锌银电池隔膜吸液速度的研究
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吸 液 速度 对 电池 激 活 时 间 的影 响 。 ３改 进 的 隔膜 吸液 速 度 测 试 方 法和 测 试 结 果 分析
础。
表 ２ 采 用 新 方法 测 定 的 纸 类 隔 膜 吸液 速 度
｝ 膜名称 甬 厚度 （ ） ｍ
０． ２ ０７ ０． ０ ０７
液 面爬升 液 面爬升 ７ ｕ 高度 （ｍ ２ ｉ ） ｍ ／ｍ ｎ 所用 时间
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科 技 论 坛
锌银 电池隔膜吸液速度的研究
温克岩 唐 悦 薄长明 （ 中国电子科技 集团公 司 第十八研 究所 ， 天津 ３ ０ ８ ） ０ ３４ 摘 要： 本文主要介绍 了传统的隔膜吸液速度测试方法ｆ探讨 了上述方法在 适用性和测试结果精确程度方面的缺 陷。针对传统方法 ｌ １ ， 的缺 陷， 出了两种经过彻底改进 的隔膜吸液速度 测试 方法。以新方法为基础 ， 提 对半透膜（ 水化 纤维索膜 ） 和微孔膜（ 各种纸 类隔膜 、 无纺 布） 的吸液速度进行 了全 面测试分析 ， 形成 了完整的 电池隔膜吸液速度测试数据。以测试数据 为基础 ， 分析探讨 了隔膜吸液速度对一次电
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２传统的隔膜吸液速度测试 方法及其局限性 ２１ ．传统的隔膜吸液速度测试方法描述 传统的隔膜吸液速度测试方法操作十分 简单 。 将待测隔膜样 品 在燥状态下 ， 速浸泡于装满 ｄ ｌ３／ｍ 的氢 氧化钾溶液 的面积 电 迅 ＝ ＿ｇ ｓ ｃ 阻测试槽 中， 同时采用秒表开始计时 。直到低 阻仪 上观察到其面积 电阻 值 降 至 正 常水 平 后 ， 时 停 止 。 由此 测量 出这 种 隔膜 样 品 的 吸 计 碱速度。 测试设备连接 图如图 １ 所示 。 ２２ ．传统方法的局限性 这种测试方法 由于手工操作 ， 秒表计时 ， 以在适 用性和精确 所
程 度 方 面 的 局 限性 是 显 而 易见 的 。
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图 １ 简 易 吸 液 速 度测 试 设 备 连 接 示 意 图
我们在试验 时发现 ， 多数纸类 隔膜 的吸液速 度几乎相 同 ， 不能 精确计量。具体情况如表 １ 。 观察表 ｔ 我们 可以看到 ，除了厚 度偏厚 的无纺 布和石棉纸之 外， 其余纸类隔膜的面积电阻均在 １ ｓ ～２ 之间下降到了正常值 。 分 析 认 为 ，上 述 测 试 结果 并 不 是 表 示 隔膜 吸 液 速 度 没 有 差 别 ， 图 ２ ２ ｎ液面爬 升高度对 比 ｍｉ 数据 的一 致性 是因为纸类隔膜吸液速度快 的超过 了现有实验方法 等吸液速度较慢 的隔膜进行测试 时 ， 试验结 果也有着 的精确计量范围。也就是说 ， 这种传统实验方法不 能够适应 吸液速 化纤维素膜 ） 度很快的纸类 隔膜 。 因此 ， 我们根据这种情况 ， 参照造纸行业 的国家 很大的误差 。 ８ ＃ 化纤维素膜为例 ， 以 ９水 在进行测试 时， 隔膜 面积 电 标准 ， 设计 了适用 于测量 纸类 隔膜 等微孔膜吸液速度 的“ 微孔膜 吸 阻时常产生波动 ， 以准确把握 。进 而测量 出的吸液时 间从最短 的 难 十几秒到最长 的二十几秒 ， 波动率高达 ５ ％。以这种测试方法得 出 ０ 液速度测试方法”将在 ３１ ， ．节进行详细介绍。 同样是 因为人 工计 时的关系 ， 上述方法 即使 是在对半透膜 （ 水 的数据 ， 几乎没有任何研究的意义。
