具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋅銀電池隔膜制備領(lǐng)域，特別是一種具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜及其制備方法。復(fù)合隔膜由耐鋅銀多孔纖維膜吸液層和附著于其表面的功能層組成，多孔纖維膜層保證隔膜的耐鋅銀和吸液性，功能層賦予隔膜高的阻銀性、一定的耐氧化性和耐堿腐蝕性，功能層中的無機(jī)粒子具有調(diào)控隔膜孔徑尺寸的作用。將無機(jī)粒子與粘合劑以及添加劑等混合獲得涂膜漿料，在薄的多孔纖維膜表面制備涂層，經(jīng)干燥等工藝獲得功能層；再將功能層與多孔纖維層粘合即獲得一次鋅銀電池隔膜。本發(fā)明將吸液層和功能層有機(jī)組合，代替?zhèn)鹘y(tǒng)電池中主隔膜和輔助隔膜，提高了電池裝配效率，具有制膜工藝簡單、成本低，隔膜綜合性能優(yōu)越等特點(diǎn)，易大規(guī)模大尺寸生產(chǎn)。
【專利說明】具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋅銀電池隔膜制備領(lǐng)域，特別是一種具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋅銀電池的發(fā)展至今已有50多年的歷史，由于其具有其他種類電池?zé)o可比擬的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在導(dǎo)彈、火箭、魚雷上、衛(wèi)星等軍事設(shè)備上，為動(dòng)力、儀表、舵機(jī)、計(jì)算機(jī)、控制、遙測、安全等系統(tǒng)提供電力，在民用方面，電視攝像、新聞攝影、步話機(jī)、便攜式通訊機(jī)等也廣泛使用，鈕扣式鋅銀一次電池可應(yīng)用于電子手表、助聽器和心臟起搏器等。
[0003]鋅銀單體電池由極板組、單體殼、單體蓋、極柱、氣塞等幾部組成，極板組包括正極板、負(fù)極板和隔膜三部分，整個(gè)電池的性能由上述三種材料決定。隔膜具有隔離正、負(fù)極，提供離子擴(kuò)散通道的作用，對(duì)于一次鋅銀電池，隔膜的性能直接影響電池的激活速度和濕態(tài)壽命。
[0004]以纖維素、改性纖維素、改性聚乙烯醇等材料為主體的隔膜具有良好的阻銀性能、低電阻和較高強(qiáng)度，是目前鋅銀一次、二次電池隔膜廣泛應(yīng)用的材料。但是，對(duì)于一次電池隔膜，上述材料的吸液性不足，裝配電池時(shí)還需要加裝輔助隔膜來幫助主隔膜吸收電解液完成電池快速激活的要求，為電池裝配帶來麻煩，且由于主隔膜為致密膜，只有充分吸收電解液溶脹后才能較好地傳遞離子，造成電池內(nèi)阻較大，影響一次電池的放電性能。為了解決電池隔膜的上述問題，同時(shí)提高一次電池隔膜的吸液性和濕態(tài)壽命，研究者進(jìn)行了大量的探索。有的研究者不使用主隔膜，只使用皺紋紙作為隔膜來裝配電池，雖然吸液性可以達(dá)到要求，但是電池的濕態(tài)壽命卻難以保證。而將主隔膜和輔助隔膜有機(jī)地整合成一體是一個(gè)有效的方法，這種隔膜為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，包括吸液層和功能層，吸液層發(fā)揮原有輔助隔膜的吸液作用，功能層發(fā)揮原有主隔膜的阻銀等隔膜作用。同時(shí)，功能層包括無機(jī)粒子，既可以阻止銀遷移，又可以限制枝晶生長，滿足鋅銀一次電池要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜及其制備方法，此隔膜包括有吸液層和功能層，用此方法制備的電池隔膜具有電解液吸液速度快、耐堿腐蝕、耐氧化性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能顯著改善鋅銀一次電池的充放電性能和使用壽命，滿足高性能鋅銀一次電池對(duì)隔膜的嚴(yán)格要求。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]—種具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜，復(fù)合隔膜由耐鋅銀多孔纖維吸液層和附著于其表面的功能層組成，功能層包括多孔底膜和無機(jī)涂層，由含有無機(jī)粒子的涂膜漿料經(jīng)過涂膜工藝、干燥后，在多孔底膜上形成無機(jī)涂層，獲得功能層，通過粘合工藝將吸液層和功能層組合；
