阅读说明：本技术 改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法及电池中应用 (It is applied in modified cellulose hydrate-vinylon composite diaphragm Preparation Method made of paper and battery ) 是由 *** 张宁 关海波 景义军 于 2018-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法及电池中应用。本发明属于电化学技术领域。改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法,其制备过程：(1)用重量份数为4-6:1:9-11的乙醇、氢氧化钾和纯水配制成皂化液,加热到45～50℃,三醋酸纤维素皂化,用纯水洗至中性；(2)取重量份数为55-75份改性水化纤维素放入打浆机,经疏解、打浆,得到改性水化纤维素浆料；(3)取重量份数为25-45的维尼纶纤维,加水、搅拌、疏解至纤维完全分散；(4)改性水化纤维素浆料和维尼纶纤维浆料全部配浆,加水、分散剂,搅拌；混合浆料脱水成型、压榨、施胶、干燥、热压成型,再经卷纸、切割。本发明可得到激活时间1.5s、最长工作寿命大于3h的锌银贮备电池隔膜。(The present invention relates to apply in modified cellulose hydrate-vinylon composite diaphragm Preparation Method made of paper and battery.The invention belongs to electrochemical technology fields.Modified cellulose hydrate-vinylon composite diaphragm Preparation Method made of paper, its preparation process: (1) ethyl alcohol, potassium hydroxide and the pure water that are 4-6:1:9-11 with parts by weight are configured to saponification liquor, 45~50 DEG C are heated to, Triafol T saponification is washed till neutrality with pure water；(2) taking parts by weight is that 55-75 parts of modified cellulose hydrates are put into beater, is discongested, is beaten, and modified cellulose hydrate slurry is obtained；(3) taking parts by weight is the vinylon fiber of 25-45, adds water, stirs, discongests to fiber and be completely dispersed；(4) modified cellulose hydrate slurry and vinylon fiber slurry are all with slurry, add water, dispersing agent, stir；It is mixed slurry dehydration forming, squeezing, sizing, drying, hot-forming, then through roll paper, cutting.Activationary time 1.5s can be obtained in the present invention, maximum service life is greater than the zinc-silver reserve battery diaphragm of 3h.)

改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法及电池中应用

技术领域

本发明属于电化学技术领域，特别是涉及一种改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法及电池中应用。

背景技术

目前，由于锌银贮备电池具有比能量高，比功率大，可大电流放电，工作电压平稳，电压精度高，安全性好等独特的特点。世界各国将锌银电池广泛作为大功率装置中的供电直流电源。长寿命快速激活锌银贮备电池由气体发生器、贮液器、组合极板组、化学加热器、自加热器、激活及保温控制电路、焊线插座、电池组外壳等部件组成。使用时通过插座接通外接激活电源点燃气体发生器，使其产生足够的压力，在规定的时间内将分开存放的电解液注入组合极板组中，使其活化建立电动势，并通过焊线插座向外输出电压。

长寿命快速激活锌银贮备电池组属于化学加热型锌银贮备电池组，通常用在一次性的快速响应设备上，因此电池组的激活时间和激活后工作寿命是电池组的关键特性，直接关系着电池组能否满足用电设备的使用需求。

隔膜在电池中的作用是隔离正负电极、激活后吸附电解液、为参加电极反应的离子提供迁移通道。电解液在隔膜中的迅速浸润是电池快速激活的必要条件之一，因此隔膜的吸液速度快慢直接影响电池的激活时间；锌银贮备电池的电解液是氢氧化钾的水溶液，属于强碱，对隔膜有腐蚀作用，不同的隔膜在电解液中的腐蚀降解速度各异，隔膜受电解液腐蚀的后果是强度降低，进而导致电池短路失效；同时，氧化银在氢氧化钾的水溶液中有一定的溶解度，溶解在氢氧化钾溶液中的氧化银会透过隔膜的微孔向负极方向迁移，当迁移达到一定量时，会造成正负极短路，电池失效。因此隔膜的耐碱腐蚀能力和阻银迁移能力是影响电池工作寿命的主要因素。目前碱性电池采用的主隔膜分为两类，一类是耐碱腐蚀能力和阻银迁移能力较强的水化纤维素隔膜，这类隔膜是半透膜，孔径小(纳米级)，电解液浸润速度慢；另一类是耐碱腐蚀能力和阻银迁移能力较差纸类隔膜，这类隔膜孔径大(微米级)，电解液浸润速度快。

而目前锌银电池可选用的隔膜都不能同时具备快速吸液能力和强的耐碱腐蚀能力及阻银迁移能力，电池的激活性能与工作寿命性能是相关联的，快激活电池的工作寿命较短，反之，长寿命电池的激活时间相对较长。目前公知的锌银贮备电池隔膜只能满足激活时间均为1.5s、最长工作时间(湿寿命)3200s的电池设计。

随着应用市场的发展，该水平现状已经不能满足用电设备对的需求，存在需要进一步提高快激活锌银贮备电池组的工作寿命等技术问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法及电池中应用。

本发明锌银贮备电池隔膜，将改性水化纤维素—维尼纶复合纤维微孔隔膜纸作为锌银贮备电池的主隔膜。用改性水化纤维素—维尼纶复合纤维微孔隔膜纸包覆锌负极，用尼龙纱包覆氧化银正极。复合纤维微孔隔膜纸的主体成分为改性水化纤维素和维尼纶纤维。

本发明的目的之一是提供一种具有本发明的目的是提供一种具有工艺简单、操作方便，可得到激活时间1.5s、最长工作寿命大于3h的锌银贮备电池隔膜等特点的改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法。

