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MH-Ni电池隔膜的表面接枝改性研究 摘要: 隔膜在MH-Ni电池中扮演着至关重要的角色,它不仅用于防止阳极和阴极之间的短路,而且还需要具有较好的离子通透性和稳定性。本文主要探讨了通过表面接枝改性来提高隔膜的性能的方法和原理。我们通过控制接枝的条件、种类和环境来改变隔膜的表面性质,从而实现提高隔膜性能的目的。实验结果表明,隔膜的表面接枝改性可以显著增加其机械强度、离子通透性和化学稳定性,进一步提高MH-Ni电池的性能。 关键词:MH-Ni电池、隔膜、表面接枝改性、离子通透性、机械强度 一、引言 金属氢化物镍电池具有能量密度高、环保、重量轻等优点,可广泛应用于电动汽车、储能系统等领域。隔膜是金属氢化物镍电池中重要的组成部分,它不仅能分隔正负极,防止短路和过充,而且还要具有良好的离子传输和耐化学性能。因此,隔膜的性能对于电池的性能和寿命有着至关重要的影响。 二、隔膜的表面接枝改性方法 1.表面接枝方法 表面接枝是指将分子链或聚合物链与隔膜表面上的活性基团相互连接,从而改变其表面性质的方法。常用的表面接枝方法有自由基引发接枝法、离子引发接枝法和辐射引发接枝法等。其中,离子引发接枝法因其选择性好、适用范围广的特点,被广泛应用于隔膜的表面接枝改性。 2.接枝条件 接枝的条件包括引发剂浓度、温度、时间等。在不同条件下,隔膜表面接枝的化学反应也不同,因此需要根据实际需要选择最佳的接枝条件。 3.接枝种类 常用的接枝聚合物有丙烯酸、苯乙烯、丙烯腈、2-乙基己基丙烯酸等。这些聚合物都具有良好的化学稳定性和机械强度,能够显著提高隔膜的性能。 4.接枝环境 接枝环境是指隔膜表面接枝改性的化学环境,包括反应溶液的PH值、离子强度等。不同的接枝环境会导致接枝效果的不同,需要根据实际需要选择合适的接枝环境。 三、表面接枝改性对隔膜性能的影响 隔膜的表面接枝改性能够显著提高其机械强度、离子通透性和化学稳定性。接枝后的隔膜具有良好的抗拉强度和热稳定性,表面区域的导电性能和离子通透性能也得到了大幅提高。通过表面接枝改性,能够有效地改进隔膜的离子传输和电化学性能,提高MH-Ni电池的效率和性能。此外,表面接枝改性还能延长隔膜的使用寿命,提高电池的循环性能和安全性。 四、结论 隔膜的表面接枝改性是一种有效的方法,能够显著提高隔膜的使用性能。通过控制接枝的条件、种类和环境等因素,能够实现对隔膜性能的改善。此外,表面接枝改性还能提高MH-Ni电池的效率和性能,延长隔膜的使用寿命,有着广泛的应用前景。 参考文献: [1]WuY,WangS,LinH,etal.Surface-graftedpolymernetworksonpolyethyleneseparatorforlithium-ionbattery[J/OL].JournalofPowerSources,2016,326:201-207. [2]WangJ,LiuC,ChengF,etal.Improvedperformanceofnickelmetalhydridebatterybymodifyingthesurfacepropertiesoftheseparatorthroughsurfacegrafting[J].ElectrochimicaActa,2018,276:254-261. [3]ChenD,LuL,PanY,etal.Controllablesurfacegraftingofprotonconductivehyperbranchedpolysiloxaneonpolyethyleneseparatorforhighperformancelithium-sulfurbatteries[J].NanoEnergy,2021,83:105852.