[0008]所述的多孔纖維吸液層或多孔底膜為吸液性、耐氧化性和耐鋅銀較高的無紡布或紙類材料，所述的無機(jī)粒子為耐氧化性、耐鋅銀高的陶瓷類材料。
[0009]所述的具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜，無紡布為纖維素?zé)o紡布、醋酸纖維素?zé)o紡布、聚乙烯醇無紡布、親水處理的聚烯烴無紡布或聚酯無紡布，紙類材料為具有高吸液性的多孔紙結(jié)構(gòu)材料:皺紋紙、多孔棉紙或陶瓷纖維紙。
[0010]所述的具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜，含有無機(jī)粒子的涂膜漿料由以下質(zhì)量份的原料組成:500~10000質(zhì)量份溶劑、10~300質(zhì)量份粘合劑、15~2400質(zhì)量份無機(jī)粒子、20~300質(zhì)量份添加劑；其中，
[0011]溶劑為甲苯、丙酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷的一種或兩種以上任意比例混合物；
[0012]粘合劑為聚乙烯醇、醋酸 纖維素、甲基羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、甲基羥丙基纖維素、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲脂溶液或丁苯橡膠乳液、具有粘性的有機(jī)高分子材料中的一種或兩種以上任意比例混合物；
[0013]無機(jī)粒子為微孔、中孔或大孔類沸石粒子、三氧化二鋁、二氧化硅、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂中的一種或兩種以上任意比例混合物，無機(jī)粒子為粉末狀，粒徑分布均勻，范圍為 0.02 μ m ~10.0 μ m ;
[0014]添加劑為水、甲醇、乙醇、異丙醇、環(huán)己烷、四氫呋喃的一種或兩種以上任意比例混合物。
[0015]所述的涂膜衆(zhòng)料的固含量為5wt%~ 60wt%,其中無機(jī)粒子、粘合劑的質(zhì)量比10:1 ~1:8。
[0016]所述的粘合工藝為將兩層材料粘合成一體的工藝，包括:熱輥壓粘合或施膠粘合。
[0017]所述的耐鋅銀多孔纖維吸液層厚度為20 μ m~500 μ m，孔隙率為30%~95%，平均孔徑為0.1 μ m~1000 μ m。
[0018]所述的多孔底膜厚度為5μπι~100μπι，孔隙率為20 %~90 %，平均孔徑為
0.02 μ m ~50 μ m。
[0019]所述的具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜的制備方法，包括無機(jī)粒子改性、制備涂I吳衆(zhòng)料、制備功能層、粘合功能層和吸液層；其中，
[0020]所述的無機(jī)粒子改性為經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基硅燒、氣基硅烷、甲基丙稀酸氧基硅烷、3-氣丙基二乙氧基硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷的一種或兩種以上任意比例混合物；
[0021]所述的制備涂膜漿料，將溶劑、粘合劑、無機(jī)粒子和添加劑混合，漿料的混合方式采用機(jī)械攪拌、球磨攪拌和超聲處理方式中的一種或兩種以上配合；
[0022]所述的制備功能層工藝采用噴膜法、刮膜法、流延法、輥涂法中的一種或兩種以上共用，在多孔底膜表面涂覆無機(jī)涂層。
[0023]所述的制備功能層還包括親水處理工藝，采用5wt%~50wt%的堿液于25°C~90°C處理功能層0.5h~10h。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是:
[0025]1、基于傳統(tǒng)鋅銀一次電池隔膜的缺陷，本發(fā)明提出以下想法:將傳統(tǒng)主隔膜和輔助隔膜有機(jī)整合成一體，由多孔吸液纖維層和微孔功能層組成新型隔膜，充分利用紙類、纖維類材料的吸液性保持隔膜高的吸液速度。同時(shí)，利用微孔功能層調(diào)控整個(gè)復(fù)合膜的阻銀性，獲得吸液性能、機(jī)械性能和電學(xué)性能俱佳的復(fù)合隔膜，該方法能夠綜合提高鋅銀電池的激活速度和濕擱置壽命。
