專利名稱：堿性聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種堿性高分子電解質(zhì)薄膜，尤其指由親水性聚乙烯醇(PVA)摻合聚環(huán)氧氯丙烷(PECH)而構(gòu)成可應(yīng)用于鋅-空氣電池的堿性高分子電解質(zhì)薄膜。
背景技術(shù)：
電池內(nèi)部的隔離膜，是電池最重要的一種材料。因?yàn)殡姵乩酶綦x膜來(lái)隔離正極和負(fù)極間的電子移動(dòng)，以達(dá)成避免發(fā)生短路，而且，隔離膜含浸有電解液，可提供正極和負(fù)極間的離子移動(dòng)，使得電池產(chǎn)生電位而提供電能。
但是，目前現(xiàn)有電池所使用的隔離膜，卻存在著厚度過(guò)厚的缺點(diǎn)，大約占據(jù)電池總厚度的40％以上，導(dǎo)致本領(lǐng)域技術(shù)人員必須先解決和克服隔離膜的厚度問題后，電池才可符合電子產(chǎn)品追求輕、薄、短、小的目標(biāo)，同時(shí)，含浸在電池隔離膜上的電解液，仍經(jīng)常有漏液的問題，會(huì)導(dǎo)致縮短電池的使用壽命。
為解決電池所使用的隔離膜上述缺點(diǎn)，提高電池的性能，在專利文獻(xiàn)中，有數(shù)篇專利揭露了關(guān)于電池隔離膜的研究及發(fā)明，但大都以聚烯烴類不織布作為隔離膜的材料。
例如，美國(guó)專利US 5,585,208和美國(guó)專利US 5,830,601，揭露以聚乙烯醇(PVA)與堿性金屬氫氧化物和水共聚合生成固態(tài)高分子電解質(zhì)，可應(yīng)用為電池的隔離膜，以提高電池的性能及使用壽命。
美國(guó)專利US 6,444,367，揭露一種高潤(rùn)濕性的不織布，應(yīng)用于可充電堿性電池的隔離膜。
美國(guó)專利US 5,401,594，提到使用親水性不織布，以復(fù)合聚酰胺(POLYAMIDE)高分子和聚烯烴類纖維，來(lái)控制及調(diào)整隔離膜的柔軟度和吸水性。
歐洲專利EP 0680107，以合成一面為親水性聚烯烴高分子，而另一面為部分疏水性聚烯烴高分子的隔離膜，應(yīng)用于鎳氫二次電池。
歐洲公開EP 0710994，公開一種厚度15微米以下的隔離膜，將接枝聚合單體接枝于不織布表面上，使得隔離膜具有高吸水性。
歐洲專利EP 0834938，揭示堿性電池隔離膜具有一層親水性不織布，以熱熔融(heat-fusing)和氫糾結(jié)法(hydrogen-entangling)來(lái)合成高強(qiáng)度的聚烯烴不織布，使電池隔離膜具有優(yōu)異的斷裂強(qiáng)度(breakingstrength)以及優(yōu)異的電解液吸附性。
然而，以上所述的現(xiàn)有技術(shù)中，均未揭示以聚乙烯醇(polyvinylalcohol，PVA)及聚環(huán)氧氯丙烷(Polyepichlorohydrin，PECH)為原料、并且在二甲基亞砜DMSO(Dimethyl sulfoxide)溶劑下，共同摻合反應(yīng)制成高分子電解質(zhì)薄膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種堿性高分子電解質(zhì)薄膜的制法，由親水性聚乙烯醇(PVA)摻合聚環(huán)氧氯丙烷(PECH)而生成的堿性高分子電解質(zhì)薄膜具有高機(jī)械強(qiáng)度以及電化學(xué)穩(wěn)定度極佳，在常溫下，其離子導(dǎo)電度可達(dá)0.01S/cm以上，可以取代傳統(tǒng)的聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)不織布隔離膜與氫氧化鉀(KOH)電解質(zhì)。而且，本發(fā)明的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，以及再以玻璃纖維布為基材而制成的復(fù)合式堿性聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜，都可應(yīng)用在一次及二次堿性鋅錳(Zn-MnO2)電池、各種金屬-空氣電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鎳鋅電池、燃料電池等堿性電池系統(tǒng)以及堿性電容器(capacitors)。
