阅读说明：本技术 一种锌锰电池隔膜再生纤维素膜的制造方法 (Method for manufacturing zinc-manganese battery diaphragm regenerated cellulose membrane ) 是由 王新 李瑞丰 邱金江 江修才 王超 陈玉苹 田启江 李萌 胡凯 刘敏 徐永康 于 2019-08-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种锌锰电池隔膜再生纤维素膜的制造方法,本发明所述再生纤维素基膜表面附着呈圆球状凸起的抗粘颗粒,所述抗粘颗粒占所述再生纤维素基膜的质量百分比为0.01-0.05％,再生纤维素基膜所含的水分占所述再生纤维素基膜的质量百分比为4-7％,是一种可生物降解轻质型、硬度适中、耐高温、较好的透气性、亲液性及尺寸稳定性的电池隔膜纸。本发明由再生纤维素成分和用于保持膜柔韧性的水分及抗粘成分组成,质轻,可自然降解,具有理想的透明度和光泽度,耐高温、高亲液性和好的尺寸稳定性,它能减少初始电压的衰减,延长碱性电池的使用寿命。(The invention discloses a method for manufacturing a zinc-manganese battery diaphragm regenerated cellulose membrane, wherein anti-sticking particles which are spherical bulges are attached to the surface of a regenerated cellulose-based membrane, the mass percent of the anti-sticking particles in the regenerated cellulose-based membrane is 0.01-0.05%, and the mass percent of the moisture in the regenerated cellulose-based membrane is 4-7%, so that the battery diaphragm paper is biodegradable, light, moderate in hardness, high-temperature resistant, good in air permeability, lyophilic and dimensional stability. The invention is composed of regenerated cellulose component and moisture and antisticking component for keeping flexibility of membrane, it is light, degradable, has ideal transparency and glossiness, high temperature resistance, high lyophilic and good dimensional stability, it can reduce attenuation of initial voltage, prolong service life of alkaline battery.)

一种锌锰电池隔膜再生纤维素膜的制造方法

技术领域

本发明属于再生纤维素膜及其制备技术和电池技术领域，具体涉及一种再生纤维素膜电池隔膜纸的制造方法。

背景技术

近年来，凭借电化学和新兴的电池化学的持续性发展，电池技术取得了很大的进步。然而，至今为止仍没有一种在各种操作条件下都表现良好的“理想”电池。这种状况也发生在隔膜上，至今为止，仍没有一种能完全满足电池化学和几何学要求的“理想”隔膜。电池的隔膜是电池的主要组成部分。隔膜最初的作用仅只限于起隔离正极和负极,不发生短路的作用。随着各种电池体系的出现和对电池使用的要求,电池隔膜的作用也在不断地扩大,对电池隔膜的要求也不断地提高。电池隔膜的优劣，直接影响着电池内阻、放电容量以及电池安全性能好坏，往往电池的寿命是由电池隔膜所决定。

目前作为电池隔膜材料的主流产品是聚烯烃隔膜，聚烯烃材料具有较高的强度和较好的化学稳定性，而且作为一种热塑性材料，多孔聚烯烃在高于玻璃化温度的条件下具有收缩孔隙的自闭合功能，使阻抗明显上升、通过电池的电流受到限制，可防止由于过热而引起的***等现象，是一个相对可靠的隔膜材料，然而，聚烯烃隔膜的透气性和亲润性较差，无法完全满足电池快速充放电的要求，而且影响电池的循环使用寿命，为此，研究者一般通过化学接枝功能基团和加入亲水物质的方法来改善这一问题。聚烯烃材料隔膜的另一个更重要问题在于其大功率放电的安全性，这种材料在高温下尺寸变形比较明显，而且熔点一般低于170℃，当电池局部发热达到这个温度时，隔膜就会迅速融化使正负极迅速接触，出现热失控行为。研究表明，采用高熔点纤维增强隔膜或者采用熔点更高的材料制备隔膜可以很好地改善隔膜的热熔化温度，从而有效地保障电池安全。

发明内容

发明目的：针对上述技术要求，本发明的目的是提供一种可生物降解轻质型、硬度适中、耐高温、较好的透气性和亲液性及尺寸稳定性好的再生纤维素膜电池隔膜纸。

再生纤维素膜是以天然纤维素为原料，制成粘胶纤维；然后经过特殊工艺成膜凝固再生制出原膜；对原膜进行碱化、漂白、水洗、但不在经过塑化浴处理，干燥前，将原膜浸涂在抗粘颗粒的胶乳中，实现再生纤维素膜双面附着抗粘颗粒，达到抗粘目的，最终制成本发明的电池隔膜纸。

技术方案：为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种锌锰电池隔膜再生纤维素膜的制造方法，包括如下步骤：

