[发明专利]电池隔膜用聚乙烯－乙烯醇非织造布的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池用聚乙烯-乙烯醇非织造布的制备方法技术领域。

背景技术

电池隔膜被喻为电池的“第三极”，是镉2镍、氢2镍电池的重要组成部分之一，起着隔离阴阳极不使电池发生短路，吸收电解液，让导电离子能够顺利通过，以及让气体透过隔膜等作用。其质量的好坏直接影响到电池的充放电性能、高低温性能、荷电的贮存及使用寿命等等，因此要求电池隔膜材料必须具有优良的耐酸碱性和低电阻性。通常电池隔膜多选择合成纤维如：聚酰胺纤维、聚乙醇纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚烯烃纤维等，其中聚烯烃纤维以其良好的耐磨性、弹性，优异的耐酸碱、耐氧化性、耐高温性及重量轻为首选材料。但聚烯烃纤维的亲水性极差，必须对其进行改性处理，才可满足电池隔膜的要求。

当前存在的最大难点是，锂离子蓄电池所用隔离膜，未能有实质性的突破。我国生产锂离子电池的各厂家，均依赖于国外进口，其售价甚而占了生产成本的20％以上！其实，锂离子电池所用隔离膜并不是什么贵重材料，只是我国迄今在规模化生产方面的技术仍未过关！如果这一技术难点得以解决，我国锂离子蓄电池的生产成本，还能大幅度下降。

碱性二次电池由于具有充放电次数多、寿命长、可快速充放电、高倍率放电和耐过充等优良性能越来越被人们所重视。但我国国产碱性二次电池与进口电池如松下、东芝等始终存在很大差距，其中电池隔膜的质量问题是重要原因之一。改进隔膜性能是提高电池循环寿命最直接的手段。

电池隔膜作为电池中不可缺少的一部分，其主要起着防止电池内部由于电极的枝晶生长，相互搭接而产生的电池短路和容许相关离子自由通过的作用。目前，最常用的碱性电池隔膜为聚丙烯非织造布膜，由于其表面无极性，亲水性不好，进而导致较低的电解液吸附能力。采用传统的熔喷工艺制得的非织造布纤维直径较粗，孔径较大，且分布不均匀，影响电解溶液中非织造布对电极晶状体的阻隔，加大了电池内部的短路现象的几率，从而降低电池的使用寿命。

高压静电纺丝技术制备的非织造布是一种具有纳米微孔的多孔材料，它具有高的比表面积和表面能，从而在物理、化学性质方面表现出特异性，具有多种潜在用途。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种对聚烯-乙烯醇电池隔膜的制备技术，提供一种新的电池隔膜。

乙烯-乙烯醇共聚物由乙烯与醋酸乙烯酯共聚、醇解制得的，是一种集聚乙烯的加工性和聚乙烯醇的隔气性、亲水性于一体的半结晶型嵌段共聚物。本文从EVOH出发，以异丙醇与水为溶剂，采用高压静电纺丝技术制备超细纤维非织造布，通过掺杂无机纳米粒子及后交联等方法对其进行改性，并对非织造布隔膜的性能进行了研究。

为达上述目的，本发明采取的具体技术方案如下：

电池隔膜用聚乙烯-乙烯醇非织造布的制备方法，其步骤是：

首先分别称取聚乙烯-乙烯醇、异丙醇与蒸馏水加入容器中，水浴加热回流，搅拌至溶解，然后取下其中两个容器，其中溶液分别记为S1、S2；

向另一个容器中加入TiO2，搅拌使TiO2分散，其中混合溶液记为S3；

其次将上述21、S2、S3溶液分别进行电纺，在收集轮上得到一定厚度的非织造布膜，分别记为S1、S2、S3；

最后将非织造布S2浸入到由戊二醛、蒸馏水及HCl配成的交联液中，在烘箱内恒温适当时间后取出，洗净晾干。

上述电池隔膜用聚乙烯-乙烯醇非织造布的制备方法，所用的聚乙烯-乙烯醇优选的是含有68％～71％的乙烯醇重复单元的聚合物。

上述电池隔膜用聚乙烯-乙烯醇非织造布的制备方法，第一步水浴加热回流的温度为80～100℃。

上述电池隔膜用聚乙烯-乙烯醇非织造布的制备方法，最后在烘箱内干燥的温度设定在50～80℃，最优秀为60～70℃。

本发明的有益效果：

本发明利用聚乙烯-乙烯醇来制造非织造布电池隔膜，隔膜经TiO2掺杂后，其纤维表面的分子能和溶液发生作用时，薄膜表现出很强的吸碱性，吸碱率可达到95％；隔膜的尺寸稳定性随着纤维间交联点的增多而增强，经戊二醛交联后的隔膜的尺寸较稳定。

具体实施方式

实施例1

一、实验原料与试剂

聚乙烯-乙烯醇，含有68％～71％的乙烯醇重复单元：日本合成化学工业公司；

异丙醇：分析纯，天津市博迪化工有限公司；

戊二醛：分析纯，天津大茂化学试剂厂；

盐酸：分析纯，天津耀华化工厂；

TiO：KN2COOR 25铝处理，安徽科纳新材料有限公司；