鋰離子電池的性能與正極材料的質(zhì)量息息相關(guān)。

該文介紹了幾種對鋰離子電池性能有顯著影響的正極材料的失效形式，如混入金屬異物、水分超標、批次一致性差等，闡明了這些失效形式對電池性能造成的嚴重危害，以及從質(zhì)量管理角度對如何避免這些失效的發(fā)生進行了說明，為進一步預(yù)防質(zhì)量問題的發(fā)生、提高鋰離子電池的品質(zhì)作出有力保證。

眾所周知，正極材料是鋰離子電池的關(guān)鍵核心材料之一，其性能直接影響了鋰離子電池的各項性能指標，目前已經(jīng)市場化的鋰離子電池正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等產(chǎn)品。

相比于鋰離子電池的其他原材料，正極材料的品種更加多樣化，生產(chǎn)工藝也更加復(fù)雜，品質(zhì)失效的風(fēng)險也就更大，因而對其質(zhì)量管理的要求也就更高。該文從材料使用者的角度談一談鋰離子電池正極材料常見的失效形式以及相應(yīng)的預(yù)防措施。

正極材料中混入金屬異物

當正極材料中存在鐵(Fe)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、銀(Ag)等金屬雜質(zhì)時，電池化成階段的電壓達到這些金屬元素的氧化還原電位后，這些金屬就會先在正極氧化再到負極還原，當負極處的金屬單質(zhì)累積到一定程度，其沉積金屬堅硬的棱角就會刺穿隔膜，造成電池自放電。

自放電對鋰離子電池會造成致命的影響，因而從源頭上防止金屬異物的引入就顯得格外重要。

正極材料生產(chǎn)工序較多，制造過程中的每一個環(huán)節(jié)都會有金屬異物引入的風(fēng)險，這就對材料供應(yīng)商的設(shè)備自動化程度及現(xiàn)場質(zhì)量管理水平提出了更高要求。但材料供應(yīng)商往往由于成本限制，其設(shè)備自動化程度較低，生產(chǎn)制造工序斷點較多，不可控的風(fēng)險增加。

因此，電池制造商為了保證電池性能穩(wěn)定，預(yù)防自放電發(fā)生，必須推動材料供應(yīng)商從人、機、料、法、環(huán)五大方面防止金屬異物引入。

首先從人員管控開始，應(yīng)禁止員工攜帶金屬異物進入車間，禁止佩戴首飾，進入車間應(yīng)著工作服、工作鞋，戴手套，避免接觸金屬異物后再接觸粉料。要建立監(jiān)督檢查機制，培養(yǎng)員工的質(zhì)量意識，使其自覺遵守并維護車間環(huán)境。

生產(chǎn)設(shè)備是異物引入的主要環(huán)節(jié)，比如跟物料接觸的設(shè)備部件和工具出現(xiàn)生銹、固有材質(zhì)磨損等現(xiàn)象;未直接跟物料接觸的設(shè)備部件和工具，粉塵粘附后因車間氣流作用漂浮到物料中。根據(jù)影響程度，可采取不同的處理方式，如刷漆、更換為非金屬材質(zhì)涂層(塑料、陶瓷類)、裸露金屬部件進行包裹等。管理者還應(yīng)制定相應(yīng)的規(guī)章制度，對如何管理金屬異物進行明確規(guī)定，制定點檢表，要求員工定期檢查，防患于未然。

原材料是正極材料中金屬異物的直接來源，應(yīng)對購買的原材料進行金屬異物含量的規(guī)定，入廠后應(yīng)嚴格檢驗，保證其含量在規(guī)定的范圍內(nèi)。如果原材料的金屬異物含量超標，后續(xù)工序很難將其除去。

為了除去金屬異物，電磁除鐵已成為生產(chǎn)正極材料的必經(jīng)工序，電磁除鐵機被普遍使用，但該設(shè)備對非磁性金屬物質(zhì)如銅、鋅等不起作用，因此車間應(yīng)避免銅、鋅部件的使用，如必須要用到也盡量不要與粉料直接接觸或裸露在空氣中。此外，電磁除鐵機的安裝位置、安裝個數(shù)、參數(shù)設(shè)置等對除鐵效果也有一定影響。