步骤一、利用溶解浆粕和所需化学试剂制造粘胶纤维。粘胶纤维经过熟成、过滤、脱泡和纺丝已达到成型要求；

步骤二、将配制好的多元醇溶液按照车速计算得出的流量注射在粘胶滤器前的管道中，流量为100-200mL/min，之后粘胶在1#槽酸浴发生凝固反应，再经过一系列化学和水洗处理后进入干燥工段前，经过抗粘浴化处理，达到抗粘要求；

步骤三、成型干部卷曲车速控制在35-50m/min，干燥过程中注意控制干部温度、车速及成品水分；

步骤四、干部干燥温度经过成型干燥后，检测物理指标合格后，既得到再生纤维素膜电池隔膜纸。

作为优化：所述的步骤一中，所述的溶解浆粕包括木浆、草浆、棉浆、麻浆、竹浆、蔗渣浆；其中，浆粕α-纤维素含量≥90％，聚合度≥600。

作为优化：所述的步骤二中，所述的抗粘浴化处理中，抗粘剂包括气相硅溶胶、液相硅溶胶。

作为优化：所述的步骤二中，所述的抗粘工艺中，按照电池隔膜要求不再进行常规塑化剂处理。

作为优化：所述的步骤三中，所述的干部干燥温度在75-140℃之间。

一种根据所述的锌锰电池隔膜再生纤维素膜的制造方法制造的再生纤维素基膜，所述的再生纤维素基膜表面附着呈圆球状凸起的抗粘颗粒，所述抗粘颗粒占所述再生纤维素基膜的质量百分比为0.01-0.05％，所述再生纤维素基膜所含的水分占所述再生纤维素基膜的质量百分比为4-7％。

作为优化：所述的抗粘颗粒为改性阳离子二氧化硅，所述的抗粘剂颗粒的粒径为300-600nm

作为优化：所述的再生纤维素基膜的厚度为30-40um。

作为优化：所述的再生纤维素基膜耐高温达200℃。

作为优化：所述的再生纤维素膜电池隔膜纸的定量46-50g/m²,抗张强度≥60N/15mm,伸长率≥8％。

有益效果：本发明相对于现有的普通电池隔膜纸具有如下优点：

本发明由再生纤维素成分和用于保持膜柔韧性的水分及抗粘成分组成，质轻，可自然降解，具有理想的透明度和光泽度，耐高温、高亲液性和好的尺寸稳定性，它能减少初始电压的衰减，延长碱性电池的使用寿命。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别表明的工艺参数，可参照常规技术进行。

一种锌锰电池隔膜再生纤维素膜的制造方法，包括如下步骤：

步骤一、利用溶解浆粕和所需化学试剂制造粘胶纤维。粘胶纤维经过熟成、过滤、脱泡和纺丝已达到成型要求；所述的溶解浆粕包括木浆、草浆、棉浆、麻浆、竹浆、蔗渣浆；其中，浆粕α-纤维素含量≥90％，聚合度≥600。

步骤二、将配制好的多元醇溶液按照车速计算得出的流量注射在粘胶滤器前的管道中，流量为100-200mL/min，之后粘胶在1#槽酸浴发生凝固反应，再经过一系列化学和水洗处理后进入干燥工段前，经过抗粘浴化处理，达到抗粘要求，按照电池隔膜要求不再进行常规塑化剂处理；所述的抗粘浴化处理中，抗粘剂包括气相硅溶胶、液相硅溶胶。

步骤三、成型干部卷曲车速控制在35-50m/min，干燥过程中注意控制干部温度、车速及成品水分，所述的干部干燥温度在75-140℃之间；

步骤四、干部干燥温度经过成型干燥后，检测物理指标合格后，既得到再生纤维素膜电池隔膜纸。

本实施例中，所述的再生纤维素基膜表面附着呈圆球状凸起的抗粘颗粒，所述抗粘颗粒占所述再生纤维素基膜的质量百分比为0.01-0.05％，所述再生纤维素基膜所含的水分占所述再生纤维素基膜的质量百分比为4-7％。

所述的抗粘颗粒为改性阳离子二氧化硅，所述的抗粘剂颗粒的粒径为300-600nm所述的再生纤维素基膜的厚度为30-40um。所述的再生纤维素基膜耐高温达200℃。所述的再生纤维素膜电池隔膜纸的定量46-50g/m²,抗张强度≥60N/15mm,伸长率≥8％。

具体实施例：

(1)将一批浆粕投入碱化，碱化温度为50℃，碱化时间30min。压榨后，在老化鼓老化6h，老化总温为230℃。之后在30℃条件下黄化1h。然后20℃熟成，纺丝后制备成粘胶纤维备用。

(2)多元醇溶液注射流量为150ml/min。粘胶纤维在成型1#槽再生成膜，2-8#槽水浴温度控制为90℃。水洗水流量为2m³/h。在18#槽经过抗粘剂进行抗粘处理，抗粘剂浓度为1g/L。

(3)成型车速控制在45m/min，干燥初始温度为130℃，之后各区干燥温度递减，干燥结束温度为80℃。

以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。