电池隔膜的磺化工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种电池隔膜的磺化工艺，包括投料、抽真空、等离子改性处理、氢原子与磺酸基的置换、取料、尾气处理等步骤。本发明专利技术由于基布已先进行等离子放电改性处理，材料表面性能被彻底激活，故与常规的磺化工艺相比，本磺化工艺过程中的磺酸基与氢原子的置换速度更快，置换彻底，隔膜的循环寿命和荷电等品质相应大幅提高。本磺化工艺采取先行等离子处理、后再继续采用等离子辉光放电同步磺化的工艺，在等离子放电作用下，磺化过程不再需要加温处理，大量节约了电力能源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池隔膜的生产工艺，具体涉及一种电池隔膜的磺化工艺，先对基布进行等离子放电改性处理后，再磺化处理。
技术介绍
电池隔膜是构成碱性二次电池的基本材料之 一，其质量的优劣直接影响到电池的使用性能，电池隔膜至于正负电极之间，起到既可以使两电极尽量靠近又可避免正负极活性物质接触短路的作用。好的二次电池隔膜要求良好耐强碱性能、亲水性能、电绝缘性能、高度离子导电性，而且要求薄而均匀、力学强度好、电化学稳定性好，聚丙烯无纺布的耐碱性和耐氧化性优良，在强碱中几乎无重量损失，且能在较高温度(> 70°C )下使用，使其吸碱率和吸液速度较差。目前国内多数采用的对聚丙烯无纺布进行表面改性处理的工艺方法来生产碱性二次电池隔膜，其方法主要有湿性化学改性、电晕放电或紫外线辐照，湿性化学改性是采用活性剂处理隔膜材料，通过该方法虽然可以改进隔膜的浸润性能，但其上的亲水性基因并未以化学结合的状态固定于隔膜材料的表面，因此寿命较短，而且存在化学废液的排放，污染环境；电晕放电刻蚀为主且离散性大，而紫外线辐照效率低。为克服以上各改性方法存在的弊端，采用等离子体改性技术处理隔膜不仅对隔膜基材的机械性能不会造成损伤，而且在基材表面可以生成大量的活性基因，并利用等离子体引发接枝聚合技术对这些活性基因进行“固定”，即在表面以化学结合的方式接枝亲水性聚合物，从而达到长效改性的目的。等离子改性接枝磺化电池隔膜的设备如图I所示，包括等离子仪真空罐I、设于等离子仪真空罐I内的放电电极板2、前置卷取轴3和后置卷取轴4、液态三氧化硫储罐6、以及尾气处理装置，隔膜基布5卷置于前置卷取轴3和后置卷取轴4上；所述液态三氧化硫储罐6利用供气管道与等离子仪真空罐I连接，供气管道上设有流量计7和三氧化硫控制阀8，控制进入等离子仪真空罐I内三氧化硫的量；感应电磁阀11、真空泵12连接于等离子仪真空罐I,用于抽取等离子仪真空罐I内的气体；所述等离子仪真空罐I内设有真空探测仪9，与外部的真空度数显仪10连接，用于测定等离子仪真空罐I内的真空度；所述等离子仪真空罐I的下方还设有外联空气控制阀18 ;所述尾气处理装置包括冷凝管13、干湿分离罐14、集流瓶15、尾气导管16及酸碱中和槽17，用于液态三氧化硫的收集和气态三氧化硫的回收。为上述设备能够尽快广泛推广使用，需提供一种磺酸基与氢原子的置换速度更快，置换率更闻(置换彻底)，隔I旲的循环寿命和荷电等品质相应大幅提闻的等尚子改性接枝磺化电池隔膜的工艺。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种电池隔膜的磺化工艺，磺化生产工艺过程中的磺酸基与氢原子的置换速度更快，置换率更高，隔膜的循环寿命和荷电等品质相应大幅提高，节约能源、洁净环保。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种电池隔膜的磺化工艺，包括如下步骤(I)投料打开等离子仪真空罐，把待处理的基布卷置于等离子仪真空罐内的前置卷取轴上后与后置卷取轴连接，而后密闭等离子仪真空罐；(2)抽真空继续关闭三氧化硫控制阀，启动真空泵，同时感应电磁阀自动打开，对等离子仪真空罐抽真空，真空数显仪接收真空探测仪传出的真空数值至等离子仪真空罐的真空度达到5 10Pa，真空泵停止工作，感应电磁阀自动关闭；(3)等离子改性处理接通放电电极板的电源，等离子仪真空罐内开始辉光放电，前置卷取轴和后置卷取轴开始旋转，以一定速度均匀走布进行等离子改性处理；(4)氢原子与磺酸基的置换走布完成时，断开放电电极板的电源，然后开启液态三氧化硫控制阀，液态三氧化硫自液态三氧化硫储罐流入等离子仪真空罐，液态三氧化硫的流量由流量计监控，液态三氧化硫进入等离子仪真空罐的真空室内迅速气化，重复步骤(3)反向走布，基布在等离子体的作用下快速完全地进行氢原子与磺酸基的置换动作；(5)取料步骤(4)完成后，关闭液态三氧化硫控制阀，开启空气阀，由真空泵抽出等离子仪真空罐中含三氧化硫的残余气体，2分钟后关闭真空泵，待真空罐内无负压后打开等离子仪真空罐取料；(6)尾气处理步骤(5)中的残余气体混入空气，产生少量的三氧化硫酸雾，经过冷凝管冷凝，三氧化硫酸雾被冷凝成液态状滴入干湿分离罐中，然后液体三氧化硫导入集流瓶中以备再利用；(7)尾气处理三氧化硫余气经尾气导管导入盛满NaOH溶液的酸碱中和槽内，尚残留的酸雾则会与酸碱中和槽的NaOH溶液反应生成硫酸钠沉淀，不含三氧化硫酸雾的尾气从酸碱中和槽的出料口中排出，等离子改性接枝磺化电池隔膜的生产完成。