，王家泳，宁宇震，岳小鹏，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61