為了保證車間環(huán)境，實現(xiàn)車間正壓，建立雙重門、風(fēng)淋門避免外界粉塵流入車間污染物料也是很必要的措施，同時車間設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)避免生銹，地面也要進行刷漆并定期除磁。

正極材料水分超標

正極材料大都是微米或納米級顆粒，極易吸收空氣中的水分，特別是Ni含量高的三元材料。在制備正極漿料時，如果正極材料水分高，在進行漿料攪拌過程中NMP吸水后會造成PVDF溶解度降低，導(dǎo)致漿料凝膠成果凍狀，影響加工性能。制成電池后，其容量、內(nèi)阻、循環(huán)和倍率等都會受到影響，因此正極材料的水分與金屬異物一樣要作為重點管控項目。

產(chǎn)線設(shè)備自動化程度越高，粉料在空氣中暴露的時間越短，水分引入也就越少。推動材料供應(yīng)商提高設(shè)備自動化程度，如實現(xiàn)全程管道輸送，監(jiān)控管道露點，安裝機械手實現(xiàn)自動裝料、下料對防止水分引入貢獻巨大。但有些材料供應(yīng)商受限于廠房設(shè)計或是成本壓力，設(shè)備自動化程度不高、制造工序斷點較多時就要嚴格控制粉料暴露時間，中轉(zhuǎn)過程的粉料最好使用充氮氣的桶盛裝。

生產(chǎn)車間的溫濕度也是一項重點管控指標，理論上講露點越低越有利。大多數(shù)材料供應(yīng)商會重點關(guān)注燒結(jié)工序之后的水分控制，他們認為1000度左右的燒結(jié)溫度可以除去粉料中的大部分水分，只要嚴格控制燒結(jié)工序之后到包裝這個階段的水分引入，基本可以保證材料水分不超標。

當然這并不意味著燒結(jié)工序之前就不需要控制水分，因為如果前工序水分引入過多，燒結(jié)效率和材料的微觀形態(tài)都會受到影響。此外，包裝方式也是很重要的，大部分材料供應(yīng)商采用鋁塑袋抽真空的包裝方式，目前看來這種方式還是最經(jīng)濟有效的。

當然材料設(shè)計不同，吸水性也會有較大差異，比如包覆材料差異、比表面積差異等都會影響其吸水性。有些材料供應(yīng)商雖然在制造過程中防止了水分的引入，但材料本身卻具有易吸水的特性，制成極片后水分極難烘出，這就給電池制造商造成了麻煩。因此，在開發(fā)新材料時應(yīng)考慮到吸水性的問題，開發(fā)出普適性更高的材料，這對供需雙方都大有好處。

正極材料批次一致性差

對于電池制造商而言，正極材料批次間差異越小、一致性越好，成品電池的性能才能越穩(wěn)定。大家都知道磷酸鐵鋰正極材料的一個最主要缺點就是批次穩(wěn)定性差，在制漿時往往由于批次波動大，每批次漿料的粘度和固含量都不穩(wěn)定，這就給使用者帶來了麻煩，需要不停地調(diào)整工藝去適應(yīng)。

提高生產(chǎn)設(shè)備的自動化程度是提高磷酸鐵鋰材料批次穩(wěn)定性的主要手段，然而，目前國內(nèi)磷酸鐵鋰材料供應(yīng)商的設(shè)備自動化程度普遍較低，技術(shù)水平和質(zhì)量管理能力不高，提供的材料存在不同程度的批次不穩(wěn)定問題。站在使用者的角度，如果批次差異不能消除，我們希望一個批次的重量越大越好，當然前提是同一個批次的材料均勻穩(wěn)定。

所以為了達到這一要求，鐵鋰材料供應(yīng)商往往在制成成品后增加一步混合工序，即將幾個批次的材料進行均勻混合，混合釜的容積越大所盛裝的材料就越多，混合出的一個批次的量也就越大。

鐵鋰材料的粒徑、比表面積、水分、pH值等指標都會影響到制成漿料的粘度，但往往這些指標都已嚴格控制在一定范圍內(nèi)，可仍然會出現(xiàn)批次漿料粘度差異大的情況，為了防止批量使用時出現(xiàn)異常，往往在投入使用前模擬生產(chǎn)配方提前制備一些漿料測試粘度，符合要求后再投入使用，但電池制造商如果每次投產(chǎn)前都進行測試會大大降低生產(chǎn)效率，所以便把這項工作前置到材料供應(yīng)商處，要求材料供應(yīng)商完成測試符合要求后再發(fā)貨。