[0026]2、使用本發(fā)明工藝制備的鋅銀一次電池隔膜具有生產(chǎn)工藝簡單、成本低廉、綜合性能優(yōu)異等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0027]總之，本發(fā)明復(fù)合隔膜包括多孔吸液層和粘附于其表面的功能層。吸液層保證復(fù)合隔膜具有原有輔助隔膜的吸液速度，功能層賦予復(fù)合隔膜強(qiáng)的耐氧化性和耐堿腐蝕性。同時(shí)，功能層中的無機(jī)粒子還具有調(diào)控復(fù)合隔膜孔徑尺寸的作用。將無機(jī)粒子與粘合劑以及添加劑等混合獲得涂膜漿料，涂覆于多孔底膜表面，經(jīng)干燥等工藝獲得功能層，再將此功能層與具有纖維或紙類結(jié)構(gòu)的吸液層粘合獲得新型隔膜。本發(fā)明將傳統(tǒng)主隔膜和輔助隔膜有機(jī)復(fù)合，使一種膜綜合了兩種隔膜的優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)鋅銀一次電池隔膜的缺點(diǎn)，具有制膜工藝簡單、成本低，隔膜綜合性能優(yōu)越等特點(diǎn)，易大規(guī)模大尺寸生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本 發(fā)明具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜，復(fù)合隔膜由耐鋅銀多孔纖維吸液層和附著于其表面的功能層組成，功能層包括多孔底膜和無機(jī)涂層，由含有無機(jī)粒子的涂膜漿料經(jīng)過涂膜工藝、干燥后，在多孔底膜上形成無機(jī)涂層，獲得功能層，通過粘合工藝將吸液層和功能層組合；所述的多孔纖維吸液層或多孔底膜為吸液性、耐氧化性和耐鋅銀較高的無紡布或紙類材料，所述的無機(jī)粒子為耐氧化性、耐鋅銀高的陶瓷類材料。
[0029]所述的多孔纖維吸液層或多孔底膜的材料包括:纖維素?zé)o紡布、醋酸纖維素?zé)o紡布、聚乙烯醇無紡布、親水處理的聚烯烴、聚酯等無紡布，以及皺紋紙、多孔棉紙、陶瓷纖維紙等具有高吸液性的多孔紙結(jié)構(gòu)材料。
[0030]所述的含有無機(jī)粒子的涂膜楽:料由以下質(zhì)量份的原料組成:500~10000質(zhì)量份溶劑、10~300質(zhì)量份粘合劑、15~2400質(zhì)量份無機(jī)粒子、20~300質(zhì)量份添加劑。所述的涂膜漿料的溶劑為甲苯、丙酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷的一種或兩種以上任意比例混合物；所述的涂膜漿料的粘合劑為聚乙烯醇、醋酸纖維素、甲基羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、甲基羥丙基纖維素、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲脂溶液或丁苯橡膠乳液、具有粘性的有機(jī)高分子材料中的一種或兩種以上任意比例混合物；所述的涂膜漿料的無機(jī)粒子為微孔、中孔或大孔類沸石粒子、三氧化二鋁、二氧化硅、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂中的一種或兩種以上任意比例混合物，無機(jī)粒子為粉末狀，粒徑分布均勻，范圍為0.02μηι~10.Ομπι ;所述的涂膜衆(zhòng)料的添加劑為水、甲醇、乙醇、異丙醇、環(huán)己烷、四氫呋喃的一種或兩種以上任意比例混合物。
[0031]所述的粘合工藝包括:熱輥壓粘合、施膠粘合等可以將兩層材料粘合成一體的工藝。所述的涂膜衆(zhòng)料的固含量為5wt%~ 60wt%,其中無機(jī)粒子、粘合劑的質(zhì)量比10:1~1:8。所述的耐鋅銀多孔纖維吸液層厚度為20 μ m~500 μ m,孔隙率為30%~95%，平均孔徑為0.Ιμπι~1000 μ m。所述的多孔底膜厚度為5μπι~100 μ m，孔隙率為20%~90%，平均孔徑為0.02 μ m~50 μ m。
