采用湿法成形工艺制备聚烯烃碱性电池隔膜的研究

以聚丙烯纤维和聚乙烯/聚丙烯双组分皮芯结构(ES)纤维为原料,采用湿法成形工艺制备匀度高、质量高的碱性电池隔膜。通过调节湿法成形和热压条件改变隔膜的内部结构,采用磺化处理方法使隔膜具有吸碱性,探索湿法成形工艺制备聚烯烃碱性电池隔膜的优化工艺。结果表明,隔膜成形的最佳热压压力和热压温度分别为0.5 MPa和135℃,纤维之间形成了多接触点的熔融结合,隔膜手抄片强度上升;聚氧化乙烯(PEO)用量为1.5%、聚乙烯醇(PVA)用量为4%和ES纤维用量为40%时,可以获得匀度和机械强度较好的隔膜;磺化后的隔膜成功接枝上磺酸基,使隔膜具备较强的亲水性。自制碱性电池隔膜的性能均符合行业标准GJB3535(1999)的要求。     

后处理对水电解槽制氢用PPS纤维隔膜性能的影响

对聚苯硫醚(PPS)长丝制成的水电解槽制氢用隔膜进行热轧和磺化后处理,并对处理前后隔膜的厚度、气密性、断裂强度和吸碱性能进行测试比较。结果表明,PPS纤维隔膜通过后处理,其整体性能得到提高。热轧处理可使隔膜厚度减小,隔膜的气密性和尺寸稳定性提高,产生的毛羽减少;磺化处理可使隔膜的吸碱性能提高,隔膜的10 min碱液吸上高度由磺化前的52 mm提高到磺化后的57 mm,但隔膜的经纬向断裂强度均有不同程度的下降,需进一步优化磺化工艺。     

取向增强复合锂离子电池隔膜的制备及其性能

为获得纵向拉伸性能优异的静电纺丝锂离子电池隔膜,首先在不同转速条件下制备聚丙烯腈（PAN）纤维膜,分析得出在700 r/min 时,PAN 纤维排列取向性最好。然后将在700 r/min 条件下制备得到的PAN 增强层纤维膜作为中间层,结合上下2 层杂乱分布的聚酯（PET）纤维膜形成取向增强复合隔膜,在低速（100 r/min）条件下制备了PET/PAN/PET 各向同性纤维膜作为对比膜。表征了2 种隔膜的物理力学性能及电化学性能。结果表明：取向增强复合隔膜的吸液率为371%,热收缩率为4.1%,室温下离子电导率为0.553 ms/cm,电化学稳定窗口为5.27 V;由其制备的电池首次放电比容量为138.0 mA?h/g;纵向拉伸断裂强度为9.2 KPa,比对比膜提高了130%,该取向增强复合隔膜机械强度显著提高,综合性能优于PET/PAN/PET 各向同性纤维膜。     

新一代芳纶纤维基电池隔膜研究进展及展望

新型高性能芳纶纤维基锂离子电池隔膜在耐高温、电解液润湿性、机械强度及电化学性能等方面具有一定的优势,得到了研究者的广泛关注。本文系统综述了芳纶纤维基锂离子电池隔膜制备方法,包括静电纺丝法、涂布法、相转化法及造纸法等,对比总结了几种方法的优劣势及最新研究进展,最后探究了芳纶纤维基锂离子电池隔膜研究领域存在的问题,并展望了未来的发展前景。     

莱赛尔基电池隔膜研究进展综述

莱赛尔纤维是未来最重要的纤维品种之一,在产业规模高速发展的同时其应用领域也在不断的拓展中,针对莱赛尔纤维在电池隔膜领域的应用前景、研究进展、生产工艺及现存问题进行了总结和梳理。采用目前的主流方法湿法造纸工艺进行国产标准型莱赛尔纤维和兰精天丝为基材的电池隔膜小样试制,分析了两种莱赛尔纤维在打浆度、透气度、隔膜孔径、纤维长度均匀度等方面的差异及其对电池隔膜成膜性能的影响,验证了国产标准型莱赛尔纤维在电池隔膜领域应用的可行性。     

基于纤维素纤维/氧化锆纤维复合网络和纤维源助剂构建锂离子电池隔膜

将氧化锆纤维与纤维素纤维配抄成纸,利用纤维源助剂（源于针叶木浆）调控纤维网络的孔隙结构和强度,针对造纸法制备锂离子电池隔膜的可行性进行了初步探索。结果表明,与纯木浆纸相比,氧化锆纤维的加入能够提高复合纸的孔隙率与吸液率。当氧化锆纤维用量（相对于纸张定量）为40%时,与处理前相比,该复合纸的抗张指数增加50%左右,孔隙率降低10%左右,对电解液的吸液率无显著变化。由该复合纸所制备电池的电化学稳定窗口值约为4.3 V,隔膜离子电导率高达0.077 S/m,电池在循环50次后容量保持率在80%左右。     