當然隨著技術(shù)的進步，材料供應(yīng)商制程能力的提升，物性指標的散布越來越小，發(fā)貨前測試粘度這一步驟就可以省去了。除了以上提到的改善一致性的措施外，我們還應(yīng)運用質(zhì)量工具最大程度的削弱這種批次不穩(wěn)定性，預(yù)防質(zhì)量問題的發(fā)生。主要從以下幾個方面著手。

(1)作業(yè)規(guī)程的建立。

產(chǎn)品的固有質(zhì)量是設(shè)計出來的、更是制造出來的。因此，操作者如何操作對于控制產(chǎn)品質(zhì)量尤為重要，應(yīng)建立詳細具體的作業(yè)標準。

(2)CTQ的識別。

對影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵指標和關(guān)鍵工序加以識別，對這些關(guān)鍵的管控指標應(yīng)做特別的監(jiān)控，并制定相應(yīng)的應(yīng)急反應(yīng)措施。正磷酸鐵路線是當前制備磷酸鐵鋰的主流，其工序包括配料、球磨、燒結(jié)、粉碎、包裝等，其球磨工序應(yīng)作為關(guān)鍵工序進行管理，因為球磨后一次粒子粒徑的一致性如果控制不好，成品的粒徑一致性就會受影響，進而會影響到材料的批次一致性。

(3)SPC的使用。

對關(guān)鍵過程的關(guān)鍵特性參數(shù)進行SPC時時監(jiān)控，對異常點進行剖析，找出導(dǎo)致不穩(wěn)定的原因、采取有效的糾正措施和預(yù)防措施，避免不良品流向客戶端。

其他不良情況

制漿時，正極材料在制漿罐內(nèi)與溶劑、膠、導(dǎo)電劑按一定比例混合均勻后經(jīng)管道出料，出料口安裝了過濾網(wǎng)，其目的是為了攔截正極材料中的大顆粒和異物，以保證涂覆的質(zhì)量。若正極材料中含有大顆粒會導(dǎo)致過濾網(wǎng)堵塞，如果大顆粒的成分仍是正極材料本身，只是影響了生產(chǎn)效率不會對電池性能造成影響，這樣的損失還能小一些。但如果這種大顆粒的成分不確定，是其它金屬異物，那樣已經(jīng)制成的漿料就要全部報廢，帶來的損失是巨大的。

出現(xiàn)這種異常，應(yīng)是材料供應(yīng)商內(nèi)部的質(zhì)量管理出了問題，大部分正極材料的生產(chǎn)都有過篩工序，篩網(wǎng)有無破損、是否及時檢查和更換，如果篩網(wǎng)破損有無防呆措施，出廠檢驗時是否進行大顆粒的檢測等工作還有待完善。
燃料電池是將染料化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾娀瘜W(xué)反應(yīng)裝置，熱電聯(lián)機效率可達95%以上，同時還具有無噪聲、綠色環(huán)保、可靠性高、易于維護等優(yōu)勢，被認為是當代最具前景的新型發(fā)電技術(shù)。質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）利用質(zhì)子導(dǎo)電材料作為電解質(zhì)，與普通燃料電池相比，其室溫下啟動速度快，無電解質(zhì)流失，具有高的比功率與比能量，因而在分散型電站、可移動電源及航空航天等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。質(zhì)子交換膜（PEM）作為燃料電池的核心材料，其性能的高低直接影響燃料電池的穩(wěn)定性和耐久性。

一、質(zhì)子交換膜的分類

根據(jù)氟含量，可以將質(zhì)子交換膜分為全氟質(zhì)子交換膜、部分氟化聚合物質(zhì)子交換膜、非氟聚合物質(zhì)子交換膜、復(fù)合質(zhì)子交換膜。其中，由于全氟磺酸樹脂分子主鏈具有聚四氟乙烯（PTFE）結(jié)構(gòu)，因而帶來優(yōu)秀的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和較高的力學(xué)強度；聚合物膜壽命較長，同時由于分子支鏈上存在親水性磺酸基團，具有優(yōu)秀的離子傳導(dǎo)特性。非氟質(zhì)子膜要求比較苛刻的工作環(huán)境，否則將會很快被降解破壞，無法具備全氟磺酸離子膜的優(yōu)異性能。這幾類質(zhì)子交換膜的優(yōu)缺點如表1所示。
 