本發(fā)明所揭示的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，是由親水性聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，PVA)摻合聚環(huán)氧氯丙烷(Polyepichlorohydrin，PECH，-(CH(CH2Cl)CH2-O)n-)而制成。
其中，聚乙烯醇的分子式結(jié)構(gòu)(-(CH2-CH-OH)n-)，是以共價(jià)鍵和氫鍵所結(jié)合的半結(jié)晶性高分子，可阻隔電子的傳導(dǎo)，是一種柔軟性相當(dāng)高的高分子材料。聚乙烯醇(PVA)由于具有氫氧根(Hydroxylgroups，OH-)，所以，親水性相當(dāng)高，與同樣具有氫氧基的水及氫氧化鉀(KOH)，有相當(dāng)好的兼容性。而且，離子在聚乙烯醇高分子鏈內(nèi)移動(dòng)，是利用金屬離子與高分子主鏈(backbone)的強(qiáng)偶合作用力(couplinginteraction)產(chǎn)生配位結(jié)合，在有電位差之下，使得離子在聚乙烯醇高分子鏈內(nèi)移動(dòng)和傳輸。
而聚環(huán)氧氯丙烷是具有高溶解性的高分子，玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)為-40℃，在室溫下具有相當(dāng)好的柔軟性，而且具有非常高的耐酸、耐堿以及耐候的性質(zhì)。聚環(huán)氧氯丙烷的主鏈上有氯離子基(Cl-)，在氫氧化鉀水溶液中，會(huì)與溶液中的氫氧根離子(OH-)進(jìn)行陰離子交換，由于氫氧根離子的離子轉(zhuǎn)移系數(shù)很高，所以，有助于提高離子導(dǎo)電度。
本發(fā)明利用聚乙烯醇和聚環(huán)氧氯丙烷的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，在特定的條件下，將聚乙烯醇和聚環(huán)氧氯丙烷摻合反應(yīng)制備成堿性高分子電解質(zhì)薄膜，由于聚乙烯醇和聚環(huán)氧氯丙烷都有親水特性，彼此的氫鍵結(jié)合力很強(qiáng)，所以，摻合度非常高，而且摻合后的高分子電解質(zhì)薄膜，除了具有如聚乙烯醇的高導(dǎo)電度的外，并具有聚乙烯醇及聚環(huán)氧氯丙烷的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，即具有高的離子導(dǎo)電度及良好的機(jī)械強(qiáng)度、電化學(xué)穩(wěn)定度、耐候及耐酸堿性。
由聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷而生成的高分子電解質(zhì)薄膜，具有非常微小的孔洞，故具有高氧氣阻隔性，將其應(yīng)用于鋅-空氣電池上，可隔絕空氣中的氧氣透過(guò)隔離膜進(jìn)入到負(fù)極與鋅反應(yīng)產(chǎn)生氧化，可以增加電池的壽命。
而且，氫氧化鉀電解液含浸于本發(fā)明的高分子電解質(zhì)薄膜中，可長(zhǎng)期保持凝膠(gel)狀態(tài)，長(zhǎng)時(shí)間置放在電池內(nèi)部也不會(huì)干固，可以延長(zhǎng)電池的保存壽命(storage life)，同時(shí)，可解決一般氫氧化鉀電解液在聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)隔離膜中會(huì)滲出而造成電池的堿液漏出的問題。
尤其，本發(fā)明所揭示的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，在常溫下，其離子導(dǎo)電度可達(dá)0.01S/cm以上，置于高溫下，同樣具有很高的導(dǎo)電度及電化學(xué)穩(wěn)定性。應(yīng)用在鋅-空氣電池時(shí)，電池的性能和放電速率、電容量等性能，都比聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)隔離膜更好。
