电池隔膜纸湿电阻的测试方法

 

摘要：为了满足电池生产的需要，建立了一套测量电池隔膜纸湿电阻的方法，初步测量了几种隔膜 纸的湿电阻，我们还选用某电源公司提供的碱性锌锰电池用的隔膜纸,测量了不同层数的上述隔 膜纸的湿电阻值。实验证明,所采用的方法具有非常好的重现性和准确性,为电池厂家提供了一套 方便有效的测量隔膜纸湿电阻的方法。

 

关键词：电池；隔膜纸；电阻

 

1前言

 

化学电源中的隔膜是电池的重要组成部分之 一。它的主要作用是隔开电池的正,负极。使得正，负 极上的氧化还原反应分区进行、电池内部两极之间 不能有电子的直接交换，从而实现在外电路上通过 电流而做功t因此，电池隔膜必须具备以下几项基本 功能：

 

(1)是电子的绝缘体，离子的良导体。电阻尽量低；

 

(2)化学稳定性好，吸液、保液性强：

 

(3)隔离性能好，机械强度高；

 

(4)组织成份均匀，平整；厚薄一致;无机械杂质；

 

收稿日期：2001-01~09

 

作者简介:高翠琴<1945-〉.女，副教授。

 

Biography;GA0 Cui-qin(1,fetoale,associate professor.

(5)具有一定的柔韧性Q

 

在有的电池中，人们还把各种缓蚀剂等有效成 份直接载到隔膜纸上，这就又要求隔膜具有足够的 缓蚀能力和工艺适应性。

 

为了满足电池工作的需要，化学电源研究者们 对隔膜的质量及各种隔膜在不同类型电池中的配伍 性都非常重视，测量隔膜湿电阻也成为其中的一个 重要参数。文献中有关测量隔膜湿电阻的方法也曾 经有过一些报道[w]。所报道的测量方法大致都大同 小异。到目前为止,各种测量方法都还没有得到真正 的推广应用，主要原因在于,有的方法本身可靠性还 不够强，有的方法所使用的仪器又较复杂和烦琐，不 适合工厂企业的工作性质D为此，我们试图建立一套

 

简单易行且可靠稳定的测试方法，为工厂企业的实 际生产提供方便。我们所使用的主要仪器为一台直 流稳压电源和两只数宇万用电表及一个自制的测试 槽3该方法的技术核心就在于测试槽的设计和制作。 它是将两根鲁金毛细管巧妙地固定在膜的两边。在 所有的测量过程中，毛细管尖端离开隔膜的位置和 距离始终保持不变，这就有效地避免了由于操作因 素而造成的测量误差。

 

2实验部分

 

2.1测试体系和对象

 

锌型电解液：^C1 11. 5% ；ZnCl2 20. 5% ；H=0 68%;用HC1调pH在4. 65左右

 

铵型电解液:miCl 26%;HS0 74%；用HC1调pH 在4. 65左右

 

K0H 溶液 __6. 8 mol/L 饱和甘汞电极:Hg / HgO电极 锌锰电池用浆层纸有以下几种：

 

1#-武汉大学有汞;2#-常州C型有汞：

 

3tt-辽源C型无汞;4#-辽源有汞:5tt-上海有汞； 辽源无汞;7#-德庆有汞;8#-新宇有汞；

 

9#-武汉大学无汞双面涂层；

 

10tt-武汉大学无汞单面涂层；lltf-上海中亚无汞； 还有某电源公司提供的碱性锌锰电池用隔离

 

纸。

 

2.2厠试方法

 

实验中所使用的测试槽的示意图见图込具体

右两池都灌满相应的测试电解液，在膜两边的毛细 管孔中各插人一R相应的参考电极，并连人一个测 电位用的万用电表。另外，在接辅助电极的回路中串 接一只测电流用的万用电表。准备就绪之后，放置 lOndn。待隔膜吸足电解液之后,再接通电路,并让电 流从20mA~80mA逐点变化，同时读取两个参比电极 之间的电位变化值-对每一种隔膜都测出一条电位 随电流变化的曲线。用曲线的斜率表示其电阻值。扣 除背景值（即不放隔膜时所测得的系统电阻值）即得 到实际的隔膜湿电阻,我们称其为相对湿电阻。所有 测量都是在25^C±2t的条件下完成。

 

3结果与讨论

 

利用我们自己设计和制作的实验装置，测量了 收集到的11种锌锰电池用浆层纸和一种碱性锌锰 电池用隔膜纸在各自的电解液中的湿电阻值，结果 见囝2-6-由图看出，实验中测量的所有隔膜，其电 位差随电流的变化均呈现良好的线性关系，而且在 实验过程中还发现，所有的测量，其重现性都非常 好。说明该测量方法还是比较稳定可靠的。图2~4是 11种锌锰电池用浆层纸的測量结果，图中各曲线上 的标号与文中2. 1节的完全一致，

 

 

的操作过程是；先将侍测试的隔膜裁成大约1. 5cm; 的小方块，加在测试槽的正中央。槽中央小孔的面 积固定为0. 3Cir:,实际测试的隔膜面积仅为小孔的 真实面积，与隔膜块的大小无关。在槽的两端分别插 人一块金属Zn片作为导电用的辅助电极。隔膜左、

图2 ltt3#隔膜纸的电压-电流图 Figure 2 Voltage-current chart of separator

 

 

由表1看出，所测隔膜的相对湿电阻最小为 0.0070,最大为0.0525Q,两者相差7倍之多,说明 隔膜纸的相对湿电阻值和基纸的种类、涂料成分,膜 的厚度等因素有着密切的关系。电池生产厂家要想 得到优良的电池工作性能，必须全面考虑,通过适当 的选择和配伍，选出适合自己生产线上的最佳浆层 纸"图5是我们测到的某电源公司提供的碱性锌锰 电他的隔膜纸在K0H溶液中的电位差随电流变化的 关系曲线。由此看出，电位差和电流之间呈现十分良 好的线性关系=■实验中也发现对于同一种隔膜而言， 其层数和所测得电阻之间存在良好的线性关系（图 6),为此,我们也建议电池生产厂,为提高电池的放 电容量,可在保证隔膜吸液量的前提之下，尽量减少 隔膜的层数，以减少电池内阻。而且要尽量保证隔膜 层的完整性，避免电池内阻分布不均匀而造成性能 下降'