用作鋰電池的PEM材料應(yīng)當(dāng)滿足哪幾個(gè)條件
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-02-23 12:21
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質(zhì)子交換膜概述質(zhì)子交換膜是質(zhì)子交換膜燃料電池的核心組成，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是鋰電池中的PEM與一般化學(xué)電源中使用的隔膜有很大不同。首先，它不只是一種隔膜材料，它還是電解質(zhì)和電極活性物質(zhì)(電催化劑)的基底；另外，PEM還是一種選擇透過性膜，而通常的隔膜則屬于多孔薄膜。用作鋰電池的PEM材料，應(yīng)當(dāng)滿足以下條件：
(1)良好的離子導(dǎo)電性，可以降低電池內(nèi)阻并提高電流密度；
(2)材料的分子量充分大，即材料的互聚和交聯(lián)程度高，以減弱高聚物的水解作用；
(3)水分子在膜中的電滲作用小，H+在其間的遷移速度高，防止膜中的濃度梯度過大；
(4)水分子在平行離子交換膜表面的方向上有足夠大的擴(kuò)散速度，避免電池局部缺液；
(5)氣體(尤其是氫氣和氧氣)在膜中的滲透性盡可能小，以免氫氣和氧氣在電極表面發(fā)生反應(yīng)，造成電極局部過熱，影響電池的電流效率，
(6)膜的水合/脫水可逆性好，不易膨脹，否則電極的變形將引起質(zhì)子交換膜局部應(yīng)力增大和變形；
(7)膜應(yīng)對(duì)氧化、還原和水解具有穩(wěn)定性，能夠阻止聚合鏈在活性物質(zhì)氧化/還原和酸性作用下降解；
(8)足夠高的機(jī)械強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可以將質(zhì)子交換膜在張力下的變形減至最??；
(9)膜的表面性質(zhì)適合于與催化劑結(jié)合。
(1)良好的離子導(dǎo)電性，可以降低電池內(nèi)阻并提高電流密度；
(2)材料的分子量充分大，即材料的互聚和交聯(lián)程度高，以減弱高聚物的水解作用；
(3)水分子在膜中的電滲作用小，H+在其間的遷移速度高，防止膜中的濃度梯度過大；
(4)水分子在平行離子交換膜表面的方向上有足夠大的擴(kuò)散速度，避免電池局部缺液；
(5)氣體(尤其是氫氣和氧氣)在膜中的滲透性盡可能小，以免氫氣和氧氣在電極表面發(fā)生反應(yīng)，造成電極局部過熱，影響電池的電流效率，
(6)膜的水合/脫水可逆性好，不易膨脹，否則電極的變形將引起質(zhì)子交換膜局部應(yīng)力增大和變形；
(7)膜應(yīng)對(duì)氧化、還原和水解具有穩(wěn)定性，能夠阻止聚合鏈在活性物質(zhì)氧化/還原和酸性作用下降解；
(8)足夠高的機(jī)械強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，可以將質(zhì)子交換膜在張力下的變形減至最??；
(9)膜的表面性質(zhì)適合于與催化劑結(jié)合。
