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2 结果与讨论
2.1 聚合物凝胶改性隔膜的电化学性能
由于在隔膜两侧上接枝了一层亲水性的聚丙烯酸链段,聚合物凝胶改性隔膜的吸碱液速度要明显大于普通聚丙烯隔膜,如表1所示,改性后隔膜的吸碱液速度提升了3.5倍。降低了隔膜吸碱时间;同时,改性后隔膜的保湿率是普通聚丙烯隔膜的近3倍,说明凝胶改性隔膜能很好地保持碱液。
表1 聚丙烯隔膜和聚合物凝胶改性隔膜性能参数的比较
当聚合物凝胶改性隔膜吸收电解液后,聚丙烯酸链段发生溶胀,在隔膜两侧形成一层凝胶膜,此凝胶膜饱含电解液,但整个隔膜是固态,电池体系未必需要液态电解液,从而使整个电池全固态化。
图2给出了凝胶改性后隔膜的电导率和KOH水溶液电导率在25。C下随KOH浓度变化的情况,与Vzssel等人提出的以PEO—K0H—H 0体系组成的固态电解质相比,用凝胶改性后隔膜的电导率很高,比PEO—KOH—H O体系的电导率高3个数量级,几乎与纯的KOH水溶液相当。这是因为接枝的聚丙烯酸可以吸收储存大量的KOH水溶液而形成凝胶。在整个体系中碱液的含量很高,这种行为类似吸水性树脂。因此。其电导率的变化特性与KOH水溶液的电导率特性很相似。对于KOH水溶液的电导率在随其浓度变换过程中可看出。KOH水溶液的电导率并不是随着其浓度的提高而一直升高,而是存在一峰值。这可能是因为,当KOH浓度较低时,溶液中载流子较少,电导率较低;而当KOH浓度较高时,电导率的降低,是因为离子运动的受限所至:同样的现象也发生在凝胶改性隔膜上,说明两体系的导电机理是一样的,都是KOH水溶液导电,将KOH水溶液固定到凝胶中对电导率的影响不大,从而使这种凝胶改性隔膜运用到电池中成为可能。