專利名稱：一種化學(xué)電源電池的隔膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體循環(huán)式或非循環(huán)式金屬—空氣電池中正負(fù)級(jí)之間絕緣透氣透液的隔膜，即一種廣泛適用于化學(xué)電源電池的隔膜。
在
背景技術(shù)：
中，市場(chǎng)上所使用的化學(xué)電源電池中，其正負(fù)級(jí)之間絕緣隔膜的材質(zhì)采用纖維素膜、聚乙烯隔膜、聚丙烯膜、陶瓷隔膜、尼龍無紡布膜等；其隔膜的結(jié)構(gòu)為接枝型膜或離子型膜，目的都是使隔膜離子導(dǎo)電，通過離子介質(zhì)同時(shí)隔絕水和氣；其工藝采用壓制成型或吹塑、滾壓成型，均為非紡織物；其厚度很薄，很似常用的普通白色塑料包裝袋。由于上述背景技術(shù)中的隔膜在目的、制作工藝、結(jié)構(gòu)上的要求和特點(diǎn)，使用于非充電式鋅-空氣電池中，其隔膜存在以下不足(1)抗氧化性差；(2)耐高溫性差；(3)強(qiáng)度低、易破損；(4)抗熱堿性差；(5)重復(fù)利用率低；(6)容易堵塞隔膜表面微孔；(7)表面易積存放電產(chǎn)物，流通性能逐漸降低。
本發(fā)明的

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是研制一種廣泛適用于化學(xué)電源電池中的隔膜，尤其適用于液體循環(huán)式鋅—空氣金屬電池中的隔膜，以便解決上述背景技術(shù)中存在的問題，降低隔膜電阻，提高抗氧化性能、耐高溫性能、強(qiáng)度性能、抗熱堿性能、重復(fù)利用率、使用表面光潔度以及提高隔膜的使用壽命和綜合使用性能。
本發(fā)明的技術(shù)方案一種廣泛應(yīng)用于化學(xué)電源電池的隔膜，主要由聚乙烯、聚丙烯、聚脂、尼龍、聚氯乙烯、纖維素的同種材料或其相互組合材料所制成，這些材料中含有市售的抗氧化劑和耐高溫劑，將上述帶有抗氧化劑和耐高溫劑的同種材料或其互相混合材料經(jīng)塑料加工機(jī)制成絲線，再經(jīng)普通紡織工藝制成隔膜(7)，該隔膜(7)緊貼在電池(1)的電極極板13中催化劑層(12)的內(nèi)側(cè)面上。
所紡織而成可透水透氣的隔膜(7)具有濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
該具有濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)的隔膜(7)的孔徑為20～400目。
經(jīng)普通紡織工藝制成的隔膜(7)的紡織單絲絲線的直經(jīng)為0.02～0.4毫米。
經(jīng)普通紡織工藝制成的隔膜(7)采用單絲紡織結(jié)構(gòu)。
當(dāng)然，經(jīng)普通紡織工藝制成的隔膜(7)也可采用復(fù)絲紡織結(jié)構(gòu)。
呈濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)的隔膜(7)厚度為0.05～0.8毫米。
在電池(1)中，正極板(13)和隔膜(7)由外及里的層面結(jié)構(gòu)依次為外黑粉層(9)、帶有正極集流網(wǎng)鋼焊件(8)的正極集流網(wǎng)(10)、內(nèi)黑粉層(11)，催化劑層(12)和隔膜(7)，其隔膜(7)內(nèi)側(cè)面接觸電解液(15)和/或金屬(14)。
所述市售抗氧劑和耐高溫劑分別為普通常用塑料助劑，在紡織線中其重量百分比含量均為0.08～5％。
所述隔膜(7)以壓制、粘接方式緊貼在電池(1)的正極極板(13)中催化劑層(12)的內(nèi)側(cè)面上。
本發(fā)明的有益效果是(1)由于采用紡織工藝制成具有濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)的隔膜，故除了具有絕緣性能外，還具有透氣、透液性能，克服了以往技術(shù)中不能采用透水、透氣結(jié)構(gòu)隔膜的偏見，產(chǎn)生了意想不到的效果。(2)由于采用可紡織帶有抗氧化劑和耐高溫劑的隔膜，故提高了抗氧化性能和耐高溫性能。(3)由于采用可紡織具有濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)的隔膜，故在電池工作中流動(dòng)性能增強(qiáng)，微孔不易堵塞，避免了隔膜易殘留放電物質(zhì)可帶來的問題，大大提高了抗高溫性能、抗熱堿性能。(4)由于采用紡織工藝，故隔膜厚度范圍可增大，提高了其抗疲勞強(qiáng)度性能，又因其具有流動(dòng)性能好的特點(diǎn)，故隔膜使用中表面光潔度和重復(fù)利用率大大提高。(5)由于具有濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，電解液可順利通過，故隔膜具有電阻為零的效果，克服了過去隔膜電阻較大，導(dǎo)致電池內(nèi)部工作效率低的問題。
