镍氢电池隔阂专题研究 （绝密文件）
聚烯烃无纺布的类型
1，传统的湿法
纤维组成：PP，PP/PE
纤维巨细：15—20微米
特色：运用聚乙烯和聚丙烯的混合物，均匀性高，是从湿法造纸的出产方面开展而来，为满意PP和PE的结合，所以要运用直径相对大一些的纤维。
2，拼合纤维法
纤维组成：PP，PE+PEVOH
纤维巨细：2—8微米，15—20微米
特色：也是运用湿法制备的，但不同的是，运用水流进行纤维的拼合和缠结。因为在缠结进程中有针孔构成的问题，所以产品的定量最小值值要约束在约55g/m2。当拼合纤维细度直径为2—8微米时，则需求有较大直径的纤维经过交联以加强产品的强度。假如拼合不完善，同得不到均匀的产品。制备这种隔阂的原材料，既含有聚乙烯纤维，也含有聚丙烯纤维，在一些情况下还含有乙烯-乙烯醇共聚物纤维。
3，干法
纤维组成：纯PP
纤维巨细：8—12微米
特色：
4，熔喷法
纤维组成：纯PP
纤维巨细：1—5微米
特色：是将聚丙烯用熔喷的办法制成，一般不含有增加剂，所以不会下降电池功能。
聚烯烃无纺布的外表处理
聚烯烃无纺布材料一般都是疏水性的，在用作碱性电池隔阂前需求经过外表处理，以使其具有吸湿性。最常用的办法有：
1，用外表活性剂处理
是经过涂覆阴离子或非离子外表活性剂使其具有亲水性。此办法首要的缺陷在于外表活性剂会很快从隔阂中流失，对电池的电解液和电极形成污染，成果是隔阂成为憎水的，而且杂质的介入会形成电池功能的下降。
2，电晕放电
是将隔阂饱尝高压放电，使聚合物外表氧化的办法，以使其具有亲水性。此种处理方式的时刻不能太长，而且隔阂运用时刻一长吸水性会损失。
3，氟气处理
是将隔阂用在不生动的气体如氮或氩中稀释的氟气来处理，另一种反响的气体如二氧化硫也参加到混合气体中。用这种办法处理过的隔阂具有必定的亲水性，该法对隔阂的抗拉强度影响最小。
4，参加亲水性纤维
经过参加相对较少部分的亲水纤维，聚烯烃无纺布隔阂能够具有浸水性。一般运用的纤维是乙烯-乙烯醇的共聚物（PEVOH）。
5，磺化处理
这个进程包含对在硫酸或相似的化学溶剂中将无纺布进行外表的亲水处理。该进程将硫酸触摸纤维外表，但这也会因为化学氧化反响形成聚烯烃的降解。处理的成果会形成无纺布的抗拉功能下降。因为氧化反响形成的降解，所以只要聚乙烯掩盖的聚丙烯纤维能够运用，这样纤维直径被约束在15微米或更大。细的纯聚丙烯纤维不能够用此法处理。
6，对乙烯基进行接枝共聚合
在以上工艺中此法是最常用的办法。一切类型的无纺布隔阂都会被处理得具有有用且耐久的浸水性。一般选用辐射技能，在乙烯基上接枝丙烯酸是最有用的办法。辐射接枝工艺能产出均匀且亲水性的优秀隔阂，一起，能够进步无纺布隔阂的机械功能。该进程的另一个优势是给隔阂加上离子交换功能，然后进步电池的功能，例如充电后电量保存时刻和循环。
隔阂的功能
1,机械功能
抗拉强度是一个非常重要的参数，它随隔阂的结构，纤维的品种，纤维的直径和隔阂的定量而改变。外表处理也会影响隔阂的机械功能.