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点I.效率高由于基布已先进行等离子放电改性处理，材料表面性能被彻底激活，故与常规的磺化工艺相比，本磺化工艺过程中的磺酸基与氢原子的置换速度更快，置换彻底，隔I吴的循环寿命和荷电等品质相应大幅提闻。2.节省能源本生产工艺采取先行等离子处理、后再继续采用等离子辉光放电同步磺化的工艺，在等离子放电作用下，磺化过程不再需要加温处理，大量节约了电力能源。3.洁净环保生产过程中始终处于密闭真空状态，故生产时没有三废的泄流和排放，属较理想的一种磺化方法、洁净环保。附图说明图I是
技术介绍
中电池隔膜磺化设备的结构示意图；其中1、等离子仪真空罐；2、放电电极板；3、前置卷取轴；4、后置卷取轴；5、基布；6、液态三氧化硫储罐；7、流量计；8、三氧化硫控制阀；9、真空探测仪；10、真空度数显仪；11、感应电磁阀；12、真空泵；13、冷凝管；14、干湿分离罐；15、集流瓶；16、尾气导管；17、酸碱中和槽；18、空气阀。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述实施例一图I所示为现有的电池隔膜磺化设备，包括等离子仪真空罐I、设于等离子仪真空罐I内的放电电极板2、前置卷取轴3和后置卷取轴4、液态三氧化硫储罐6、以及尾气处理装置，隔膜基布5卷置于前置卷取轴3和后置卷取轴4上；所述液态三氧化硫储罐6利用供气管道与等离子仪真空罐I连接，供气管道上设有流量计7和三氧化硫控制阀8，控制进入等离子仪真空罐I内三氧化硫的量；感应电磁阀11、真空泵12连接于等离子仪真空罐I,用于抽取等离子仪真空罐I内的气体；所述等离子仪真空罐I内设有真空探测仪9，与外部的真空度数显仪10连接，用于测定等离子仪真空罐I内的真空度；所述等离子仪真空罐I的下方还设有外联空气控制阀18 ;所述尾气处理装置包括冷凝管13、干湿分离罐14、集流瓶15、尾气导管16及酸碱中和槽17，用于液态三氧化硫的收集和气态三氧化硫的回收。 一种利用上述设备的电池隔膜磺化工艺，包括如下步骤(I)投料打开等离子仪真空罐I，把待处理的基布5卷置于等离子仪真空罐I内的前置卷取轴3上后与后置卷取轴4连接，而后密闭等离子仪真空罐I ;(2)抽真空继续关闭三氧化硫控制阀8，启动真空泵12，同时感应电磁阀11自动打开，对等离子仪真空罐I抽真空,真空数显仪10接收真空探测仪9传出的真空数值至等离子仪真空罐I的真空度达到5Pa，真空泵12停止工作，感应电磁阀11自动关闭；(3)等离子改性处理接通放电电极板2的电源，等离子仪真空罐I内开始辉光放电，前置卷取轴3和后置卷取轴4开始旋转，以一定速度均匀走布进行等离子改性处理；(4)氢原子与磺酸基的置换走布完成时，断开放电电极板2的电源，然后开启液态三氧化硫控制阀8，液态三氧化硫自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池隔膜的磺化工艺，其特征是包括如下步骤 (1)投料打开等离子仪真空罐(I)，把待处理的基布(5)卷置于等离子仪真空罐(I)内的前置卷取轴(3)上后与后置卷取轴(4)连接，而后密闭等离子仪真空罐(I)； (2)抽真空继续关闭三氧化硫控制阀(8)，启动真空泵(12)，同时感应电磁阀(11)自动打开，对等离子仪真空罐(I)抽真空,真空数显仪(10)接收真空探测仪(9)传出的真空数值至等离子仪真空罐(I)的真空度达到5 10Pa，真空泵(12)停止工作，感应电磁阀(11)自动关闭； (3)等离子改性处理接通放电电极板(2)的电源，等离子仪真空罐(I)内开始辉光放电，前置卷取轴(3)和后置卷取轴(4)开始旋转，以一定速度均匀走布进行等离子改性处理； (4)氢原子与磺酸基的置换走布完成时，断开放电电极板(2)的电源，然后开启液态三氧化硫控制阀(8)，液态三氧化硫自液态三氧化硫储罐(6)流入等离子仪真空罐(1)，液态三氧化硫的流量由流...

【专利技术属性】
技术研发人员：周庆英，严刚，张亚伟，
申请(专利权)人：苏州贝格新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：