专利名称：一种化学电源电池的隔膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及液体循环式或非循环式金属—空气电池中正负级之间绝缘透气透液的隔膜，即一种广泛适用于化学电源电池的隔膜。
在
背景技术：
中，市场上所使用的化学电源电池中，其正负级之间绝缘隔膜的材质采用纤维素膜、聚乙烯隔膜、聚丙烯膜、陶瓷隔膜、尼龙无纺布膜等；其隔膜的结构为接枝型膜或离子型膜，目的都是使隔膜离子导电，通过离子介质同时隔绝水和气；其工艺采用压制成型或吹塑、滚压成型，均为非纺织物；其厚度很薄，很似常用的普通白色塑料包装袋。由于上述背景技术中的隔膜在目的、制作工艺、结构上的要求和特点，使用于非充电式锌-空气电池中，其隔膜存在以下不足(1)抗氧化性差；(2)耐高温性差；(3)强度低、易破损；(4)抗热碱性差；(5)重复利用率低；(6)容易堵塞隔膜表面微孔；(7)表面易积存放电产物，流通性能逐渐降低。
本发明的
发明内容
本发明的目的是研制一种广泛适用于化学电源电池中的隔膜，尤其适用于液体循环式锌—空气金属电池中的隔膜，以便解决上述背景技术中存在的问题，降低隔膜电阻，提高抗氧化性能、耐高温性能、强度性能、抗热碱性能、重复利用率、使用表面光洁度以及提高隔膜的使用寿命和综合使用性能。
本发明的技术方案一种广泛应用于化学电源电池的隔膜，主要由聚乙烯、聚丙烯、聚脂、尼龙、聚氯乙烯、纤维素的同种材料或其相互组合材料所制成，这些材料中含有市售的抗氧化剂和耐高温剂，将上述带有抗氧化剂和耐高温剂的同种材料或其互相混合材料经塑料加工机制成丝线，再经普通纺织工艺制成隔膜(7)，该隔膜(7)紧贴在电池(1)的电极极板13中催化剂层(12)的内侧面上。
所纺织而成可透水透气的隔膜(7)具有滤网结构。
该具有滤网结构的隔膜(7)的孔径为20～400目。
经普通纺织工艺制成的隔膜(7)的纺织单丝丝线的直经为0.02～0.4毫米。
经普通纺织工艺制成的隔膜(7)采用单丝纺织结构。
当然，经普通纺织工艺制成的隔膜(7)也可采用复丝纺织结构。
呈滤网结构的隔膜(7)厚度为0.05～0.8毫米。
在电池(1)中，正极板(13)和隔膜(7)由外及里的层面结构依次为外黑粉层(9)、带有正极集流网钢焊件(8)的正极集流网(10)、内黑粉层(11)，催化剂层(12)和隔膜(7)，其隔膜(7)内侧面接触电解液(15)和/或金属(14)。
所述市售抗氧剂和耐高温剂分别为普通常用塑料助剂，在纺织线中其重量百分比含量均为0.08～5％。
所述隔膜(7)以压制、粘接方式紧贴在电池(1)的正极极板(13)中催化剂层(12)的内侧面上。
本发明的有益效果是(1)由于采用纺织工艺制成具有滤网结构的隔膜，故除了具有绝缘性能外，还具有透气、透液性能，克服了以往技术中不能采用透水、透气结构隔膜的偏见，产生了意想不到的效果。(2)由于采用可纺织带有抗氧化剂和耐高温剂的隔膜，故提高了抗氧化性能和耐高温性能。(3)由于采用可纺织具有滤网结构的隔膜，故在电池工作中流动性能增强，微孔不易堵塞，避免了隔膜易残留放电物质可带来的问题，大大提高了抗高温性能、抗热碱性能。(4)由于采用纺织工艺，故隔膜厚度范围可增大，提高了其抗疲劳强度性能，又因其具有流动性能好的特点，故隔膜使用中表面光洁度和重复利用率大大提高。(5)由于具有滤网结构，电解液可顺利通过，故隔膜具有电阻为零的效果，克服了过去隔膜电阻较大，导致电池内部工作效率低的问题。
本发明的
图1为气体循环式金属-空气电池技术实施方案的原理示意图。图2为图1中金属-空气电池1内的液体循环式结构工作原理示意图。图3为图2中A局部放大剖视图，也是电池(1)中正极极板及隔膜剖面示意图。图4为隔膜(7)纺织为平纹结构完全组织示意图。图5为隔膜(7)纺织为经面斜纹结构完全组织示意图。图6为隔膜(7)纺织为纬面斜纹结构示意图。