复合锂离子电池隔膜的制备及其电化学性能

为获得性能较好的锂离子电池隔膜,首先制备了单层静电纺聚偏氟乙烯六氟丙烯（P（VDF-HFP））纳米纤维,然后利用静电喷雾技术将Al2O3和ZrO2颗粒分散液均匀喷洒在其表面,再接收一层静电纺P（VDF-HFP）纳米纤维,制备出具有3层结构的有机/无机复合锂离子电池隔膜。同时制备了单层静电纺P（VDF-HFP）纳米纤维膜作为对比膜。考察了复合膜和对比膜的表面形貌、透气性、吸液率和热稳定性等物理性能,以及室温离子电导率、电化学稳定性和电池的循环充放电性能等电化学性能。结果表明：该复合膜的Gurley值为0.117S/(100mL?cm²),热收缩率为2.25%,吸液率为420%;室温下离子电导率为2.31mS/cm,电化学稳定窗口为5.4V,所制备电池首次放电比容量为138.6mA?h/g;在中间层添加纳米颗粒后,复合膜的透气性下降而其他指标均获得提升,综合性能优于相同条件下制备的单层静电纺隔膜     

基于超吸水纤维的电池隔膜的性能研究

介绍了电池隔膜性能的分析方法;研究了超吸水纤维(SAF)含量与电池隔膜的吸液、保液及导水性能的关系。结果表明:随着SAF含量的增加,隔膜的吸液和保液能力提高,但导水能力下降;适当控制SAF含量,可以使电池隔膜的性能达到比较理想的效果。     

聚丙烯纤维在电池隔膜材料生产上的应用

介绍了湿法非织造工艺对原料和成型设备的要求;根据电池隔膜必须具备的性能要求,介绍了聚丙烯纤维亲水改性技术、电池隔膜制造方法和国产聚丙烯纤维作为电池隔膜原材料存在的问题。     

Li/MnO2一次电池用纸基隔膜的制备和性能研究

本研究以天丝纤维为原料,通过打浆获得原纤化天丝纤维,采用湿法成形技术制备了原纤化天丝隔膜并应用于Li/MnO₂一次电池,对比探讨了不同原纤化程度天丝纤维隔膜和熔喷无纺布隔膜的微观形貌、孔隙结构和电化学性能。结果表明,原纤化程度的增加使隔膜表面细小纤维覆盖主干纤维,同时孔隙率从76.3%降到67.3%,Gurley值从3.30 s增加到10.1 s,平均孔径从0.79μm降到0.35μm,电池欧姆阻抗RΩ从1.55Ω增加到1.94Ω,电池放电电压平台和比容量明显降低。相比于熔喷无纺布隔膜,天丝隔膜厚度较小,平均孔径较小且孔径分布均匀,离子阻抗较低,放电性能稳定。     

PSA和PPS耐高温纤维的结构与性能研究

通过红外光谱仪和X-射线衍射仪测定芳砜纶(PSA)纤维和聚苯硫醚(PPS)纤维的微观结构,用热分析仪测定两者的热分解温度,通过Instron电子强伸度仪测定两者受热前后的力学性能,并对两者结构与性能的差异进行比较。结果表明:PPS纤维的结构较PSA纤维稳定,结晶度高于PSA纤维;PSA纤维和PPS纤维的热分解温度分别为435.6℃和480℃,两种纤维均具有优异的耐热性能;PPS纤维的断裂强度和伸长均显著高于PSA纤维,两种纤维经高温处理后,强力损失均较小,经300℃处理200h后,强力仍保持90%左右。     

聚苯硫醚纤维的发展及应用

聚苯硫醚,简称PPS,其分子结构比较简单,分子主链由苯环和硫原子交替排列,大量的苯环赋予了PPS刚性,大量的硫醚键又提供了柔顺性,使其分子结构对称,易于结晶,无极性,电性能好,不吸水.     