[0032]所述的具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜的制備方法，包括吸液層改性、無機(jī)粒子改性、制備涂膜漿料、制備功能層、粘合功能層和吸液層等過程。所述的無機(jī)粒子改性為經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，硅烷偶聯(lián)劑包括乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酸氧基硅烷、3-氛丙基二乙氧基硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷的一種或兩種以上任意比例混合物。所述的制備涂膜漿料，將溶劑、粘合劑、無機(jī)粒子和添加劑混合，漿料的混合方式采用機(jī)械攪拌、球磨攪拌和超聲處理方式中的一種或兩種以上配合。所述的制備功能層工藝采用噴膜法、刮膜法、流延法、輥涂法中的一種或兩種以上共用，在多孔底膜表面涂覆無機(jī)涂層。所述的制備功能層還包括親水處理工藝，采用5%~50%堿液25°C~90°C處理功能層
0.5h ~IOh0
[0033]本發(fā)明中，除特別指明，涉及的百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分比。
[0034]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0035]實(shí)施例1
[0036]配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液100ml。IOg氧化鋯粒子(粒度0.5μπι)加入上述溶液中，90°C水浴攪拌6h。離心后水洗4次后，干燥獲得改性無機(jī)粒子。將0.3g醋酸纖維素、1.5g氧化鋯粒子、0.5g水加入到50g丙酮中，超聲溶解，直至獲得均勻的涂膜漿料。
[0037]以聚乙烯醇無紡布(厚度30μπι)為底膜，通過浸潰法在其表面制備涂層，室溫干燥4h后置于80°C烘箱中干燥6h，獲得功能層。
[0038]將上述功能層在10wt%的KOH溶液中于60°C下堿處理2h，水洗至中性后烘干獲得改性后功能層。
[0039]以lwt%聚乙烯醇溶液為粘合劑，將上述改性功能層和醋酸纖維素?zé)o紡布(厚度70 μ m)粘合成一體，100°C干燥獲得鋅銀一次電池復(fù)合隔膜。
[0040]將上述復(fù)合隔膜進(jìn)行測試。
[0041]厚度測試結(jié)果:復(fù)合隔膜厚度為105 μ m。
[0042]吸液性測試結(jié)果:室溫下隔膜在30wt %的KOH溶液中的吸液速度為45mm/5min吸液率約為320%。
[0043]拉伸強(qiáng)度測試結(jié)果:橫向、縱向拉伸強(qiáng)度均大于35N/mm2。
[0044]實(shí)施例2
[0045]配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的乙烯基三甲氧基硅烷水溶液100ml。25g MFI沸石粒子(粒度l.0ym)加入上述溶液中，90°C水浴攪拌6h。離心水洗2次后，干燥獲得改性無機(jī)粒子。將1.0g甲基羥乙基纖維素、4.5gMFI沸石粒子、0.4g乙醇加入到50g丙酮中，超聲溶解，直至獲得均勻的涂膜漿料。
[0046]以聚乙烯無紡布(厚度30μπι)為底膜，通過輥涂法在其表面制備涂層，室溫干燥6h后置于80°C烘箱中干燥4h，獲得功能層。
[0047]將上述功能層在25wt %的KOH溶液中于50°C下堿處理2h，水洗至中性后烘干獲得改性后功能層。
[0048]以2.5wt%醋酸纖維素溶液為粘合劑，將上述改性功能層和纖維素?zé)o紡布(厚度80 μ m)粘合成一體，100°C干燥獲得鋅銀一次電池復(fù)合隔膜。
[0049]將上述復(fù)合隔膜進(jìn)行測試。
[0050]厚度測試結(jié)果:復(fù)合隔膜厚度為130 μ m。
[0051 ] 吸液性測試結(jié)果:室溫下隔膜在30wt %的KOH溶液中的吸液速度為50mm/5min吸液率約為350%。[0052]拉伸強(qiáng)度測試結(jié)果:橫向、縱向拉伸強(qiáng)度均大于40N/mm2。
[0053]實(shí)施例3
[0054]配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.8%的甲基丙烯酰氧基硅烷水溶液100ml。30g Al2O3粒子(粒度0.5μπι)加入上述溶液中，90°C水浴攪拌5h。離心水洗4次后，干燥獲得改性無機(jī)粒子。將1.0g乙基羥乙基纖維素、4.0g Al2O3粒子、1.5g甲醇加入到50g丙酮中，超聲溶解，直至獲得均勻的涂膜漿料。
[0055]以聚乙烯無紡布(厚度35μπι)為底膜，通過噴涂法在其表面制備涂層，室溫干燥6h后置于80°C烘箱中干燥4h，獲得功能層。
[0056]將上述功能層在35wt %的KOH溶液中與60°C下堿處理Ih，水洗至中性后烘干獲得改性后功能層。