本發(fā)明所揭示的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，其制造流程如圖1所示，其制造方法包括以下各步驟a.選用平均分子量范圍為10,000～120,000及純度在80～99％的聚乙烯醇為原料，無(wú)論其為粒狀或粉狀均可適用。其中，聚乙烯醇的最佳實(shí)施例為平均分子量在20,000～80,000之間；以及，選用平均分子量范圍為100,000～1,000,000及純度在50％以上的聚環(huán)氧氯丙烷為另一原料，無(wú)論其為粒狀或粉狀均能適用；溶劑得選用水、或分子量為78g/mole的二甲基亞砜(Dimethyl sulfoxide，DMSO，-(CH3)2SO)或二甲基甲酰胺(Dimethylformamide，DMF)有機(jī)溶劑，需為液狀才能適用；將1～30％選用的聚乙烯醇，溶解于70～90％的二甲基亞砜溶劑或水中，另將1～30％選用的聚環(huán)氧氯丙烷，另外溶解于70～90％二甲基亞砜溶劑或其它的有機(jī)溶劑、水等中；b.在40～80℃溫度下，溶解時(shí)間約60～100分鐘，使聚乙烯醇及聚環(huán)氧氯丙烷可以分別完全溶解于二甲基亞砜溶劑中，然后，在40～80℃下，混合聚乙烯醇及聚環(huán)氧氯丙烷兩高分子溶液，在100～1500轉(zhuǎn)速每分鐘(rpm)的攪拌下，進(jìn)行摻合反應(yīng)，時(shí)間約10～15分鐘，以制得摻合后的高分子粘液；c.將前步驟摻合后的高分子粘液，涂布于玻璃板上控制所需的濕薄膜膜厚，或?qū)⒋烁叻肿诱骋旱谷肱囵B(yǎng)皿中，依所需的膜厚，控制倒入適量的高分子粘液；d.將前步驟的玻璃板或培養(yǎng)皿，置于30～70℃、5～30RH％環(huán)境下，進(jìn)行恒溫恒濕干燥，將溶劑二甲基亞砜完全揮發(fā)掉，即成型成膜，干燥時(shí)間約為60～180分鐘；e.將所成型的高分子薄膜，浸漬在為20～50％(重量)及純度85％以上的氫氧化鉀(KOH)或堿金屬氫氧化物水溶液內(nèi)，時(shí)間約1～24小時(shí)，即成為堿性固態(tài)高分子電解質(zhì)薄膜。其中，堿金屬氫氧化物水溶液可以為氫氧化奈(NaOH)水溶液、氫氧化鋰(LiOH)水溶液、混合式堿金屬氫氧化物(例如KOH+Li-OH)水溶液或有機(jī)堿化合物水溶液等。
此外，在上述a步驟中，聚乙烯醇可以添加奈米級(jí)粒子或粉末，其中，所加入的奈米級(jí)粒子，可以是親水性二氧化硅、二氧化鈦等金屬氧化物材料，以改善聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜的離子導(dǎo)電度、電化學(xué)穩(wěn)定度以及機(jī)械強(qiáng)度。
而且，本發(fā)明所揭示的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，在制造過(guò)程中，可加入厚度20μm～800μm的玻璃纖維布、聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)多孔性薄膜及尼龍(Nylon)多孔性薄膜等基材，并制備成復(fù)合式堿性固態(tài)高分子電解質(zhì)薄膜，借以再提高堿性高分子電解質(zhì)薄膜的機(jī)械強(qiáng)度、熱安定性及電化學(xué)穩(wěn)定性。但是，玻璃纖維布在加入之前，需要預(yù)先做親水性處理，必須要在甲醇(CH3OH)、或乙醇(C2H5OH)中煮沸一段時(shí)間。


圖1為本發(fā)明的堿性固態(tài)聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜的制作流程圖。
圖2為本發(fā)明的堿性聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜的交流阻抗分析圖(Nyquist plot)。
圖3為本發(fā)明的堿性聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜在-1.5～1.5伏特之間的循環(huán)伏安圖(cyclic voltammetry)，其電位掃瞄速率為1mV/s。
圖4為以本發(fā)明的堿性聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜，在25℃、60RH％環(huán)境下，含浸32％(重量)的氫氧化鉀水溶液中，在10～70個(gè)小時(shí)之間，吸收度及導(dǎo)電度的變化圖。
圖5為本發(fā)明的堿性聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜的鋅-空氣電池的放電電壓曲線圖，并搭配不同比例配方的堿性固態(tài)聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)做電池電性比較分析。