①熔喷法-接枝
定量（g/m2）：50
抗拉强度MD（N/m）：1200
延伸率（%）：20
②干法-接枝
定量（g/m2）：58
抗拉强度MD（N/m）：3500
延伸率（%）：20
③湿法-接枝
定量（g/m2）：58
抗拉强度MD（N/m）：3500
延伸率（%）：20
④湿法-磺化
定量（g/m2）：62
抗拉强度MD（N/m）：2100
延伸率（%）：11
⑤拼合纤维法-氟处理
定量（g/m2）：60
抗拉强度MD（N/m）：3700
延伸率（%）：25
⑥拼合纤维法中增加亲水纤维
定量（g/m2）：57
抗拉强度MD（N/m）：2000
延伸率（%）：20
抗拉强度在3000N/m以上的隔阂应用在卷式电池中没有问题的。假如抗拉强度小于2000N/m，则在电池进行卷绕时必定要注意避免隔阂受损而导致电池短路。熔喷法出产的隔阂只能用于方型电池，因为隔阂在电池出产进程中所受拉力并不严峻。运用辐射接枝法的一个特别的优点是能够进步隔阂的抗拉强度。②化学安稳性
为延伸电池运用寿数和操作牢靠，隔阂在电池内部有必要具有很高的化学安稳性。下图标明的是在三种接枝隔阂在温度70℃时浸在30%KOH溶液中时刻与抗拉强度的联系。为了比较该图中列出典型的尼龙隔阂浸泡所起的效果。这些成果标明尼龙的降解特性，一起清楚地标明聚烯烃材料的长时刻安稳性。别的，下表标明的是聚烯烃无纺布隔阂的抗拉功能即便在经过几百次充放电后也不会受影响。
③可浸水性
隔阂在电解液中的快速可浸水功能够确保电池出产的快速和有用。下表给出的是对镍氢电池的隔阂中优迁出的典型的吸液速度。这些数据清楚地标明一切的接枝无纺布隔阂均具有较好的可浸水性和滋润速度。而细纤维，孔径小的熔喷法制成的无纺布隔阂具有最高的滋润速度。该隔阂只要经过辐射接枝处理后才适用于方形电池，它们被开发应用在电动汽车上。了确保在循环进程中电池功能安稳，隔阂的浸水性有必要在电池的作业寿数期间不受影响。可是对外表的电晕放电和氟化处理无纺布隔阂其浸水功能会跟着时刻而退化。可是辐射接枝对聚烯烃材料是一个永久性的处理，它们能一向坚持浸水性。下图标明的是70℃时在KOH中时两种接枝聚丙烯无纺布隔阂和一种氟处理的无纺布隔阂的滋润速度与时刻的函数联系图。成果标明接枝的无纺布隔阂在坚持浸水上是最好的。
④电解液的吸收及坚持
关于电池功能来说隔阂吸收及坚持电解液的才能是一个重要参数。抱负的电池功能中隔阂有必要具有对电解液的吸收率高且均匀。进一步说，为了确保长循环寿数，隔阂有必要能够坚持满足的电解液，以避免在循环中隔阂干凅。下表给出的是定量大约60g/m2的隔阂对电解液的吸收和保存的数据。电解液的坚持才能的丈量是经过将隔阂经过压力加压后挤出的电解液的量测出的。为了使电池的循环寿数最长，电解液的保存要尽量的多。
1，电解熔喷法-接枝
电液的吸收与保存：300（g/m2）
电解液的保存：19.7（g/m2）
电解液保存率（%）:6.6
2，干法-接枝
电液的吸收与保存：190（g/m2）
电解液的保存：14.8（g/m2）
电解液保存率（%）:7.8
3，湿法-接枝
电液的吸收与保存：160（g/m2）
电解液的保存：9.3（g/m2）
电解液保存率（%）:5.8
4，湿法-磺化
电液的吸收与保存：140（g/m2）
电解液的保存：8.8（g/m2）
电解液保存率（%）:5.7
5，拼合纤维法-接枝
电液的吸收与保存：180（g/m2）
电解液的保存：13.7（g/m2）
电解液保存率（%）:7.6
6，拼合纤维法-氟处理
电液的吸收与保存：230（g/m2）
电解液的保存：12.6（g/m2）
电解液保存率（%）:5.5
7，拼合纤维法加亲水纤维
电液的吸收与保存：210（g/m2）
电解液的保存：14.3（g/m2）
电解液保存率（%）:6.8
对电解液的保存才能影响首要是纤维的直径巨细，纤维的直径一起也是操控隔阂孔径的要素。关于方形电池，熔喷法制造的无纺布隔阂是最好的挑选，而关于密封卷式电池，干法无纺布隔阂是最好的挑选.
⑤杂质别离/自放电功能
镍氢电池自放电较大。可是运用接枝和磺化的聚烯烃无纺布隔阂的镍氢电池自放电率可到达镍镉电池的水平。这个功能进步的一个原因是聚烯烃无纺布隔阂的化学安稳性较强，能够避免电池的污染，而杂质是形成自放电加快的原因。例如，尼龙隔阂会因为杂质中的氮的介入而使电池自放电加快。别的，辐射接枝聚烯烃无纺布隔阂的一个非常重要的特色是：有用地下降导致加快自放电的杂质含量。有材料标明这类隔阂的离子交换特性可吸收和阻挠金属离子和氨等杂质。这些污染在电池中会形成电极的腐蚀，就向电极内部有杂质相同。例如，在正极中硝酸盐杂质或许削减而到负极中变成氨，然后加快自放电。这便是所谓的氮传导反响。
接枝隔阂对氨的吸收才能:
1,湿法-接枝
氨的吸收才能（NH3mmol/g):3.0
2,拼合纤维法-接枝
氨的吸收才能（NH3mmol/g):3.6
3,干法-接枝
氨的吸收才能（NH3mmol/g):4.0
4,熔喷法-接枝
氨的吸收才能（NH3mmol/g):5.2
5,熔喷法-无接枝
氨的吸收才能（NH3mmol/g):0
70℃下镍氢电池储存7天后充电坚持才能:
1,接枝PP
充电率（%）:80
2,氟处理
充电率（%）:54
3,Corona discharge PP
充电率（%）:50