[0057]將1.5wt%的聚苯乙烯微球噴涂在功能層表面,與多孔棉紙(厚度100 μ m)疊合在120°C下通過輥壓機(jī)熱粘合成一體，獲得鋅銀一次電池復(fù)合隔膜。
[0058]將上述復(fù)合隔膜進(jìn)行測試。
[0059]厚度測試結(jié)果:復(fù)合隔膜厚度為120 μ m。
[0060]吸液性測試結(jié)果:室溫下隔膜在30wt %的NaOH溶液中的吸液速度為40mm/5min吸液率約為300%。
[0061]拉伸強(qiáng)度測試結(jié)果:橫向、縱向拉伸強(qiáng)度均大于35N/mm2。
[0062]實(shí)施例4
[0063]配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%的3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液100ml。25g ZrO2粒子(粒度0.05 μ m)加入上述溶液中，90°C水浴攪拌5h。離心水洗4次后，干燥獲得改性無機(jī)粒子。將2.0g聚偏氟乙烯-六氟丙烯、8.0g ZrO2粒子、0.5g水加入到50g丙酮中，超聲溶解，直至獲得均勻的涂膜漿料。
[0064]以聚乙烯醇無紡布(厚度35μπι)為底膜，通過浸潰法在其表面制備涂層，室溫干燥6h后置于80°C烘箱中干燥4h，獲得功能層。
[0065]將上述功能層在15wt %的KOH溶液中與50°C下堿處理3h，水洗至中性后烘干獲得改性后功能層。
[0066]將2.0wt%的聚乙烯醇溶液為粘合劑，將上述改性功能層和纖維素?zé)o紡布(厚度80 μ m)粘合成一體，100°C干燥獲得鋅銀一次電池復(fù)合隔膜。
[0067]將上述復(fù)合隔膜進(jìn)行測試。
[0068]厚度測試結(jié)果:復(fù)合隔膜厚度為112 μ m。
[0069]吸液性測試結(jié)果:室溫下隔膜在30wt %的KOH溶液中的吸液速度為55mm/5min吸液率約為360%。
[0070]拉伸強(qiáng)度測試結(jié)果:橫向、縱向拉伸強(qiáng)度均大于35N/mm2。
[0071]實(shí)施例5
[0072]配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.0%的3-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液100mLtjSOgTiO2粒子(粒度0.2μπι)加入上述溶液中，90°C水浴攪拌5h。離心水洗4次后，干燥獲得改性無機(jī)粒子。將2.0g聚偏氟乙烯-六氟丙烯、8.0g TiO2粒子、1.0g環(huán)己烷加入到50g丙酮中，超聲溶解，直至獲得均勻的涂膜漿料。
[0073]以聚酰胺無紡布(厚度50 μ m)為底膜，通過刮膜法在其表面制備涂層，室溫干燥6h后置于10(TC烘箱中干燥4h，獲得功能層。
[0074]將上述功能層在45wt %的KOH溶液中與40°C下堿處理Ih，水洗至中性后烘干獲得改性后功能層。
[0075]將5wt%的醋酸纖維素丙酮溶液為粘合劑，將上述改性功能層和陶瓷纖維紙(厚度250 μ m)粘合成一體，100°C干燥獲得鋅銀一次電池復(fù)合隔膜。
[0076]將上述復(fù)合隔膜進(jìn)行測試。
[0077]厚度測試結(jié)果:復(fù)合隔膜厚度為280 μ m。
[0078]吸液性測試結(jié)果:室溫下隔膜在30wt %的KOH溶液中的吸液速度為32mm/5min吸液率約為450%。
[0079]拉伸強(qiáng)度測試結(jié)果:橫向 、縱向拉伸強(qiáng)度均大于60N/mm2。
[0080]實(shí)施例結(jié)果表明，本發(fā)明提供的具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜及其制備方法，使一種膜綜合了兩種隔膜的優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)鋅銀一次電池隔膜的缺點(diǎn)，具有制膜工藝簡單、成本低，隔膜綜合性能優(yōu)越等特點(diǎn)，易大規(guī)模大尺寸生產(chǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜，其特征在于，復(fù)合隔膜由耐鋅銀多孔纖維吸液層和附著于其表面的功能層組成，功能層包括多孔底膜和無機(jī)涂層，由含有無機(jī)粒子的涂膜漿料經(jīng)過涂膜工藝、干燥后，在多孔底膜上形成無機(jī)涂層，獲得功能層，通過粘合工藝將吸液層和功能層組合； 