芳砜纶高温烟气除尘过滤应用性能的试验研究

芳砜纶(PSA纤维)是我国具有自主知识产权并已实现产业化生产的耐高温纤维。对PSA纤维在高温烟气除尘领域中的应用性能做了针对性较强的试验研究。由PSA纤维与其他常见耐高温滤料用纤维的耐化学性能试验结果表明,PSA纤维的耐酸性能与芳纶1313相近,低于PPS纤维和PI纤维;耐强碱性能略差于芳纶1313,优于PI纤维。由PSA纤维针刺毡耐高温性能的试验结果表明,由于PSA纤维突出的耐高温性及高温尺寸稳定性,PSA纤维针刺毡的尺寸稳定性、机械性能和透气性等受高温环境影响较小,能够满足高温环境下的长期使用要求。     

废弃聚苯硫醚纤维的回收再利用研究进展

为解决废弃聚苯硫醚(PPS)纤维和滤袋通过焚烧或填埋方式处理,造成资源浪费和二次污染等问题,促进废弃PPS纤维的高效高价值回收利用,对目前国内外废弃PPS纤维回收再利用的研究现状进行综述。阐述了废弃PPS纤维的回收再利用方法,主要包括化学溶解、化学分解、机械粉碎、纤维拆解、熔融加工和直接利用,并梳理分析了不同方法的优缺点及其回收制品的特点;然后分别从废弃滤袋清灰处理、滤袋纤维成分复杂和回收利用成本高3个方面分析影响废弃PPS纤维回收再利用的技术难点;最后提出建立PPS滤袋生产、使用和回收三方企业的联动机制,根据不同工况条件分层分类管理回收废弃PPS滤袋,以期为PPS纤维的高值回收利用提供参考。     

高温滤料用纤维燃烧气体释放的测试研究

燃烧气体是评价耐高温纤维阻燃性能指标之一,通过设计燃烧试验装置对四种袋式除尘器常用高温滤料纤维(聚苯硫醚纤维、间位芳纶、聚酰亚胺纤维和芳砜纶)进行高温燃烧,利用烟气分析仪器测定其燃烧产生的气体成分及其含量。结果显示,燃烧气体成分与纤维的化学结构和燃烧温度有关。CO是四种纤维的主要燃烧产物,其浓度随温度的变化曲线近似于抛物线;含有酰胺基的纤维燃烧气体中含有NOx,其浓度随温度呈阶梯状变化;芳砜纶和聚苯硫醚纤维燃烧气体中含有SO2,其浓度随温度呈波浪状变化。     

耐高温阻燃聚芳噁二唑纤维的结构及其性能

 摘要:分析了国内外研究聚对苯噁二唑(POD)纤维的进展,针对POD的特点,引入磷系和卤系第三单体进行共聚,明显改善POD纤维的阻燃性,LOI可达30以上;详细探讨了凝固浴条件对POD纤维聚集态结构、表面形貌和力学性能的影响,证明40~50%的硫酸水溶液为最佳凝固浴浓度;通过与其他耐高温纤维各种性能的对比得出,POD纤维耐高温性能优于PPS、Nomex和Tanlon,具有较好的力学性能,耐化学腐蚀性和染色性,应用前景广泛。     

三叶形PPS纤维用于湿法成形滤纸的可行性探讨

对三叶形PPS纤维和圆形PPS纤维的结构和性能进行了研究,用SEM观察纤维形态并计算出三叶形PPS纤维的异形度和比表面积;对纤维的滤水性能、浸胶后纸页的物理性能和过滤性能进行了测定。结果表明：PPS纤维的滤水时间随比表面积的增加而增长。当两种PPS纤维含量相同时,含三叶形PPS纤维的纸页的厚度、平均孔径、透气度、耐破度比含圆形PPS纤维的大。随着纸页中PPS纤维含量的增加,其过滤阻力逐渐降低且纳污容量逐渐增大,但其过滤精度有所下降;和圆形PPS纤维相比,在加入量相同时,三叶形PPS纤维可以在保证过滤精度的前提下增加纸页的纳污容量。     

芳砜纶过滤材料在高温烟气净化中的稳定性分析

芳砜纶(PSA纤维)稳定的分子结构使其具有良好的热稳定性和耐化学性。PSA针刺毡过滤材料在250℃高温环境下的热力学、热收缩稳定性明显好于PMIA、PPS、PI等其他常用芳香族耐高温纤维过滤材料;耐酸、抗氧化性能较好,经85℃、30%硫酸处理2h及经200℃高温处理200h后用质量浓度17%次氯酸钙溶液处理2h的PSA针刺毡总体断裂强力保持率在90%以上;更适宜应用在酸性工况环境下,在一定高温条件及低浓度酸性条件下,PSA纤维及针刺毡过滤材料的断裂强力还会有所提升。PSA纤维独特的耐温耐化学特性,使其在250℃高温过滤领域具有一定优势,在工业炉窑袋式除尘领域应用前景良好。     

聚苯硫醚/芳砜纶非织造过滤材料的耐高温及耐腐蚀性能

芳砜纶( PSA) 纤维和聚苯硫醚(PPS) 纤维是两种具有优异的耐热、耐燃、耐腐蚀和较强力学性能的高性能纤维。对PPS/PSA不同混纺比的非织造过滤材料的耐高温及耐腐蚀性能进行了测试研究。