專利名稱：一種膠體電池隔板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膠體電池隔板的制造方法。
技術(shù)背景
制作膠體電池要求隔板耐氧化性能好，孔率高，親膠性好，孔徑小，能夠形成筋條， 總厚度在3mm以上，以存儲(chǔ)膠體電解質(zhì)，并且能夠耐熱變形。傳統(tǒng)的電池隔板PP隔板和PE 隔板及橡膠隔板因?yàn)椴牧系牟煌?，其耐氧化性不及PVC隔板，而AGM隔板采用打漿制造成型 方法，難以形成儲(chǔ)存膠體電解液的筋條。傳統(tǒng)的PVC隔板為純PVC粉末燒結(jié)而成，不具有親 膠性，并且厚度難以達(dá)到要求。目前有一種含Si02的微孔PVC隔板制作方法，這種方法使 用二甲基甲酰胺作為粘接劑，鹽類物質(zhì)作為成孔劑，增塑劑作為增韌方法，通過將各組分混 合均勻后，壓制成片，然后用水或硫酸溶解鹽類和二甲基甲酰胺以造成孔結(jié)構(gòu)，這種方法造 成的孔結(jié)構(gòu)難以將二氧化硅和塑膠進(jìn)行分離，而且增塑劑在酸性條件下容易析出。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種膠體電池隔板的制造方法，能制造出具有 特殊孔隙結(jié)構(gòu)的膠體電池隔板，具有較好的親膠性能，能防震，防酸分層。為此，本發(fā)明采用 以下技術(shù)方案它以耐氧化、耐酸、耐堿的熱塑性高分子材料作為基材，所述熱塑性高分子材料為PVC 樹脂、氯丙樹脂中的一種，在高分子材料基材中加有增韌劑和穩(wěn)定劑；使用有機(jī)溶劑溶解上 述高分子材料并進(jìn)行溶脹；在溶脹后的塑膠中加入填料，所述填料為沉淀二氧化硅粉末或 三氧化二鋁粉末中的一種或混配物，并且加入炭黑；使用親水劑濕潤填料及助劑，與溶脹的 塑膠材料混合得到混合料；將混合料通過擠出成型而成制成片材，擠出成型的加熱溫度為60°c 80°C之間； 將片材在萃取槽中，萃取出溶劑，形成開孔結(jié)構(gòu)，其中的萃取試劑為鹽類水溶液，然后 抽氣烘干。
在采用上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案 其質(zhì)量配比如下高分子材料基材100份， 增韌劑25 40份， 穩(wěn)定劑1 3份， 有機(jī)溶劑200 240份，填料的質(zhì)量是高分子材料基材質(zhì)量的的100% 150%;以填料的用量為100份，炭黑的用量為0. 2 0. 5份，親水劑的用量為300 400份。
高分子材料基材的聚合度為1200 1650，填料基材的目數(shù)要求在5000目 8000目。
增韌劑選為CPE ；親水劑為去離子水；穩(wěn)定劑為硬脂酸鉛、硬脂酸鋅、脂酸鈣的其中一種或混合物；溶劑為環(huán)己酮、丁酮、四氫呋喃其中的一種或混配物。
溶液中的鹽為硫酸鈉；水溶液的溫度為20°C 60°C ；所述抽氣烘干在干燥箱中進(jìn) 行，溫度為50°C 90°C。
本發(fā)明使用熱塑性高分子作為基材進(jìn)行造孔，可以提高隔板在充放電過程中的耐 氧化性能；本發(fā)明在熱塑性高分子材料中加入一定的填料，使其具有親膠性能和親水性 能。本發(fā)明使用溶劑溶脹高分子材料后再與濕填料混合，使隔板具有塑膠網(wǎng)絡(luò)互穿結(jié)構(gòu)，具 有高達(dá)70%的孔隙率。為了提高材料的柔韌性，本發(fā)明使用增韌劑進(jìn)行改性，其中，CPE特 別適用于改性軟質(zhì)PVC、氯丙樹脂的高分子材料。本發(fā)明在干混料中加入一定的親水劑，使 其具有親水性能。同時(shí)，本發(fā)明還加入穩(wěn)定劑和炭黑以防止高分子材料老化分解。由于采 用該材料組成，因此，在隔板制造時(shí)可以不使用增塑劑，增塑劑在隔板浸泡于酸充放電過程 中，會(huì)大量析出，影響電池的充放電性能。