本發(fā)明的


圖1為氣體循環(huán)式金屬-空氣電池技術(shù)實(shí)施方案的原理示意圖。圖2為圖1中金屬-空氣電池1內(nèi)的液體循環(huán)式結(jié)構(gòu)工作原理示意圖。圖3為圖2中A局部放大剖視圖，也是電池(1)中正極極板及隔膜剖面示意圖。圖4為隔膜(7)紡織為平紋結(jié)構(gòu)完全組織示意圖。圖5為隔膜(7)紡織為經(jīng)面斜紋結(jié)構(gòu)完全組織示意圖。圖6為隔膜(7)紡織為緯面斜紋結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明的具體實(shí)施方案參見圖1，過濾器經(jīng)風(fēng)機(jī)4并聯(lián)氧氣貯存器5、制冷器6和電池1輸入端，電池1輸出端經(jīng)管道2連通風(fēng)機(jī)4輸入端，閥門3裝在管道2上。工作原理是這樣的，當(dāng)調(diào)整過濾器后面閥門3和氧氣貯存器5上的閥門3就能控制進(jìn)入電池1中的氣體流量和氧氣含量，以達(dá)到調(diào)整電池1的輸出電功率的目的，根據(jù)工作環(huán)境、溫度調(diào)整制冷器6的工作狀態(tài)，電池1不論采用液體循環(huán)式或液體非循環(huán)式，還是采用本發(fā)明人以前所申請(qǐng)公開的所有有關(guān)電池的專利中，本發(fā)明的隔膜(7)均適用。參見圖2的液體循環(huán)式金屬-空氣電池結(jié)構(gòu)，電池的正極板13的外側(cè)與空氣相接觸，內(nèi)側(cè)與金屬14和電解液相接觸。貯存槽中的電解液15經(jīng)管道與泵的輸入端相連，輸出端與放置金屬14的容器相連而形成一個(gè)液體循環(huán)式結(jié)構(gòu)。參見圖3，在電池1上的正極極板13中，隔膜7緊貼壓制在催化劑層12內(nèi)側(cè)面上，正極板13是由外黑粉層9、帶有正極集流網(wǎng)鋼焊件8的正極集流網(wǎng)10、內(nèi)黑粉層11由外及里層面接觸壓制而成，在實(shí)際中，隔膜7與正極極板13同時(shí)冷壓或熱壓制作，這樣工藝簡(jiǎn)單，以隔絕電源正負(fù)板(即正極集流網(wǎng)10和負(fù)極金屬)，隔膜7內(nèi)側(cè)面接觸的是電解液15和金屬14，金屬14為鋅、鍋、鎂、鈉、……等，呈粒、片、箔、板等形狀，隔膜7透氣透液(水)不影響電池1正常工作。圖4所示，此隔膜7采用平紋結(jié)構(gòu)，即每根經(jīng)線13在每根緯線14上按一上一下規(guī)律來回交替，圖中“口”表示經(jīng)線13浮在緯線14上，“口”表示緯線14在經(jīng)線13上。圖5所示，此隔膜7采用經(jīng)面斜紋結(jié)構(gòu)，即一個(gè)完整組織內(nèi)至少要有三根緯線14和三根經(jīng)線13相互交織，且每根經(jīng)線13上只能有一個(gè)緯組織點(diǎn)且斜紋由經(jīng)浮長(zhǎng)組成。參見圖6，此隔膜7采用緯面斜紋結(jié)構(gòu)，一個(gè)完整組織內(nèi)至少要有三根緯線14和三根經(jīng)線13相互交織，且每根經(jīng)線13上只能有一個(gè)經(jīng)組織點(diǎn)且斜紋由緯浮長(zhǎng)組成。
此隔膜7濾網(wǎng)的孔徑為20～400目，單絲絲線直徑為0.02～0.4毫米。