全氟質(zhì)子交換膜最先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。全氟類質(zhì)子交換膜包括普通全氟化質(zhì)子交換膜、增強型全氟化質(zhì)子交換膜、高溫復(fù)合質(zhì)子交換膜。普通全氟化質(zhì)子交換膜的生產(chǎn)主要集中在美國、日本、加拿大和中國，主要品牌包括美國杜邦（Dupont）的Nafion系列膜、陶氏化學(xué)公司（Dow）的Dow膜和Xus-B204膜、3M全氟碳酸膜、日本旭化成株式會社Alciplex，日本旭硝子公司Flemion，日本氯工程公司C系列；加拿大Ballard公司BAM系列膜，比利時Solvay公司Solvay系列膜；中國山東東岳集團DF988、DF2801質(zhì)子交換膜。主要公司與產(chǎn)品如表2所示。
 

20世紀80年代初，加拿大Ballard公司將全氟磺酸質(zhì)子交換膜用于PEMFC并獲得成功以來，全氟磺酸膜成為現(xiàn)代PEMFC唯一商業(yè)化的膜材料普通全氟化質(zhì)子交換膜。增強型全氟化質(zhì)子交換膜主要包括PTFE/全氟磺酸復(fù)合膜和玻璃纖維/全氟磺酸復(fù)合膜。高溫型復(fù)合質(zhì)子交換膜主要包括雜多酸/全氟磺酸復(fù)合膜和無機氧化物/全氟磺酸復(fù)合膜。全氟磺酸膜的分類詳見表3所示。
 

1.全氟磺酸質(zhì)子交換膜

全氟磺酸質(zhì)子交換膜已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化，成為市場上重要的燃料電池隔膜材料。目前已經(jīng)在市面銷售的全氟磺酸PEM主要有美國Dupont公司的Nafion系列PEM（Nafion117、Nafion115、Nafion112等）、Dow公司的XUS-B204膜、比利時Solvay公司的Aquivion膜、日本旭化成Alciplex，旭硝子Flemion，氯工程C系列，加拿大Baliard公司BAM膜等。Fleminon膜、Aciplex膜和Nafion膜相似，都具有較長支鏈；XUS-B204膜的含氟側(cè)鏈較短，電導(dǎo)率獲得顯著提升，但同時合成難度和成本也大幅提高，目前已經(jīng)停產(chǎn)。Solvay公司解決了這一問題，他們通過引入更高含量的磺酸根集團來保持膜內(nèi)水含量，其生產(chǎn)的短支鏈Aquivion膜的性能已經(jīng)超過Nafion112膜。

目前市場應(yīng)用最廣的PEM是Dupont公司的Nafion膜。相比其他質(zhì)子交換膜，Nafion膜具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和較高的機械強度、在高濕度的工作環(huán)境下能保持高導(dǎo)電率。目前商業(yè)化的全氟磺酸PEM幾乎都是以Nafion結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。但膜材料對溫度和含水量要求較高（在中高溫度時質(zhì)子傳導(dǎo)性能下降嚴重），用于直接甲醇燃料電池中時，甲醇的滲透率較高，制備工藝難度較大。北京化工大學(xué)制備出Nafion納米纖維膜，成導(dǎo)電率為Nafion膜的5～6倍，功提升了Nafion膜的性質(zhì)。

2.部分氟化質(zhì)子交換膜

美國通用電氣公司（GE）在20世紀60年代就在宇宙飛船上應(yīng)用了磺化聚苯乙烯質(zhì)子膜的PEM燃料電池。為提高磺化聚苯乙烯質(zhì)子PEM的性能，加拿大Ballard公司開發(fā)了BAM系列PEM。這是一種典型的部分氟化聚苯乙烯PEM。其熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性及含水率都獲得大幅提升，超過了Nafion117和Dow膜的性能。同時，其價格相較全氟型膜更低，在部分情況下已經(jīng)能替代全氟磺酸膜。但由于聚苯乙烯類PEM分子量較小，機械強度不足，一定程度上限制了其廣泛應(yīng)用。