本發(fā)明的隔板成型方法采用擠出混煉成型工藝。即將混合料用螺桿擠出成泥狀可 塑片材。片材再經(jīng)過帶螺紋的壓延輥，使片材生成一定形狀的筋條，擠出機(jī)的加熱溫度為 60°C 80°C之間。然后浸入凝膠浴中，將隔板中溶劑提取。然后送入干燥箱，進(jìn)行抽氣烘干 片材的剩余溶劑和水分。最后將片材裁切成所需規(guī)格的隔板成品。
由于采用本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明所制備的膠體電池隔板具有以下優(yōu)點(diǎn)1)、本發(fā)明方法在制造隔板時(shí)能形成與Si02有間隙的塑膠半交聯(lián)互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使隔 板具有很高的孔率及優(yōu)良的耐沖擊強(qiáng)度。
2)、本發(fā)明方法是將塑膠先進(jìn)行溶脹，然后在與含水的二氧化硅進(jìn)行混合，有利于 造就半交聯(lián)互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
3)、本發(fā)明方法所使用去離子水作為親水劑，能夠使隔板具有很好的吸水性。
4)、本發(fā)明方法使用低溫鹽類水溶液Na2SO4作為萃取劑，對(duì)于難溶于水的環(huán)己酮， 具有很好的萃取效果，并且在膠體電池中，Na2SO4有利于膠體的形成。
5)、本發(fā)明方法使用聚合度在1200 1650的PVC樹脂或氯丙樹脂，它具有很長的 大分子結(jié)構(gòu)，能夠賦予隔板很好的拉扯強(qiáng)度。
6)、本發(fā)明方法使用增韌劑對(duì)材料進(jìn)行增韌，增韌劑具有永久的增韌效果，在酸性 環(huán)境中不析出。并且增韌劑能夠很好的防止材料熱收縮，從而避免孔結(jié)構(gòu)受到溫度變化帶 來的破壞。
7)、本發(fā)明方法采用的溶劑環(huán)己酮，是易揮發(fā)性有機(jī)物。為總重量的20%_30%，采用 此范圍內(nèi)的溶劑質(zhì)量，有利于高分子材料溶脹。并且可以彌補(bǔ)溶劑在混料過程中揮發(fā)的損失。
8)、填料為目數(shù)在5000目 8000目的沉淀二氧化硅，此范圍內(nèi)的沉淀二氧化硅具 有比較適合的比表面積，并且有利于形成通孔結(jié)構(gòu)。


圖1為利用本發(fā)明所述方法制造的隔板的微孔結(jié)構(gòu)電鏡圖。
圖2為背景技術(shù)中所述的含Si02的微孔PVC隔板制作方法制造的隔板微孔結(jié)構(gòu) 電鏡圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1隔板材料的配方為 A組分PVC (聚合度1500) :100份，CPE :35份，硬脂酸鉛2份環(huán)己酮:210 B組分沉淀二氧化硅(5000目)120份，去離子水360份，，炭黑0. 2份。
使用環(huán)己酮溶解PVC和CPE及硬脂酸鉛得到A組分，經(jīng)溶脹后，與B組分混合，得 混合料；將混合料通過擠出成型而成制成片材，擠出成型的加熱溫度為60°C 80°C之間； 將片材經(jīng)過壓花后送入萃取槽中，萃取出溶劑，形成開孔結(jié)構(gòu)，其中的萃取試劑為含鹽 類的水溶液，然后抽氣烘干。所述鹽為硫酸鈉；水溶液的溫度為10°C 30°C;所述抽氣烘干 在烘道中進(jìn)行，溫度為50°C 90°C。所制得的隔板指標(biāo)如表1。
實(shí)施例2本實(shí)施例的隔板制備步驟和實(shí)施例1相同，只是配方有所區(qū)別，所制得的隔板指標(biāo)如 表1。
本實(shí)施例的配方如下 A組分氯丙樹脂(聚合度1500) 100份，CPE 28份，硬脂酸鉛2份環(huán)己酮220 B組分沉淀二氧化硅(5000目):130份，去離子水:380份，，炭黑:0. 2份。
