專利名稱：密封Zn－Ni電池中疏水透氣膜的制法的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開了一種密封電池中消氣疏水透氣膜的制備方法。它屬于化學電源技術領域亦系高分子多孔體膜技術領域。
一、密封Zn-Ni二次電池具有高比能量、高比功率、原料來源豐富，成本低、使用安全、無污染、制造容易等優(yōu)點，是好的動力電池的候選者之一。國內外都在積極開發(fā)研究。它比鋰離子電池價格低很多，可大電流使用而且安全；比MH-Ni電池價格也便宜很多，原料易得、穩(wěn)定性好、工作電壓高400mV。目前，Zn-Ni電池的廣泛實際使用，還得解決兩個問題一是提高循環(huán)壽命，二是密封。前者已有大的進展，后者也有了內部消氣方法。
電池內部消氣法原理是Zn-Ni電池在充電時，在正極有兩個平行反應進行(1)(2)Ni電極可逆性較差，特別是在大電流充電的末期，(2)反應速度＞＞(1)反應速度，結果造成電池內O2壓增大，使電池漏液，甚至爆裂，電池難于密封。
解決此問題，有人采用內部消O2方法，即正極產生的O2，到負極去進行下面反應(3)消耗掉。
(3)正極產生的O2遷移到負極上，有兩條路，如附

圖1所示I條路是正極產生的O2穿過隔膜S，再到負極，通過極間內部遷移。
II條路是正極產生的O2離開電極到電池上部空間，再由緊貼負極的疏水透氣膜G進到負極的表面，進行反應(3)。疏水透氣膜G的作用，就是構筑O2通向負極的通道。由于隔膜S孔徑小，并且親水，氣體經過小孔，受到的阻力是相當大的，甚至是不可通過的。相反的是G膜非常疏水，孔中無溶液，氣體通過時受到的阻力就很小很小，路2速度＞＞路1的速度，加之G膜孔是均勻分布的，O2與Zn反應也將在負極上均勻進行。上述分析討論反映出疏水透氣膜對消除電池內部氣體起著非常重要的作用，是密封電池關鍵材料之一。本發(fā)明就是制備這種疏水透氣膜的一種方法。
二、疏水透氣膜的制法大致有兩種1.雙向拉伸法。以PTFE為例，先將常用的PTFE，經特殊法降解，制低分子量PTFE，將此做成薄片，再經過雙向拉伸機拉成薄而多孔的膜。此法設備貴，過程復雜，價格高，太薄，電池中難以使用。
2.浸取法。PTFE乳液加上成孔劑，輾壓成薄片，最后將薄片成孔劑浸出，即得產品。方法簡單，但強度欠佳，受壓時變形。
2.在復合乳液中加入成孔劑和助劑，混勻。成孔劑要求粒度很小，易于浸取。
3.破乳、輾壓成薄片。
4.對薄片進行熱處理。
5.熱處理后薄片浸取。
6.洗滌干燥，即得。
本發(fā)明與以往不同之處，在于采取兩項技術措施。
1.疏水物組成原料由原來單一的PTFE，改為PTFE和含氟共聚物組成的復合物。有利于熱處理。
2.加工中引入熱處理，使含氟共聚物形成牢固骨架，改進膜強度，在熱處理中，高聚物無分解發(fā)生。
此膜的孔徑主要決定于成孔劑的粒度，孔率決定于成孔劑與疏水性物質的比例。
透氣性能還與膜厚度有關。薄透氣量大，厚則少。
2. 300目過篩ZnO 8g60％PTFE乳液 4ml50％F46乳液 8ml按上法操作，亦得到產品。
在這兩片膜上，放上水或KOH溶液，則它們像在荷葉上一樣，形成水珠，而不潤濕此膜。另外，將此膜蓋在有水的燒杯上加熱，則沸水蒸汽就在膜上冒出。膜并未被潤濕。
權利要求
1.密封二次Zn-Ni電池中疏水透氣膜的制備方法，是由憎水性的PTFE乳液和含氟共聚物乳液組成復合物，再加上成孔劑、助劑、混勻，輾壓成薄片，熱處理，浸取出成孔劑等，制成疏水透氣膜。
2.按權利要求1，成孔劑的粒度應細到300目以下，并易浸出的無機化合物。它決定膜的孔徑大小。
3.按權利要求1中所述疏水透氣膜制法，其特點是采用復合的疏水復合物和進行熱處理，旨在增加膜骨架的強度，在受壓時不變形，有利于氣體遷移。
4.按權利要求1所制出膜，不同于雙向拉伸的膜，上、下、左、右、前、后六個面均有相通氣孔，使O2進入通暢，分布均勻，促進O2與鋅反應。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種密封Zn－Ni電池用的疏水透氣膜的制備方法。它是以PTFE、含氟共聚物、成孔劑和助劑為原料，經混練均勻，輾壓成薄片，在一定溫度下熱處理，最后薄片經浸取出成孔劑，洗凈晾干，即得到產品。此膜耐溫、耐堿、抗氧化、疏水性強，在電池中受壓時不變形，不影響氣體遷移，有助于電池中的O
文檔編號H01M2/14GK1462078SQ02120729
公開日2003年12月17日 申請日期2002年5月30日 優(yōu)先權日2002年5月30日
發(fā)明者邱德瑜, 朱亞萍, 沙永香, 高效岳, 唐琛明 申請人:江蘇海四達集團有限公司