3.無氟質(zhì)子交換膜

為了同時滿足PEM在化學(xué)穩(wěn)定性和機械強度雙方面的要求，無氟PEM一般利用主鏈上包含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的芳香族聚合物進行制備?；腔枷憔酆衔镏饕ɑ腔鄯济淹?、磺化聚硫醚砜、磺化聚醚醚酮、磺化二氮雜萘聚醚砜酮、磺化聚酰亞胺、磺化聚苯并咪唑等。這種方式制備的PEM的吸水性和阻醇性明顯高于Nafion膜。美國DAIS公司使用磺化嵌段型離子共聚物作為PEM原材料，研制出磺化苯乙烯-丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物膜。將該PEM的磺化度控制在在50%～60%之間時，其電導(dǎo)率能達到Nafion膜的水平；當磺化度大于60%時，能同時獲得較高的電化學(xué)性能與機械強度，實現(xiàn)二者的平衡；60℃下電池壽命達到2500h，室溫壽命4000h，有望在低溫燃料電池中應(yīng)用。

二、質(zhì)子交換膜的改性

1.復(fù)合質(zhì)子交換膜

為了解決全氟磺酸質(zhì)子交換膜原材料合成難度高、制備工藝復(fù)雜、成本高的問題，研究人員利用復(fù)合型膜材料開發(fā)新型質(zhì)子膜。復(fù)合型質(zhì)子交換膜主要包括機械增強型質(zhì)子交換膜、高溫質(zhì)子交換膜及自增濕型質(zhì)子交換膜。

（1）機械增強型質(zhì)子交換膜

將質(zhì)子導(dǎo)體與增強組分結(jié)合，實現(xiàn)機械增強型質(zhì)子交換膜。其中，質(zhì)子導(dǎo)體能形成連續(xù)的質(zhì)子輸運通道，提高質(zhì)子的導(dǎo)電性能，如對Nafion膜的改性應(yīng)用。機械增強組分則有效提高膜材料的機械強度，如對PTFE多孔膜的改性應(yīng)用。通過對PTFE多孔膜改性獲得的增強型復(fù)合PEM，其自身機械強度和穩(wěn)定性獲得增加同時，膜厚也得到了大幅降低。由于聚合物含量下降，生產(chǎn)成本也隨之得到降低；改性操作對膜內(nèi)水分含量與傳遞的改善還能進一步減小材料的電阻，提高燃料電池整體性能。美國Gore公司自主開發(fā)出Gore-Tex材料，結(jié)合全氟磺酸樹脂，制出Gore-Select增強型PEM。該膜厚度25μm，脫水收縮率只有Nafion117膜的1/4；濕態(tài)強度明顯優(yōu)于Nafion117。雖然Gore-Select膜內(nèi)離子聚合物含量有所下降，使得該膜室溫下電導(dǎo)率較Nafion膜更低，但由于膜厚的降低使其獲得比Nafion膜更低的電阻率。英國JohnsonMatthery公司，采用造紙工藝制備了自由分散的玻璃纖維基材，其直徑在微米量級，長度達到毫米量級。再用Nafion溶液將該玻璃基材中的微孔進行填充，然后在燒結(jié)的PTFE模型上成膜，并進行層壓，制出了新的增強型復(fù)合質(zhì)子交換膜，該膜厚度約60mm。利用這種膜制出的染料電池與Nafion膜電池性能相近，但其氫氣的滲透性稍高于Nafion膜。

（2）高溫質(zhì)子交換膜

一方面，在高溫下，Nafion膜含水量會急劇下降而造成導(dǎo)電性大幅降低；另一方面，Nafion膜化學(xué)穩(wěn)定性不夠，化學(xué)降解的發(fā)生以及結(jié)構(gòu)改變也造成膜的機械強度下降，因而限制了不能通過提高工作溫度的方法來提高電極反應(yīng)速度并克服催化劑中毒來提高膜的性質(zhì)。因此，高溫PEM的研究也成為了一個熱點。

目前，高溫質(zhì)子交換膜的主要傳輸載體包括高沸點無機酸或雜多酸，如磷酸、硅鎢酸、磷鎢酸等。加拿大的EcolePolytechnique公司推出的NASTA系列雜多酸共混膜和NASTATH系列雜多酸共混膜，相比Nfion膜，質(zhì)子導(dǎo)電率和吸水率均獲得提高。利用其組裝的燃料電池性能也優(yōu)于Nafion膜制造的燃料電池。其中，NASTA系列雜多酸共混膜是將硅鎢酸加入Nafion溶液，利用注膜法進行制備。NASTATH系列雜多酸共混膜則是利用硅鎢酸、增塑劑液態(tài)噻吩和Nafion溶液三者混合制備。