圖6為本發(fā)明的堿性聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜的鋅-空氣電池，在不同放電速率下的放電電壓變化曲線圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一依照不同比例配方(PVA∶PECH＝1∶1.0；PVA∶PECH＝1∶1.5；PVA∶PECH＝1∶2.0)，精稱5.0g的聚乙烯醇至裝有30ml二甲基亞砜的反應(yīng)器中。在60℃溫度下反應(yīng)1小時(shí)，使其完全溶解。將5～10g的聚環(huán)氧氯丙烷溶于30ml二甲基亞砜在反應(yīng)器中。在60℃下反應(yīng)1小時(shí)，使其完全溶解，并將其倒至聚乙烯醇反應(yīng)器中。
將反應(yīng)器升溫至50～70℃，并控制摻合時(shí)間在30分鐘以內(nèi)。將反應(yīng)完的黏稠高分子液倒入培養(yǎng)皿(直徑為10cm)中，固定重量(取約5～10g的摻合高分子溶液)，并置于恒溫恒濕箱中，控制于濕度5RH％，溫度80℃下，時(shí)間約12小時(shí)。之后，將培養(yǎng)皿取出置放于大氣中1小時(shí)，將成膜的高分子薄膜取下稱重，并將其浸泡于32重量(wt.)％氫氧化鉀水溶液中12～24小時(shí)，取出以無(wú)塵紙吸干表面液體后稱重，計(jì)算其吸收溶液的百分比例(％)，即吸收度，以數(shù)字測(cè)厚計(jì)測(cè)量膜厚，所測(cè)得的厚度約為0.02cm。
導(dǎo)電度的測(cè)試以電化學(xué)阻抗分析儀AUTOLAB FRA(兩極式不銹鋼電極、頻率掃瞄范圍在100kHz～0.1Hz間，頻率振幅(amplitude)為10mV)，測(cè)量不同比例組成的堿性固態(tài)聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜的離子導(dǎo)電度，所得交流阻抗圖的結(jié)果，如圖2所示。
由圖2可知，堿性固態(tài)聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜，在常溫下的電阻值(Rb)為1.18ohm，在40℃、50℃、60℃及70℃的電阻值(Rb)，分別為1.15ohm、1.09ohm、1.03ohm及1.01ohm，而量測(cè)薄膜的面積為0.785cm2，再以下列公式(1)計(jì)算其離子導(dǎo)電度(σ)σ＝l/(R×A)公式(1)其中σ導(dǎo)電度(1/歐姆-cm，S/cm)，l膜厚(cm，cm)，R電阻(歐姆，ohm)A量測(cè)面積(平方cm，cm2)在不同溫度下的離子導(dǎo)電度變化，結(jié)果如表一所示，其中，堿性固態(tài)聚乙烯醇/聚環(huán)氧氯丙烷摻合比例為(1∶1.0)的薄膜，在常溫下的離子導(dǎo)電度(σ)，大約為0.02S/cm。
表一 電化學(xué)穩(wěn)定度測(cè)試以Autolab GPES掃瞄，測(cè)試不同化學(xué)組成的高分子電解質(zhì)(聚乙烯醇/聚環(huán)氧氯丙烷)的循環(huán)伏安圖。所得結(jié)果如圖3所示。(注該Autolab GPES為二極式方法量測(cè)，電位范圍為-1.5～1.5V，掃瞄速率1mV/s，以不銹鋼電極(stainless steel，SS 316)為工作電極)。
由圖3可知，在常溫下，本發(fā)明的堿性聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜，在工作電壓-1.0～1.0V范圍內(nèi)都沒有任何氧化及還原反應(yīng)發(fā)生，即沒有任何的法拉第電流(Faradic current flow)產(chǎn)生，代表此高分子電解質(zhì)膜在此區(qū)域內(nèi)具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性。
機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試
利用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)量機(jī)械強(qiáng)度，測(cè)試時(shí)以200mm/min的拉伸速度進(jìn)行，在25℃、60RH％環(huán)境下來(lái)測(cè)量此固態(tài)高分子電解質(zhì)的拉伸機(jī)械強(qiáng)度，結(jié)果如表二所示。
表二 實(shí)施例二取實(shí)施例一中不同比例配方的堿性固態(tài)聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜，將其裁剪成5cm×5cm大小尺寸，并浸泡于重量比為32％(重量)的氫氧化鉀水溶液中。
