摘 要

本次实验材料是聚丙烯（PP）纤维原料和聚乙烯醇（PVA）纤维，两者按一定比例混合，通过湿法来制备碱性电池隔膜材料，研究了不同浓度的聚丙烯（PP）纤维所制成的混合物对电池隔膜纸板性能的影响以及聚乙烯醇（PVA）纤维、聚丙烯（PP）纤维的配比，分散剂、粘结剂等助剂，热压温度等因素对电池隔膜性能的影响。结果表明：

（1）湿法成型制备出的隔膜随着PVA纤维的添加，隔膜表面越来越平整和均匀。当PVA添加量达到40%，表面已无宏观的孔洞、凹凸不平。当PVA含量继续上升至80%和100%时，隔膜表面出现小的褶皱。当含有40%PVA纤维隔膜在150℃高温热压情况下，PVA纤维表面出现软化，与周边纤维粘接，既增加了PP纤维隔膜的强度，又提高了隔膜的均匀性。纯PP无强度，不能成型，当添加10%PVA即可使PP隔膜成型。PVA添加量从10%至100%，隔膜抗拉强度从55.76N•m/g增强到140.61N•m/g，增强了152.2%。

（2）随着PVA纤维含量的增加（0～100%），PVA增强PP隔膜的耐碱损失不断增加，说明PP纤维相对于PVA纤维更耐碱蚀。

（3）耐碱损失量很少，可以满足碱性电池隔膜需求。PVA添加量在10%～40%范围内，复合隔膜具有较好的吸碱性能。

（4）孔径尺寸的大小影响着隔膜纸的隔离和离子迁移性能，防止正负极间的物质接触，保证离子迁移。因此理想的湿法碱性电池隔膜应该是最大孔径小，孔隙率大。因此添加20%PVA的PP隔膜性能最优。

关键词：碱性电池 隔膜纸 聚丙烯纤维

Preparation and Properties of Wet Alkaline Battery Separator Materials

ABSTRACT

The experimental material is polypropylene (PP) fiber raw material and polyvinyl alcohol (PVA) fiber. The two are mixed in a certain ratio, and the alkaline battery separator material is prepared by wet method. Different concentrations of polypropylene (PP) fiber are studied. The effect of the prepared mixture on the performance of the battery separator paperboard and the ratio of polyvinyl alcohol (PVA) fiber, polypropylene (PP) fiber, dispersant, binder and other additives, hot pressing temperature and other factors on the performance of the battery separator Impact.The results show:

The separator prepared by wet molding has a smoother and more uniform surface with the addition of PVA fibers. When the amount of PVA added reaches 40%, the surface has no macroscopic holes and irregularities. When the PVA content continues to rise to 80% and 100%, small wrinkles appear on the surface of the separator. When the 40% PVA fiber separator is heated at 150 °C, the surface of the PVA fiber softens and bonds with the surrounding fibers, which increases the strength of the PP fiber separator and improves the uniformity of the separator.

Pure PP has no strength and cannot be formed. When 10% PVA is added, the PP separator can be formed. The PVA was added from 10% to 100%, and the tensile strength of the separator was increased from 55.76 N•m/g to 140.61 N•m/g, an increase of 152.2%.

With the increase of PVA fiber content (0-100%), the alkali resistance loss of PVA-enhanced PP separator increases continuously, indicating that PP fiber is more resistant to alkali corrosion than PVA fiber. The amount of alkali resistance is small, which can meet the needs of alkaline battery separators. The addition amount of PVA is in the range of 10% to 40%, and the composite separator has better alkali absorption performance.

The size of the pore size affects the separation and ion transport properties of the separator paper, prevents material contact between the positive and negative electrodes, and ensures ion migration. Therefore, the ideal wet alkaline battery separator should have a small maximum pore size and a large porosity. Therefore, the PP separator with 20% PVA added has the best performance.

Key words: alkaline battery；diaphragm paper；polypropylene fiber

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 6

1.1背景与意义 6

1.1.1碱性电池 6

1.1.2碱性电池的特性 6

1.2湿法 9

1.3 几种常见的电池隔膜 10

1.5 电池隔膜国内外研究现状 12

1.5.1我国电池隔膜研究现状 12

1.5.2国外研究现状 14

1.5 本文主要研究目的及内容 15

1.5.1 研究目的 15

第二章 材料制备及性能表征 16

2.1 实验材料和仪器 16

2.1.1 实验材料. 16

2.1.2 实验仪器 18

2.1.3双组分隔板制备 19

2.2 测试表征 21

2.2.1隔膜厚度测试 21

2.2.2隔膜面密度测试 21

2.2.3扫描电子显微镜（SEM） 21

2.2.4抗张强度测试 21

2.2.5隔膜耐碱性和吸碱率测试 21

2.2.6隔膜孔隙率测试 22

第三章 实验结果与讨论 23

第四章 结论与展望 28

第五章 成本估算 29

5.1 成本估算的意义 29

5.2 成本估算的要素 30

5.3 碱性电池隔膜制备及性能测试成本估算 30

参考文献 32

致 谢 36

第一章 绪论

1.1背景与意义

1.1.1碱性电池

碱性电池以放电量大、通用性强、价格便宜等特点而广泛应用于我们的日常生活中，而电池隔膜作为电池的一个重要组件，直接影响到电池的容量、内阻、充放电效率、使用寿命以及安全性能等特性，但我国高性能的电池隔膜还只能依赖进口，国内不能生产出性能特别优良的隔膜，这严重束缚了国内电池行业的发展，近年来，电池隔膜的研究越来越受到重视，也取得了一些可喜的成果，碱性电池隔膜必须具有具有一定的机械强度，较低的内阻，较好的亲液性能，良好的耐碱性和耐电化学腐蚀性能等图合成纤维以其质轻、强度大、耐腐蚀性能强等特点成为碱性电池隔膜的重要原料，但合成纤维普遍存在着亲水性差的特点，在水中不易分散而易于团聚絮凝在水溶剂的表面，所以往往需对其进行改性处理，随着现今时代电器的快速发展，碱性电池对隔膜纸的要求越来越高，对隔膜纸的强度，工作性能，冲击性能等要求也越来越高^[1]。

1.1.2碱性电池的特性

根据有关数据统计显示，现在人类所使用的几种较为普遍的电池中碱性电池约有30%。锌锰电池具有的优点，碱性电池也同样都具有。甚至一部分电池不具有的高速率、放电能力好、防漏性能好、低温工作性能好、耐冲击性能好、析气速率低等特点，碱性电池也都具有，甚至可能效率高出好几倍。所以碱性电池近几年的发展很迅速，超过了其他很多电池，这是一个很好的现象。合成纤维以其质轻、强度大、耐腐蚀性能强等特点成为碱性电池隔膜的重要原料，但合成纤维普遍存在着亲水性差的特点，在水中不易分散，而易于团聚絮凝在水溶剂的表面，所以往往需对其进行改性处理^[2]。

以上是毕业论文大纲或资料介绍，该课题完整毕业论文、开题报告、任务书、程序设计、图纸设计等资料请添加微信获取，微信号：bysjorg。

相关图片展示：