一种镍氢低自放电电池用复合隔膜纸的制作方法技术

本发明专利技术涉及一种镍氢低自放电电池用复合隔膜纸的制作方法，包括步骤：选用孔径在0.01～100微米之间、孔大小均匀、厚度在5～80微米的防枝晶隔膜；采用表面活性剂处理方法对选用的防枝晶隔膜进行亲水处理；将亲水处理后的防枝晶隔膜和镍氢吸液膜采用CMC胶水粘结碾压复合，得到复合隔膜纸。本发明专利技术的有益效果是：通过亲水处理的隔膜,既有良好的透气性能和亲水吸液性能；电池内阻也小,适合大功率放电,对电流一致性更好；又有阻挡或抑制正负极之间杂质微短路的作用,使电极性能在储存和循环中更稳定,降低了电极间自放电，提高了电池荷电保持能力；防枝晶隔膜用于亲水处理的水性溶液浸泡工艺,操作简单、成本低廉、安全可靠、提高了生产效率。产效率。产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种镍氢低自放电电池用复合隔膜纸的制作方法


[0001]本专利技术属于镍氢自放电电池领域，尤其涉及一种镍氢低自放电电池用复合隔膜纸的制作方法。

技术介绍

[0002]镍氢电池是一种性能良好的蓄电池，应用领域广泛。但长期以来，由于传统民用镍氢电池自身自放电大的原因，电池在客户端的体验并不好，常常发生电池存放一段时间后电池低压或充不进电导致无法使用的情况，特别是一定数量串并联的电池组，自放电不一致的电池在一段时间储存之后荷电状态SOC会发生较大的差异，会极大地影响电池组的性能。
[0003]隔膜纸作为镍氢电池关键的组件之一，其作用主要是防止正负极接触发生短路，和正负极之间由杂质、枝晶等原因形成的微短路，同时提供离子传递所需的通道。随着对电池技术研究的不断深入，发现隔膜纸对电池的自放电、储存性能等综合性能的提升至关重要。因此，高性能隔膜纸的研发是下一代镍氢低放电电池发展和应用的方向之一。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种镍氢低自放电电池用复合隔膜纸的制作方法。
[0005]这种镍氢低自放电电池用复合隔膜纸的制作方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1、为了更有效的防止微短路，对做亲水的防枝晶隔膜有一定的结构要求。首先该隔膜要有一定的微孔结构,要求有一定的透气透液能力,孔大了容易造成杂质的穿过,孔小了透气透液性又不好,选用孔径在0.01～100微米之间、孔大小均匀、厚度在5～80微米的防枝晶隔膜；防枝晶隔膜太薄了,杂质和枝晶容易穿过,且抗拉强度不够；防枝晶隔膜太厚了,电池内阻又太大，且占用有效空间；
[0007]步骤2、隔膜纸亲水改性方法很多，主要有表面活性剂处理、磺化处理、等离子体处理和辐射接枝处理等，本专利技术采用便于操作的表面活性剂处理方法对选用的防枝晶隔膜进行亲水处理；表面活性剂为醋酸纤维素、四丁基氢氧化铵、聚氧乙烯型表面活性剂、多元醇型表面活性剂、NP
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10、PEP、IGEPAL Co
‑
530和VICTAWET
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12中的至少一种；
[0008]步骤2.1、配制含有表面活性剂的亲水溶液；
[0009]步骤2.2、将防枝晶隔膜浸泡在含有表面活性剂的亲水溶液中达到设定时长，表面活性剂的疏水部分附着在防枝晶隔膜的疏水表面，表面活性剂的亲水基团与水结合，亲水基团在防枝晶隔膜的孔洞中形成亲水通道，防枝晶隔膜由疏水变成亲水了；取出浸泡后的防枝晶隔膜，烘干或晾干；通过亲水处理的防枝晶隔膜,既有良好透气性能和亲水吸液性能，又有阻挡或抑制正负极之间杂质微短路的作用,使电池性能在储存和循环中更稳定,降低了电极间自放电，提高了电池荷电保持能力；
[0010]步骤3、将步骤2亲水处理后的防枝晶隔膜和镍氢吸液膜采用CMC胶水粘结碾压复
合，得到复合隔膜纸。
[0011]作为优选，步骤1中防枝晶隔膜为锂电用防枝晶膜，包括聚丙烯PP隔膜、聚乙烯PE隔膜、聚砜PSF隔膜和聚氯乙烯PVC隔膜。
[0012]作为优选，步骤2中聚氧乙烯型表面活性剂包括脂肪醇、烷基酚、脂肪酸、脂肪胺及脂肪酰胺、油脂、山梨醇和蔗糖；多元醇型表面活性剂包括甘油、季戊四醇、山梨醇、乙醇胺、异丙醇胺、蔗糖和高级脂肪酸(C
12
～C
18
的酸)；高级脂肪酸包括月桂酸、椰子油脂肪酸、十四酸、棕榈酸、油酸和硬脂酸。
[0013]作为优选，步骤2.1具体为：以水为溶剂，向水中添加质量分数为0.01％～10％的表面活性剂，得到亲水溶液。
[0014]作为优选，步骤2.1具体为：在水中添加乙醇或丙酮中的至少一种(添加其中一种也可以，但效果略逊于两种都加的)，添加的化学剂的质量分数为0.1％～5％；继续添加质量分数为0.01％～10％的表面活性剂，得到亲水溶液。
[0015]作为优选，向水中添加质量分数为0.5％的脂肪醇聚氧乙烯(10)醚(AEO
‑
10)。
[0016]作为优选，向水中添加质量分数为0.5％脂肪醇聚氧乙烯(10)醚(AEO
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10)和质量分数为0.01％的VICTAWET
‑