含浸時(shí)間對(duì)于高分子電解質(zhì)薄膜的氫氧化鉀水溶液含量變化，如圖4(A)所示。而含浸時(shí)間對(duì)于高分子電解質(zhì)薄膜的離子導(dǎo)電度的影響如圖4(B)所示。
從圖4(A)中可知，堿性固態(tài)聚乙烯醇/聚環(huán)氧氯丙烷摻合比例為(1∶1.0)的薄膜，氫氧化鉀溶液吸附量最高，在10小時(shí)的后，吸收率可達(dá)60％以上，而堿性固態(tài)聚乙烯醇/聚環(huán)氧氯丙烷摻合比例為(1∶1.5或1∶2)的薄膜，吸附量都在40～60％(重量)。
由圖4(B)中也可看出，當(dāng)堿性固態(tài)聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜浸泡于氫氧化鉀溶液時(shí)，吸收時(shí)間增加，離子導(dǎo)電度也同時(shí)增加，其中堿性固態(tài)聚乙烯醇/聚環(huán)氧氯丙烷摻合比例為(1∶1.0)的導(dǎo)電度最高，在10小時(shí)后導(dǎo)電度可達(dá)0.03S/cm。
實(shí)施例三量稱3g含有60％(重量)鋅粉的鋅凝膠(zinc gel)當(dāng)作負(fù)極，搭配以碳粉所制備的空氣電極當(dāng)作正極，組裝成鋅-空氣電池，同時(shí)取實(shí)施例一中不同比例配方的堿性固態(tài)聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜當(dāng)作電解質(zhì)，置于鋅極與空氣電極的間，以壓克力模具組裝成長(zhǎng)為3cm、寬為2cm，面積為6cm2的鋅-空氣電池，并在不同放電速率，即C/5、C/10、C/20不同電流下，進(jìn)行電池放電測(cè)試。
電池性能測(cè)試結(jié)果如表三、表四所示。
表三在C/10放電速率下，不同摻合組成比例的聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜組裝于鋅空氣電池的放電電性結(jié)果

表四在不同放電速率下，以化學(xué)組成比例為聚乙烯醇∶聚環(huán)氧氯丙烷＝1∶1的固態(tài)高分子電解質(zhì)薄膜，所組裝的鋅-空氣電池的放電利用率(％)比較

其理論電容量皆為1470mAh。在常溫25℃下，以C/10放電速率下進(jìn)行定電流放電，其電性與時(shí)間變化結(jié)果如圖5所示、圖6則比較鋅-空氣電池，在不同放電速率下(即C/20、C/10、C/5)的電池電位(E)與時(shí)間(t)的變化曲線。
權(quán)利要求
1.一種堿性高分子電解質(zhì)薄膜，由親水性聚乙烯醇(PVA)、聚環(huán)氧氯丙烷(PECH)及二甲基亞砜(DMSO)有機(jī)溶劑共摻合而生成；其生成步驟包括a.將1～30％(重量)的聚環(huán)氧氯丙烷溶解于70～90％(重量)二甲基亞砜溶劑，并在40～80℃溫度下使的完全溶解，時(shí)間約60～100分鐘；b.將1～30％(重量)的聚乙烯醇另溶解于70～90％(重量)的二甲基亞砜溶劑，在40～80℃下完全溶解，時(shí)間60～100分鐘；c.將步驟a及b溶解后的高分子粘稠液，于40～80℃溫度下混合，進(jìn)行高分子摻合反應(yīng)，且在100～1500轉(zhuǎn)速每分鐘(rpm)的攪拌下進(jìn)行攪拌摻合反應(yīng)，時(shí)間約10～15分鐘之后，停止反應(yīng)；d.將步驟c的高分子粘液，涂布于玻璃板上，控制所需的膜厚，或者，倒入培養(yǎng)皿中，依所需的膜厚，控制高分子粘液倒入培養(yǎng)皿的份量；e.將步驟d的玻璃板或培養(yǎng)皿，置于溫度30～70℃、濕度5～30RH％的環(huán)境下，進(jìn)行恒溫恒濕干燥薄膜成膜，使二甲基亞砜溶劑完全揮發(fā)掉，時(shí)間約為60～180分鐘；f.最后，將步驟e的固態(tài)高分子薄膜取下，浸泡于20～50％(重量)氫氧化鉀或堿金屬氧化物水溶液內(nèi)，浸泡時(shí)間約2～24小時(shí)，即制備完成堿性固態(tài)高分子薄膜電解質(zhì)膜。
2.如權(quán)利要求1所述的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，在生成過(guò)程的步驟，以水來(lái)取代二甲基亞砜(DMSO)有機(jī)溶劑。
