高能电池隔膜制备工艺,采用三种不同形式隔膜制作的汽车电池在高温条件下进行耐用性测试,一组是在阴极采用PE袋状隔膜,另一组是在阳极极片采用由玻璃垫形成的PE袋状隔膜,第三组是由玻璃店合成的叶状纸质隔膜。他们的结论是:电池装配由玻璃垫形成的PE袋状隔膜是一种获得良好耐用性的有效途径(例如:在高温环境下延长使用寿命),在热带气候地区采用由玻璃店合成的叶状纸质隔膜是***好的方法。
阀控铅酸电池
铅酸电池技术的一个重大发展就是阀控铅酸电池的产生,这些基于氧化还原反应机理的电池,采用“无补偿的”或固化电解质,在这些电池中,在充电过程中,氧化物在阳极生成,然后迁移到阴极,在***存在的条件下,与新形成的铅在阴极反应。两个极片间的隔膜材料应具有大量的气体通道,氧化物可以通过这些通道由阳极迁移到阴极,这类电池和它的(前驱)水系电解质电池在很多关键的方法上是不同的,这类电池采用超细玻璃纤维膜生产已经很多年了,超细玻璃纤维膜也叫吸水玻璃垫(AGM),它们本身具有抗酸分层特性,还具有本质上免***的显著优势。隔膜是决定阀控铅酸电池使用寿命的重要部件。阀控铅酸电池隔膜的首要作用是在合适的位置保持电解液,它还应该能够提供一种防止在阳极和阴极极片产生较大失效的特性。
作为阀控铅酸电池材料的***,它是一种湿的无纺布“纸”(玻璃纤维),并且在造纸机上生产。生产所用造纸机的形式对隔膜的性能有影响,孔隙率、均匀性和纤维定向三种性能是隔膜重要的属性,它们受所用纤维的形式影响,玻璃纤维与酸的接触角为0度,耐酸环境腐蚀,并且超细纤维机构具有良好的弹性应对极片对隔膜的持续压力。超细玻璃膜的孔隙率在90~95%的范围内,且非常一致,这类膜可以适应极片表面的瑕疵,还具有高温稳定性。***近研究显示在阀控铅酸电池中,高的超细纤维含量和大的隔膜压力,能够改善电池的循环性能。
另一方面,AGM隔膜不能控制氧化物的迁移速率或再化合过程,过多氧化物聚集阴极会引起过热、阻碍电池再冲甚至容量的损失。此外,AGM隔膜的穿刺强度较低。
隔膜可以是简单的吸附材料,但在Ni/Zn体系中Zn的溶解会造成电极外形的变化和枝晶的产生。导致Zn电极外形改变的根本原因是通过电极表面的电流分布不均匀。这导致浓度的梯级分布,并***终导致稠化和枝晶的形成。在其他体系中,负极材料的溶解度很小,所以不存在由此原因造成的短路和循环性能下降现象。电池大多做成棱柱状,系被加压密封成圆柱状。前者的压力是为了保证电极和隔膜的接触。后者的压力是气态反应物造成的。