本发明的具体实施方案参见图1，过滤器经风机4并联氧气贮存器5、制冷器6和电池1输入端，电池1输出端经管道2连通风机4输入端，阀门3装在管道2上。工作原理是这样的，当调整过滤器后面阀门3和氧气贮存器5上的阀门3就能控制进入电池1中的气体流量和氧气含量，以达到调整电池1的输出电功率的目的，根据工作环境、温度调整制冷器6的工作状态，电池1不论采用液体循环式或液体非循环式，还是采用本发明人以前所申请公开的所有有关电池的专利中，本发明的隔膜(7)均适用。参见图2的液体循环式金属-空气电池结构，电池的正极板13的外侧与空气相接触，内侧与金属14和电解液相接触。贮存槽中的电解液15经管道与泵的输入端相连，输出端与放置金属14的容器相连而形成一个液体循环式结构。参见图3，在电池1上的正极极板13中，隔膜7紧贴压制在催化剂层12内侧面上，正极板13是由外黑粉层9、带有正极集流网钢焊件8的正极集流网10、内黑粉层11由外及里层面接触压制而成，在实际中，隔膜7与正极极板13同时冷压或热压制作，这样工艺简单，以隔绝电源正负板(即正极集流网10和负极金属)，隔膜7内侧面接触的是电解液15和金属14，金属14为锌、锅、镁、钠、……等，呈粒、片、箔、板等形状，隔膜7透气透液(水)不影响电池1正常工作。图4所示，此隔膜7采用平纹结构，即每根经线13在每根纬线14上按一上一下规律来回交替，图中“口”表示经线13浮在纬线14上，“口”表示纬线14在经线13上。图5所示，此隔膜7采用经面斜纹结构，即一个完整组织内至少要有三根纬线14和三根经线13相互交织，且每根经线13上只能有一个纬组织点且斜纹由经浮长组成。参见图6，此隔膜7采用纬面斜纹结构，一个完整组织内至少要有三根纬线14和三根经线13相互交织，且每根经线13上只能有一个经组织点且斜纹由纬浮长组成。
此隔膜7滤网的孔径为20～400目，单丝丝线直径为0.02～0.4毫米。
此隔膜7滤网的厚度为0.05～0.8毫米。隔膜7所使用的纺织线中，抗氧化剂和耐高温剂用市场上销售普通常用的剂型即可，其在纺织线中的重量百分比含量均为0.08～5％。
权利要求
1.一种化学电源电池的隔膜，主要由聚乙烯、聚丙烯、聚脂、尼龙、聚氯乙烯、纤维素的同种材料或其相互组合材料制成，其特征在于这些材料中含有市售的抗氧化剂和耐高温剂，将上述带有抗氧化剂和耐高温剂的同种材料或其互相混合材料经塑料加工机制成丝线，再经普通纺织工艺制成隔膜(7)，该隔膜(7)紧贴在电池(1)的电极极板13中催化剂层(12)的内侧面上。
2.根据权利要求1所述的一种化学电源电池的隔膜，其特征在于所纺织而成可透水透气的隔膜(7)具有滤网结构。
3.根据权利要求2所述的一种化学电源电池的隔膜，其特征在于该具有滤网结构的隔膜(7)的孔径为20～400目。
4.根据权利要求1或2所述的一种化学电源电池的隔膜，其特征在于经普通纺织工艺制成的隔膜(7)的纺织单丝丝线的直经为0.02～0.4毫米。
5.根据权利要求1所述的一种化学电源电池的隔膜，其特征在于经普通纺织工艺制成的隔膜(7)采用单丝纺织结构。
6.根据权利要求1所述的一种化学电源电池的隔膜，其特征在于经普通纺织工艺制成的隔膜(7)采用复丝纺织结构。
7.根据权利要求1或2或5或6所述的一种化学电源电池的隔膜，其特征在于；呈滤网结构的隔膜(7)厚度为0.05～0.8毫米。
8.根据权利要求1所述的一种化学电源电池的隔膜，其特征在于在电池(1)中，正极板(13)和隔膜(7)由外及里的层面结构依次为外黑粉层(9)、带有正极集流网钢焊件(8)的正极集流网(10)、内黑粉层(11)，催化剂层(12)和隔膜(7)，其隔膜(7)内侧面接触电解液(15)和/或金属(14)。
9.根据权利要求1所述的一种化学电源电池的隔膜，其特征在于所述市售抗氧剂和耐高温剂分别为普通常用塑料助剂，在纺织线中其重量百分比含量均为0.08～5％。
10.根据权利要求1所述的一种化学电源电池的隔膜，其特征在于所述隔膜(7)以压制、粘接方式紧贴在电池(1)的正极极板(13)中催化剂层(12)的内侧面上。
全文摘要
本发明公开了一种化学电源电池的隔膜。目的是提高隔膜的综合使用性能和使用寿命。它位于液体循环式或非循环式金属—空气电池的电极极板处紧贴催化剂层的内侧，由聚乙烯、聚丙烯、聚脂、尼龙、聚氯乙烯中的任何一种同种材料或其相互组合所制成的单丝或复丝结构的滤网结构，该滤网采用平纹或斜纹结构。采用本发明的一种化学电源电池的隔膜，具有抗氧化性强、抗高温性强、抗疲劳度大、抗热碱性优和反复利用率高的优点。
文档编号H01M2/14GK1466233SQ0211465
公开日2004年1月7日 申请日期2002年7月3日 优先权日2002年7月3日
发明者徐杨, 刘秋雷, 杨 徐 申请人:徐杨, 刘秋雷, 杨 徐