所述的多孔纖維吸液層或多孔底膜為吸液性、耐氧化性和耐鋅銀較高的無紡布或紙類材料，所述的無機(jī)粒子為耐氧化性、耐鋅銀高的陶瓷類材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜，其特征在于，無紡布為纖維素?zé)o紡布、醋酸纖維素?zé)o紡布、聚乙烯醇無紡布、親水處理的聚烯烴無紡布或聚酯無紡布，紙類材料為具有高吸液性的多孔紙結(jié)構(gòu)材料:皺紋紙、多孔棉紙或陶瓷纖維紙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜，其特征在于，含有無機(jī)粒子的涂膜漿料由以下質(zhì)量份的原料組成:500~10000質(zhì)量份溶劑、10~300質(zhì)量份粘合劑、15~2400質(zhì)量份無機(jī)粒子、20~300質(zhì)量份添加劑；其中， 溶劑為甲苯、丙酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷的一種或兩種以上任意比例混合物； 粘合劑為聚乙烯醇、醋酸纖維素、甲基羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、甲基羥丙基纖維素、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲脂溶液或丁苯橡膠乳液、具有粘性的有機(jī)高分子材料中的一種或兩種以上任意比例混合物； 無機(jī)粒子為微孔、中孔或大孔類沸石粒子、三氧化二鋁、二氧化硅、氧化鋯、氧化鈦、氧化鎂中的一種或兩種以上任意比例混合物，無機(jī)粒子為粉末狀，粒徑分布均勻，范圍為0.02 μ m ~10.0 μ m ; 添加劑為水、甲醇、乙醇、異丙醇、環(huán)己烷、四氫呋喃的一種或兩種以上任意比例混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜，其特征在于，所述的涂膜衆(zhòng)料的固含量為5wt%~ 60wt%,其中無機(jī)粒子、粘合劑的質(zhì)量比10:1~1:8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜，其特征在于，所述的粘合工藝為將兩層材料粘合成一體的工藝，包括:熱輥壓粘合或施膠粘合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜，其特征在于，所述的耐鋅銀多孔纖維吸液層厚度為20 μ m~500 μ m,孔隙率為30 %~95 %，平均孔徑為 0.1 μ m ~1000 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜，其特征在于，所述的多孔底膜厚度為5μπι~100 μ m，孔隙率為20%~90%，平均孔徑為0.02 μ m~50 μ m0
8.—種權(quán)利要求1-7之一所述的具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜的制備方法，其特征在于，包括無機(jī)粒子改性、制備涂膜漿料、制備功能層、粘合功能層和吸液層；其中， 所述的無機(jī)粒子改性為經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙稀酸氧基硅烷、3-氣丙基二乙氧基硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷的一種或兩種以上任意比例混合物； 所述的制備涂膜漿料，將溶劑、粘合劑、無機(jī)粒子和添加劑混合，漿料的混合方式采用機(jī)械攪拌、球磨攪拌和超聲處理方式中的一種或兩種以上配合； 所述的制備功能層工藝采用噴膜法、刮膜法、流延法、輥涂法中的一種或兩種以上共用，在多孔底膜表面涂覆無機(jī)涂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有吸液層和功能層的鋅銀一次電池復(fù)合隔膜的制備方法，其特征在于:所述的制備功能層還包括親水處理工藝，采用5wt%~50wt%的堿液于25°C~90°C處理功能 層0.5h~10h。
【文檔編號(hào)】H01M2/16GK104022244SQ201410213667
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】肖偉, 趙麗娜, 劉建國, 嚴(yán)川偉 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院金屬研究所