[發明專利]電池隔板以及含有該隔板的電池

無效

• 申請號: 95121514.0
• 申請日: 1995-11-04
• 公開（公告）號: CN1128411A
• 公開（公告）日: 1996-08-07
• 發明（設計）人: P·J·迪根;J·Y·李
• 申請（專利權）人: 帕爾公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 吳大建

本發明涉及了電池隔板及其制造方法，以及含有該電池隔板的缺乏電解質的電池。具體地說，本發明可直接利用一個電池隔板，其能夠很熔易地被電解質浸濕，甚至當被電解質浸濕后，電池隔板具有較高的抗拉強度。

各種各樣的產品，從消費者使用的電子產品到靠電池供電的電動汽車，都是使用電化學能源的。類似地，已有大量的一次和二次電池被設計出來或加以推薦以用于各種各樣的場合。例如，如下電化學體系是已知的：AgO/Zn，Ag₂O/Zn，HgO/Zn，HgO/Cd，Ni/Zn，Ni/Cd，Ni/MH，以及Zn/air。

電池是一種能把電化學能轉換成直流電流的裝置，并且能特指明為一次電池或二次電池。在一次電池和二次電池之間的差異表現在所采用的電化學活性材料的類型上。一次電池和燃料電池被定義為電池設備，它是通過化石燃料的氧化以及電化學衍生物產生電流的。參見Kirk-Othmer?Encyclopedia?of?ChemicalTechnoloqy，3,545?et?Seq.(1978)。因此，當燃料或電化學活性材料全部耗盡時，電池的壽命也就終結了。另一方面，二次電池是通過可逆的化學反應產生電流的，因此，可以使用外部電流在與普通電流反方向上對電池進行充電。同上在569。

電池組是由一個或多個原電池制成的。在原電池最基本形式中，它是由一對極板，稱為一個陽極和一個陰極，一個電池隔板，以及電解質組成。當負載接到電池上時，通過陽極的氧化作用就產生了電子。所產生的電子通過負載然后返回到原電池的陰極，在陰極處還原。

在這樣的原電池中，電解質溶液即包含電解質溶液是一種在極板間進行物質傳遞的介質。電池隔板的主要功能是防止極板之間的物理接觸并保持電解質溶液。在缺乏電解質的原電池中，隔板整個占有極板間的空間，并且電解質溶液全部含在電池隔板中。因此，隔板起到了存貯電解質溶液的作用。

對于這種電化學體系的電池隔板希望其具有各種各樣的特性。例如，為了進行調節并且完整地保留住電解質溶液(典型情況下是水溶液)，電池隔板應是自然的，均勻的和永久的濕潤的。電池隔板的天然可濕性確保了在電池制造期間電池隔板對電解質溶液的吸收作用使其不會出現不吸收電解質的斑點，如在電池隔板中出現氣泡或氣袋，或其他情況下出現的高阻力斑點，其將對電池隔板的性能產生有害作用。電池隔板的均勻可濕性確保其具有穩定的性能，因此由工廠生產制造出來的使用這種隔板的電池將具有穩定地和可預測的特性。電池隔板的永久可濕性確保了其在超過電池的使用壽命后，電池隔板將不產生缺少電解質的斑點，如在電池隔板中出現氣泡或氣袋，或其他情況下，高阻力斑點引起的非均勻液流分布，其將對電池隔板產生變化以及有害的影響作用。

電池隔板還應具有形狀的穩定性，以及更好地是在加入電解質溶液時不產生較大地膨脹或收縮。當然，我們業已發現，原電池中的電池隔板對于通常的電解質不起化學作用，此外，在溫度為-40℃至+70℃范圍內，電池的有效性使用大約10年左右時間內，電池隔板應是有用的。另外，電池隔板應有較高的機械強度，特別是當用電解質浸濕后。采用傳統的制造工藝，把電池隔板放入電池中。

這種電池隔板的另一個所希望的特征是在于有一個小的電解質阻值，更好的電阻小于350mΩ-cm²，例如約為100-350mΩ-cm²，或甚至60mΩ-cm²或更小，以上阻值是在23℃，1000Hz，30％KOH條件下測得的，或是依據一個給定原電池的規格來測定的。小的電解質阻值在許多情況下是重要的。例如，如果電解質阻值太大，電池的功率輸出就相應地減少了。

電池隔板的電解質阻值與電解質通過隔板的能力直接相關。另外，這個阻值取決于包含在隔板中電解質的量。由于這個原因，更好地電池隔板已被設計出來，以使電池隔板迅速地和全部地被電解質溶液浸濕。換句話說，電池隔板應具有高的毛細作用和被全部浸濕作用。此外，為了便于電池容易制造，當溶液加入到隔板時，電池隔板應能快速地吸收電解質溶液，因而，從隔板中排出空氣，以使隔板全部地以及均勻地吸入電解質。另外，對電池隔板較高希望是其應具有較高的和穩定的吸收能力，即它能夠吸收大量的電解質溶液。更好地情況下，一電池隔板應能吸收量為其本身重量的100-500％。