本發(fā)明涉及鎳氫電池領(lǐng)域，尤其涉及一種隔膜及其制備方法、鎳氫電池。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的不斷發(fā)展，電子設(shè)備對電池性能的要求越來越高。鎳氫電池作為一種高性能的二次電池，具有比能量高、循環(huán)壽命長以及安全性好等優(yōu)點，因此在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，鎳氫電池的性能在很大程度上取決于其隔膜的性能。隔膜作為鎳氫電池的重要組成部件，不僅起著物理阻隔正負極而避免電池短路的作用，還顯著影響電池的內(nèi)阻、容量、自放電以及循環(huán)壽命等關(guān)鍵性能。

2、目前，聚烯烴類纖維是鎳氫電池隔膜的主要原料。然而，由于分子鏈中沒有親水性基團，將其用于鎳氫電池隔膜時還須進行接枝改性、磺化處理或者表面活性劑處理等親水化處理，這增加了隔膜的制備工序和制造成本。此外，與高容量電池匹配使用的薄隔膜由于機械性能較差而易被刺穿，存在電池短路的風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例提供一種隔膜及其制備方法、鎳氫電池，以解決隔膜需親水化處理及容易被刺穿的問題，達到降低成本、提高安全性能的效果。

2、具體地，本發(fā)明提供了一種隔膜，包括細菌纖維素纖維(bc)和納米纖維素晶體(cnc)，所述細菌纖維素纖維與所述納米纖維素晶體的質(zhì)量比為(7-8)：(2-3)。

3、可選的，所述細菌纖維素纖維的直徑為2nm-4nm、長度為80mm-120mm。

4、可選的，所述納米纖維素晶體的直徑為5nm-50nm、長度為100nm-500nm。

5、可選的，所述細菌纖維素纖維的長徑比為20000-60000，所述納米纖維素晶體的長徑比為20-100。

6、可選的，每平方米所述隔膜的質(zhì)量為15g-50g。

7、本發(fā)明還提供了一種根據(jù)以上任一項所述的隔膜的制備方法，包括以下步驟：

8、將所述細菌纖維素纖維和所述納米纖維素晶體在去離子水中分散均勻，得到懸浮液；

9、所述懸浮液經(jīng)脫水成型、壓榨和干燥處理，得到所述隔膜。

10、可選的，所述細菌纖維素纖維在所述去離子水中的濃度與所述納米纖維素晶體在所述去離子水中的濃度的和值為0.2wt%-4.0?wt%。

11、可選的，所述分散在疏解機中進行；其中，疏解轉(zhuǎn)數(shù)為2000-10000rpm，時間為3min-15min。

12、可選的，所述脫水成型的真空度為15kpa-40kpa；

13、和/或，所述壓榨的真空度為50kpa-60kpa；

14、和/或，所述干燥的溫度為60℃-90℃、時間為3min-8min。

15、本發(fā)明還提供了一種鎳氫電池，其特征在于，包括如以上任一項所述的隔膜。

16、本發(fā)明的有益效果在于：

17、本發(fā)明提供的隔膜及鎳氫電池中，由于隔膜由細菌纖維素纖維與納米纖維素晶體交織而成，在細菌纖維素纖維分子之間、納米纖維素晶體分子之間以及細菌纖維素纖維分子與納米纖維素晶體分子之間均存在強烈的氫鍵作用，這些氫鍵賦予了隔膜優(yōu)異的機械性能，使其即使在低厚度下也能滿足防刺穿的需求，從而實現(xiàn)在高容量鎳氫電池中的應(yīng)用，并提高其安全性能。同時，納米纖維素晶體上的大量羥基親水基團為隔膜提供了良好的吸液性，并且在擠壓后仍能保持較高的保液能力，因此無需進行額外的親水化處理，這不僅減少了制備工序，還降低了制造成本。

18、進一步地，納米纖維素晶體上的磺酸基團能夠捕集含氮化合物等氧化還原穿梭物質(zhì)，從而有效抑制鎳氫電池的自放電現(xiàn)象。

技術(shù)特征：

1.一種隔膜，其特征在于，包括細菌纖維素纖維和納米纖維素晶體，所述細菌纖維素纖維與所述納米纖維素晶體的質(zhì)量比為(7-8)：(2-3)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的隔膜，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔膜，其特征在于，

6.一種根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的隔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，

10.一種鎳氫電池，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至5任一項所述的隔膜。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種隔膜及其制備方法、鎳氫電池，隔膜包括細菌纖維素纖維(BC)和納米纖維素晶體(CNC)，細菌纖維素纖維與納米纖維素晶體的質(zhì)量比為(7?8)：(2?3)。由于隔膜由細菌纖維素纖維與納米纖維素晶體交織而成，在細菌纖維素纖維分子之間、納米纖維素晶體分子之間以及細菌纖維素纖維分子與納米纖維素晶體分子之間均存在強烈的氫鍵作用，這些氫鍵賦予了隔膜優(yōu)異的機械性能，使其即使在低厚度下也能滿足防刺穿的需求，從而實現(xiàn)在高容量鎳氫電池中的應(yīng)用，并提高其安全性能。同時，納米纖維素晶體上的大量羥基親水基團為隔膜提供了良好的吸液性，并且在擠壓后仍能保持較高的保液能力，因此無需進行額外的親水化處理，這不僅減少了制備工序，還降低了制造成本。

技術(shù)研發(fā)人員：張玉萍,趙磊,蔡小娟,郭麗萍,廖興群
受保護的技術(shù)使用者：深圳市豪鵬科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24