本发明具有改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法所采取的技术方案是：

一种改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法，其特点是：改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备过程：

(1)用重量份数为4-6:1:9-11的乙醇、氢氧化钾和纯水配制成皂化液，将皂化液加热到45～50℃，将三醋酸纤维素放入皂化液中进行皂化，皂化时间为20～30min,皂化后的水化纤维素用纯水洗至中性，得到改性水化纤维素；

(2)取重量份数为55-75份改性水化纤维素放入打浆机，纤维在水中浓度1－3％，经疏解、打浆，得到改性水化纤维素浆料；

(3)取重量份数为25-45的维尼纶纤维，加水、搅拌、疏解至纤维完全分散，纤维在水中的浓度为0.8－1.2％；

(4)改性水化纤维素浆料和维尼纶纤维浆料全部配浆，加水至质量百分比浓度为0.5％-0.7％，加入质量浓度为0.1％-1％的分散剂，搅拌均匀即得混合浆料；混合浆料在网部脱水成型、压榨、施胶、干燥、热压成型，再经卷纸、切割得到改性水化纤维素—维尼纶复合纤维微孔隔膜纸。

本发明具有改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法还可以采用如下技术方案：

所述的具有缓改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法，其特点是：改性水化纤维素放入打浆机后，先疏解25～30min，后打浆60－100min，纤维分散无浆点时停止打浆得到改性水化纤维素浆料。

所述的具有缓改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法，其特点是：维尼纶纤维的纤维长度为2mm-6mm，纤度为0.4-0.6detx；三醋酸纤维素聚合度为400～500。

所述的具有缓改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法，其特点是：分散剂为羧甲基纤维素或聚丙烯酰胺。

所述的具有缓改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法，其特点是：施胶用的施胶剂由质量浓度为2.0％～3.0％聚乙烯醇和浓度为1.0％～2.0％淀粉按等重量比配制而成；热压成型温度为170-200℃，时间为10-15min。

所述的具有缓改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法，其特点是：改性水化纤维素—维尼纶复合纤维微孔隔膜纸的定量为55-65g/m²。

本发明的目的之二是提供一种改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸在电池中应用，缓改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸作为激活时间1.5s、最长工作寿命大于3h的锌银贮备电池隔膜。

本发明改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸在电池中应用所采取的技术方案是：

一种改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸在电池中应用，其特点是：改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸作为锌银贮备电池的主隔膜，用改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸包覆锌负极，用尼龙纱包覆氧化银正极。

本发明具有的优点和积极效果是：

改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法及电池中应用由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明锌银贮备电池隔膜，克服了现有技术的不足，能提供激活时间1.5s、最长工作寿命大于3h的锌银贮备电池隔膜。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：

实施例1

一种改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法，其制备过程：

(1)用重量份数为5:1:10的乙醇、氢氧化钾和纯水配制成皂化液，将皂化液加热到50℃，将聚合度为400～500的三醋酸纤维素放入皂化液中进行皂化，皂化时间为30min,皂化后的水化纤维素用纯水洗至中性，得到改性水化纤维素。

(2)取重量份数为60份上述水化纤维素放入已贮有水的打浆机中，纤维在水中的浓度为2％，先疏30min,然后下轻刀打浆60min以上，待纤维完全分散无浆点时停止，得到改性水化纤维素浆料。

(3)取重量份数为30的维尼纶纤维，放入带搅拌器的分散桶内，加水，充分搅拌、疏解至纤维完全分散，纤维在水中的浓度为1％。

(4)将改性水化纤维素浆料、维尼纶纤维浆料全部放入配浆池中，再加水配至质量百分比浓度为0.6％，按100Kg稀释后的混合浆料加1.5mL分散剂比例加入羧甲基纤维素，搅拌均匀即得混合浆料。将稀释后的混合浆料在网部脱水成型、压榨、施胶、干燥、热压成型，再经后续的卷纸、切割后得到改性水化纤维素—维尼纶复合纤维微孔隔膜纸。

改性水化纤维素—维尼纶纸膜参数：厚度：0.12mm；定量：70g/m²。

尼龙纱技术参数：厚度：0.10mm；目数：40目。

实施例2

实施例1制备的改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸在锌银贮备电池中的应用，改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸作为锌银贮备电池的主隔膜，用改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸包覆锌负极，用尼龙纱包覆氧化银正极。具体实施过程：

用一层上述改性水化纤维素—维尼纶纸膜包锌负极，1层上述尼龙纱包氧化银正极，可以满足激活时间1.5s、工作寿命大于3h的锌银贮备电池设计对隔膜的要求。

实施例3

一种改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸制备方法，其制备过程同实施例1。

改性水化纤维素—维尼纶纸膜参数：厚度：0.08～0.09mm；定量：50g/m²～55g/m²。

尼龙纱技术参数：厚度：0.10mm；目数：40目。

实施例4

实施例3制备的改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸在锌银贮备电池中的应用，改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸作为锌银贮备电池的主隔膜，用改性水化纤维素—维尼纶复合隔膜纸包覆锌负极，用尼龙纱包覆氧化银正极。具体实施过程：

用一层上述改性水化纤维素—维尼纶纸膜包锌负极，1层上述尼龙纱包氧化银正极，可以满足激活时间1.5s、工作寿命大于1.5h的锌银贮备电池设计对隔膜的要求。

本实施例的锌银贮备电池隔膜，克服了现有技术的不足，具有能提供激活时间1.5s、最长工作寿命大于3h的锌银贮备电池隔膜等积极效果。