使用環(huán)己酮溶解氯丙樹脂和CPE及硬脂酸鉛得到A組分，經(jīng)溶脹后，與B組分混 合，得混合料；總結(jié)實(shí)施例1和2所制備的隔板和現(xiàn)有技術(shù)所制造的隔板的性能對(duì)比如表1。在表1中， 現(xiàn)有技術(shù)1為背景技術(shù)中所述的PVC粉末燒結(jié)制備法，現(xiàn)有技術(shù)2為背景技術(shù)中所述的含 Si02的微孔PVC隔板制作方法制造的隔板
權(quán)利要求
1.一種膠體電池隔板的制造方法，其特征在于它以耐氧化、耐酸、耐堿的熱塑性高分子 材料作為基材，所述熱塑性高分子材料為PVC樹脂、氯丙樹脂中的一種，在高分子材料基材 中加有增韌劑和穩(wěn)定劑；使用有機(jī)溶劑溶解上述高分子材料并進(jìn)行溶脹；在溶脹后的塑膠 中加入填料，所述填料為沉淀二氧化硅粉末或三氧化二鋁粉末中的一種或混配物，并且加 入炭黑；使用親水劑濕潤填料及助劑，與溶脹的塑膠材料混合得到混合料；將混合料通過擠出成型而成制成片材，擠出成型的加熱溫度為60°c 80°C之間； 將片材進(jìn)行壓延制作出筋條；然后在萃取槽中，萃取出溶劑，形成開孔結(jié)構(gòu)，其中的萃取試劑為鹽類水溶液，然后抽"Ijjysο
2.如權(quán)利要求1所述的一種膠體電池隔板的制造方法，其特征在于其質(zhì)量配比如下 高分子材料基材100份，增韌劑25 40份， 穩(wěn)定劑1 3份， 有機(jī)溶劑200 240份，填料的質(zhì)量是高分子材料基材質(zhì)量的的100% 150%;以填料的用量為100份，炭黑的用量為0. 2 0. 5份，親水劑的用量為300 400份。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種膠體電池隔板的制造方法，其特征在于高分子材料基 材的聚合度為1200 1650，填料基材的目數(shù)要求在5000目 8000目。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種膠體電池隔板的制造方法，其特征在于增韌劑選為 CPE ；親水劑為去離子水；穩(wěn)定劑為硬脂酸鉛、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣的其中一種或混合物；溶 劑為環(huán)己酮、丁酮、四氫呋喃的一種及混配物。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種膠體電池隔板的制造方法，其特征在于所述溶液中 的鹽為硫酸鈉；溶液的溫度為20°C 60°C ；所述抽氣烘干在干燥箱中進(jìn)行，溫度為50°C 90 "C。
6.如權(quán)利要求1所述的一種膠體電池隔板的制造方法，其特征在于所述擠出成型的過 程為將混合料用螺桿擠出成泥狀可塑片材，片材再經(jīng)過帶螺紋的壓延輥，使片材表面生成 筋條。
全文摘要
本發(fā)明提供一種膠體電池隔板的制造方法，它以耐氧化、耐酸、耐堿的熱塑性高分子材料作為基材，在高分子材料基材中加有增韌劑和穩(wěn)定劑；使用有機(jī)溶劑溶解上述高分子材料并進(jìn)行溶脹；在溶脹后的塑膠中加入填料，填料為沉淀二氧化硅粉末或三氧化二鋁粉末中的一種或混配物，并且加入炭黑；使用親水劑濕潤填料及助劑，與溶脹的塑膠材料混合得到混合料。本發(fā)明方法在制造隔板時(shí)能形成與SiO2有間隙的塑膠半交聯(lián)互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使隔板具有很高的孔率及優(yōu)良的耐沖擊強(qiáng)度。
文檔編號(hào)H01M2/16GK102044649SQ20101059079
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者劉桃松, 向文敏, 方杰, 王德力, 陳建 申請(qǐng)人:杭州南都電池有限公司, 杭州南都能源科技有限公司, 浙江南都電源動(dòng)力股份有限公司