3.如權(quán)利要求1所述的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，在生成過(guò)程的步驟，以二甲基甲酰胺(DMF)來(lái)取代二甲基亞砜(DMSO)有機(jī)溶劑。
4.如權(quán)利要求1所述的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，在生成過(guò)程的步驟中，選取平均分子量介于20,000～120,000之間的聚乙烯醇(PVA)高分子為原料，此反應(yīng)物的重量百分比為1～50％(重量)。
5.如權(quán)利要求4所述的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，其中，聚乙烯醇的皂化度為80％以上。
6.如權(quán)利要求1所述的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，在生成過(guò)程的步驟中，選取平均分子量介于50,000～1,500,000之間的聚環(huán)氧氯丙烷(PECH)為原料，此反應(yīng)物的重量百分比為1～50％(重量)。
7.如權(quán)利要求1所述的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，在生成過(guò)程的步驟f所使用的堿金屬氧化物水溶液，可以為NaOH、LiOH或混合式堿金屬氧化物如KOH+LiOH的水溶液或有機(jī)堿化合物。
8.如權(quán)利要求1所述的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，在生成過(guò)程的步驟中，所使用的聚乙烯醇添加有奈米級(jí)粒子或粉末，其中，所加入的奈米級(jí)粒子為親水性二氧化硅或二氧化鈦等金屬氧化物材料。
9.如權(quán)利要求1所述的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，在生成過(guò)程的步驟中，與厚度20μm～800μm的玻璃纖維布、聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)多孔性薄膜或尼龍(Nylon)多孔性薄膜基材，共同制備成復(fù)合式堿性固態(tài)高分子電解質(zhì)薄膜。
10.如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，應(yīng)用于鋅-空氣電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鎳鋅電池、燃料電池、各種金屬-空氣電池、一次與二次堿性(Zn-MnO2)電池及堿性電容器(capacitors)等電池及電容器系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求9所述的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，應(yīng)用于鋅-空氣電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鎳鋅電池、燃料電池、各種金屬-空氣電池、一次與二次堿性(Zn-MnO2)電池及堿性電容器(capacitors)等電池及電容器系統(tǒng)。
全文摘要
一種堿性高分子電解質(zhì)薄膜，由親水性聚乙烯醇(PVA)、聚環(huán)氧氯丙烷(PECH)及二甲基亞砜(DMSO)有機(jī)溶劑共摻合而生成，具有高機(jī)械強(qiáng)度以及電化學(xué)穩(wěn)定度極佳，在常溫下，其離子導(dǎo)電度可達(dá)0.01 S/cm以上，可以取代傳統(tǒng)的聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)不織布隔離膜與KOH電解質(zhì)；而且，本發(fā)明的堿性高分子電解質(zhì)薄膜，以及再以玻璃纖維布為基材而制成的復(fù)合式堿性聚乙烯醇摻合聚環(huán)氧氯丙烷高分子電解質(zhì)薄膜，都可應(yīng)用在一次及二次堿性鋅錳(Zn－MnO
文檔編號(hào)H01M2/16GK1560129SQ200410008619
公開日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2004年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月12日
發(fā)明者王貴云, 楊純誠(chéng), 林聲仁 申請(qǐng)人:南亞塑膠工業(yè)股份有限公司