12。
[0017]作为优选，步骤2.2中将防枝晶隔膜浸泡在含有表面活性剂的水溶液中12～48小时，浸泡时间具体视亲水效果而定。
[0018]作为优选，将复合隔膜纸按镍氢低自放电电池通用隔膜的使用方法，和电池正极、负极经过卷绕、注液、装配、封口、化成，制作成密封二次镍氢电池。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术对镍氢电池关键材料隔膜纸进行优化：将锂电用防枝晶膜(聚丙烯PP或聚乙烯PE隔膜)经过亲水处理后，和镍氢常用吸液膜复合后的复合隔膜纸，达到既不影响镍氢电池主要电化学性能，又降低镍氢电池自放电的要求，从而提高了镍氢电池的长期储存性能和循环寿命；从根本上解决了镍氢电池长期搁置后自放电大导致电压低的问题。
[0021]本专利技术的方法是将锂电用聚丙烯PP或聚乙烯PE隔膜直接进行亲水处理，现有技术将隔膜亲水处理时用的都是有机溶剂,如丙酮；而大量的有机溶剂有毒且使用不方便；本专利技术用水作溶剂进行亲水处理的效果优于采用有机溶剂进行亲水处理的效果，操作方便,对操作人员也无害。经用水作溶剂进行亲水处理的防枝晶膜制备成本比用辐射法的要低得多；用水作溶剂做的亲水隔膜更适合用于水系电池(如镍镉、镍锌、镍氢电池)，此类电池的电解液为水性的碱液；
[0022]本专利技术通过亲水处理的隔膜,既有良好的透气性能和亲水吸液性能(吸液率和透液性更好)；电池内阻也小,适合大功率放电,对电流一致性更好；又有阻挡或抑制正负极之间杂质微短路的作用,使电极性能在储存和循环中更稳定,降低了电极间自放电，提高了电池荷电保持能力；防枝晶隔膜用于亲水处理的水性溶液浸泡工艺,操作简单、成本低廉、安全可靠、生产效率也有所提高。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例3中的单双隔膜储存性能对比图。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术。应当指出，对于本
的普通人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以对本专利技术进行若干修饰，这些改进和修饰也落入本专利技术权利要求的保护范围内。
[0025]实施例一
[0026]本申请实施例一提供了一种镍氢低自放电电池用复合隔膜纸的制作方法：
[0027]步骤1、选用孔径在0.01～100微米之间、孔大小均匀、厚度在5～80微米的防枝晶隔膜；
[0028]步骤2、采用表面活性剂处理方法对选用的防枝晶隔膜进行亲水处理；表面活性剂为醋酸纤维素、四丁基氢氧化铵、聚氧乙烯型表面活性剂、多元醇型表面活性剂、NP
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10、PEP、IGEPAL Co
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530和VICTAWET
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12中的至少一种；其原理如下：
[0029]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镍氢低自放电电池用复合隔膜纸的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、选用孔径在0.01～100微米之间、孔大小均匀、厚度在5～80微米的防枝晶隔膜；步骤2、采用表面活性剂处理方法对选用的防枝晶隔膜进行亲水处理；表面活性剂为醋酸纤维素、四丁基氢氧化铵、聚氧乙烯型表面活性剂、多元醇型表面活性剂、NP
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10、PEP、IGEPAL Co
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530和VICTAWET
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12中的至少一种；步骤2.1、配制含有表面活性剂的亲水溶液；步骤2.2、将防枝晶隔膜浸泡在含有表面活性剂的亲水溶液中达到设定时长；取出浸泡后的防枝晶隔膜，烘干或晾干；步骤3、将步骤2亲水处理后的防枝晶隔膜和镍氢吸液膜采用CMC胶水粘结碾压复合，得到复合隔膜纸。2.根据权利要求1所述镍氢低自放电电池用复合隔膜纸的制作方法，其特征在于：步骤1中防枝晶隔膜为锂电用防枝晶膜，包括聚丙烯PP隔膜、聚乙烯PE隔膜、聚砜PSF隔膜和聚氯乙烯PVC隔膜。3.根据权利要求1所述镍氢低自放电电池用复合隔膜纸的制作方法，其特征在于：步骤2中聚氧乙烯型表面活性剂包括脂肪醇、烷基酚、脂肪酸、脂肪胺及脂肪酰胺、油脂、山梨醇和蔗糖；多元醇型表面活性剂包括甘油、季戊四醇、山梨醇、乙醇胺、异丙醇胺、蔗糖和高级脂肪酸；高级脂肪酸包括月桂酸、椰子油脂肪酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊兴海，马福元，吴田，成城，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：