（3）阻醇型質(zhì)子交換膜

直接甲醇燃料電池具有低溫啟動速度高、綠色環(huán)保以及電池結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)勢，在移動電源領(lǐng)域具有非常大的應(yīng)用潛力。但全氟磺酸質(zhì)PEM阻醇性能較差，無法制備直接甲醇燃料電池。目前通常利用對Nafion膜進行改性來提高膜材料的阻醇性。天津大學(xué)利用具有質(zhì)子導(dǎo)電性的Nafion、聚苯乙烯磺酸溶液和具有高阻醇性的的聚偏氟乙烯共混制備出了PVDF-PSSA和PVDF-Nafion兩種共混PEM。和Nafion117膜相比，這2種膜的阻醇性具備明顯優(yōu)勢。在Nafion質(zhì)量分數(shù)為25%時，PVDF-Nafion膜的電導(dǎo)率下降100倍，但甲醇透過率降低了接近1000倍。

（4）自增濕型質(zhì)子交換膜

PEM為了保持良好的質(zhì)子傳導(dǎo)能力，需要保持充足的水份。利用自增濕型PEM制造的燃料電池具有更簡單的結(jié)構(gòu)，同時由于自增濕型PEM的存在，水蒸氣在電池反應(yīng)過程中不會液化凝結(jié)。因此，自增濕型PEM也具有廣泛的應(yīng)用潛力。

目前自增濕型PEM主要有親水性氧化物摻雜自增濕PEM和H2－O2自增濕復(fù)合PEM兩種。

親水性氧化物摻雜自增濕復(fù)合膜一般利用SiO2、二氧化鈦（TiO2）等親水性氧化物粒子對膜材料進行摻雜，由于這些親水離子的存在，PEM可吸收電池反應(yīng)過程中生成的水，進而保持質(zhì)子膜的濕潤。可通過親水氧化物的含量、直徑、晶體類型等因素調(diào)節(jié)成膜的增濕性質(zhì)。Honamai等人結(jié)合將硅氧烷和聚合物電解質(zhì)膜制出納米硅氧烷骨架，顯著提升了PEM的水分含量。他們進一步將分散的SiO2、TiO2顆粒引入到Nafion112膜中，也得到了較好的增濕效果。

H2－O2自增濕復(fù)合膜的工作原理是，在PEM中摻入商量Pt作為催化劑，讓擴散至PEM內(nèi)的氫氣和氧氣反應(yīng)生成水。這種方式在實現(xiàn)PEM實時增濕的同時，還能阻止氫氣（H2）在氧電極生成混合電位，因而提高電流效率，增加電池的安全性。但自增濕型質(zhì)子膜也存在一定的缺陷。主要包括：由于無法對PEM內(nèi)的Pt粒子進行固定，Pt粒子容易匯聚成團簇并形成導(dǎo)電通路；再者，這些無機粒子與Nafion不相容，在水分的濃度梯度環(huán)境下容易造成球形顆粒局部壓力升高，導(dǎo)致復(fù)合PEM的機械性能降低，加劇膜內(nèi)反應(yīng)氣體的擴散。

三、結(jié)語

質(zhì)子交換膜是燃料電池的核心材料，質(zhì)子交換膜性能的好壞將直接影響燃料電池產(chǎn)業(yè)化進程和獲得大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。為了實現(xiàn)燃料電池的實用化與產(chǎn)業(yè)化，人們在PEM的制造工藝和材料改性方面已經(jīng)進行了大量的研究。目前，進一步提高PEM的使用耐久性、壽命和工作性能仍然是PEM燃料電池產(chǎn)業(yè)化面臨的主要任務(wù)。燃料電池PEM市場還是一個新興市場，國內(nèi)外均未形成較大的規(guī)模。在燃料電池巨大的市場需求推動下，PEM必將獲得進一步發(fā)展。相信不久將會有更高性能、更低成本的PEM產(chǎn)品問世，大力推動燃料電池技術(shù)的發(fā)展及其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。