[发明专利]多层电池隔板和其制作方法

说明书

描述了一种适用作电池隔板的纤维性结构。所述纤维性结构可包括多个板层或层。每个板层或层用于提供屏障功能和吸收功能，使得所述多层纤维性结构适用作电池隔板，例如碱性电池隔板。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年5月11日提交的美国临时申请第62/504,901号和2017年11月7日提交的美国临时申请第62/582,721号的权益，所述美国临时申请通过全文引用的方式并入本文。

技术领域

本公开总体涉及包括至少一个板层或层的纤维性结构。更具体地，本公开总体涉及可用于各种应用中(例如用作电池隔板)的多层纤维性结构。

背景技术

碱性电池通常在其阳极和阴极之间包括非常薄的多功能隔板。隔板允许氢氧根(OH^-)离子在阳极和阴极隔室之间自由地通过，从而可发生产生电池的电流的化学反应，同时可在阳极和阴极之间维持物理分离。

电池隔板通常被配置为两层结构，其中一个层是吸收层，并且另一个层是阻挡层。吸收层提供所需的电解质吸收性，这是高能量容量所必需的。阻挡层用于防止在阳极和阴极之间的枝状生长，所述枝状生长可导致随后的电芯短路。通常还要求电池隔板是耐碱性的，并且在使用中不易于超过约2％的化学收缩率，以防止电池短路。

考虑到这些各种要求，持续需要提供增强功能的电池隔板，从而改善电池性能。

发明内容

在一个方面，本公开涉及多层纤维性结构，所述多层纤维性结构包括多个板层，例如至少两个板层，其中每个板层包括第一类型的纤维，以及任选的第二类型的纤维和强度添加剂中的至少一种。

在另一方面，本公开涉及多层纤维性结构，所述多层纤维性结构包括多个板层，例如至少两个板层，其中每个板层用于提供屏障功能和吸收功能，使得多层纤维性结构适合用作电池隔板，例如碱性电池隔板。

在另一方面，本公开涉及制作多层纤维性结构的方法，所述多层纤维性结构包括多个板层，例如至少两个板层，其中多层纤维性结构的至少两个板层包括多种类型的纤维(例如，第一类型的纤维和第二类型的纤维)，和任选的强度添加剂。所述方法包括形成配料的第一层，和将配料的第二层施加在配料的第一层上方(即，之上)，其中配料包括多种类型的纤维和任选的强度添加剂。通过以这种方式将配料分层，所得的多层纤维性结构基本上没有缺陷，如针孔。

在以上方面中的每个中，并且在由此预期的其它方面中，第一类型的纤维可以是纳米原纤化纤维，如纳米原纤化合成纤维素纤维或纳米原纤化丝光棉纤维。第二类型的纤维可以是聚合纤维，如耐碱性纤维，例如聚乙烯醇。强度添加剂可以是带电强度添加剂，如阳离子淀粉。各种组分的相对量可根据需要变化以实现期望的性质平衡。

尽管可主要结合将多层纤维性结构用作电池隔板(例如碱性电池隔板)来讨论本公开的各个方面，但是多层纤维性结构可用于无数其它应用中。举例来说，本文所述和由此预期的多层纤维性结构可用于其它技术，如用于其它能量存储装置(比如锂离子电池、太阳能电池和超级电容器)的隔板。

附图说明

图1示意性地描绘根据本公开的一个方面的实例性多层纤维性结构的横截面视图；和

图2示意性地描绘根据本公开的另一方面的制作图1的多层纤维性结构的实例性方法。

通过下面的详细描述以及附图，实施例的各种特征、方面和优点将变得更加显而易见，其中在整个附图和文本中，相似的数字表示相似的组件。所描述的各种特征不一定按比例绘制，而是被绘制为强调与一些实施例有关的具体特征。

具体实施方式

简要地描述，本公开涉及纤维性结构，例如包括多个板层(例如，至少两个板层)的多层纤维性结构。每个板层包括形成为薄、柔性、多孔的片材状结构的多根纤维。