此隔膜7濾網(wǎng)的厚度為0.05～0.8毫米。隔膜7所使用的紡織線中，抗氧化劑和耐高溫劑用市場(chǎng)上銷售普通常用的劑型即可，其在紡織線中的重量百分比含量均為0.08～5％。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)電源電池的隔膜，主要由聚乙烯、聚丙烯、聚脂、尼龍、聚氯乙烯、纖維素的同種材料或其相互組合材料制成，其特征在于這些材料中含有市售的抗氧化劑和耐高溫劑，將上述帶有抗氧化劑和耐高溫劑的同種材料或其互相混合材料經(jīng)塑料加工機(jī)制成絲線，再經(jīng)普通紡織工藝制成隔膜(7)，該隔膜(7)緊貼在電池(1)的電極極板13中催化劑層(12)的內(nèi)側(cè)面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)電源電池的隔膜，其特征在于所紡織而成可透水透氣的隔膜(7)具有濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種化學(xué)電源電池的隔膜，其特征在于該具有濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)的隔膜(7)的孔徑為20～400目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種化學(xué)電源電池的隔膜，其特征在于經(jīng)普通紡織工藝制成的隔膜(7)的紡織單絲絲線的直經(jīng)為0.02～0.4毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)電源電池的隔膜，其特征在于經(jīng)普通紡織工藝制成的隔膜(7)采用單絲紡織結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)電源電池的隔膜，其特征在于經(jīng)普通紡織工藝制成的隔膜(7)采用復(fù)絲紡織結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5或6所述的一種化學(xué)電源電池的隔膜，其特征在于；呈濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)的隔膜(7)厚度為0.05～0.8毫米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)電源電池的隔膜，其特征在于在電池(1)中，正極板(13)和隔膜(7)由外及里的層面結(jié)構(gòu)依次為外黑粉層(9)、帶有正極集流網(wǎng)鋼焊件(8)的正極集流網(wǎng)(10)、內(nèi)黑粉層(11)，催化劑層(12)和隔膜(7)，其隔膜(7)內(nèi)側(cè)面接觸電解液(15)和/或金屬(14)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)電源電池的隔膜，其特征在于所述市售抗氧劑和耐高溫劑分別為普通常用塑料助劑，在紡織線中其重量百分比含量均為0.08～5％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)電源電池的隔膜，其特征在于所述隔膜(7)以壓制、粘接方式緊貼在電池(1)的正極極板(13)中催化劑層(12)的內(nèi)側(cè)面上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種化學(xué)電源電池的隔膜。目的是提高隔膜的綜合使用性能和使用壽命。它位于液體循環(huán)式或非循環(huán)式金屬—空氣電池的電極極板處緊貼催化劑層的內(nèi)側(cè)，由聚乙烯、聚丙烯、聚脂、尼龍、聚氯乙烯中的任何一種同種材料或其相互組合所制成的單絲或復(fù)絲結(jié)構(gòu)的濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，該濾網(wǎng)采用平紋或斜紋結(jié)構(gòu)。采用本發(fā)明的一種化學(xué)電源電池的隔膜，具有抗氧化性強(qiáng)、抗高溫性強(qiáng)、抗疲勞度大、抗熱堿性優(yōu)和反復(fù)利用率高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M2/14GK1466233SQ0211465
公開日2004年1月7日 申請(qǐng)日期2002年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月3日
發(fā)明者徐楊, 劉秋雷, 楊 徐 申請(qǐng)人:徐楊, 劉秋雷, 楊 徐