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图７
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从而反映出纸张的吸液速度和吸液能力 。 因此 ， 如果要详 细研究隔膜吸液速度 问题 ， 首先 是要针对半 透 或爬升速度 ， 膜和微孔膜在 吸液速度 方面的不同特性 ， 计有针对性地 、 设 精确 的 具体到本实验 中，为 了真实反映隔膜在 电液 中的吸液速度 ， 我 实验方法 。 尔后 ， 才能通过对准确试验结果 的分析 ， 进一步研究隔膜 们在仪器下方 的贮液槽 中， 灌注 ｄ １ ｇｃ 的氢氧化钾溶液 。本实 ＝．， ３ ｍ，
池 激 活 速度 的影 响 。
关键 词 ： 锌银 贮备 电池 ； 隔膜 材 料 ； 活 速 度 激
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作者 简 介 ： 温克 岩 （ ９ ９ ）男 ， 宁省人 ， １７ 一 ， 辽 工程 师 ， 主要 研 究 方 向为锌 银 电池 及 其 结 构设 计 。
科 技 论 坛
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图 ３ 液面爬升 ７ ｍｍ 所 用 时 间对 比
图 ４设 备 连 接 示 意 图
１概 述
表 １ 采用 传 统 方 法 测 定 的纸 类 隔 膜 吸 液 速度
众所 周知 ， 活速度是锌银 贮备 电池 的一个重要技术指标 。而 激 电池隔膜的吸液速度是影响锌银贮备电池激 活速度的关键 因素 。 近 年来 ， 随着装备系统性能 的不 断提高 ， 用户对于贮备 电池激 活速度 的要求呈 现出快速 、 精确 的趋势 。我们看 到 ， 在近几年研 发的产 品 中， 激活锌银贮备 电池组 的速度从几分钟 发展到几秒钟 ， 的甚至 有 出现 了一秒内激活 的要求。 因此 ， 电池隔膜吸液速度 的研究 ， 对 也逐 步成为提高锌银贮备电池性能和可靠性的重要组成部分。 但 是 长期 以来 ， 究 人 员 并 没 有 一个 有针 对 性 的 和精 确 的测 试 研 隔膜吸液速度 的方法 ， 也没有一套系统完整的各类 电池 隔膜 吸液速 度的测试 数据 ， 这就成 为制约我们研 究改进电池 隔膜性能和可靠性 的不利因素。 通过不断对现有锌银贮备 电池普遍使用的半透膜（ 水化纤维素 膜） 和微孔膜（ 各种纸类隔膜 、 无纺布等 ） 的吸液速度进 行系统的测 试发现 ， 传统的隔膜吸液速度测试方 法在适用性 、 精确性 、 可靠性等 方面均有一定 的不足之处。因此 ， 我们首先从完善 隔膜 吸液速度测 试方法做起 ， 力图针对微孔膜和半透膜这两大类 隔膜在 吸液速度表 现上 的不 同特 性 ， 形成有针对性 的科学 的测试方法 ， 而取得一套 进 完整有效的各类隔膜吸液速度测试数据 ， 为分 析影 响隔膜 吸液速度 的原 因和提高隔膜 吸液速度 ，提高一次 电池性能及可靠性 奠定基
础。
表 ２ 采 用 新 方法 测 定 的 纸 类 隔 膜 吸液 速 度
｝ 膜名称 甬 厚度 （ ） ｍ
０． ２ ０７ ０． ０ ０７
液 面爬升 液 面爬升 ７ ｕ 高度 （ｍ ２ ｉ ） ｍ ／ｍ ｎ 所用 时间
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水 化 纤 维 素 纸 改性 水化 纤维素纸 无纺布 １（％ ｎ１） ５０ ０ 无纺布 （ｓ２３ ） Ｆ ２ ８ １ 无 纺 布 （ ２ ８ ６ 南 ２３ ） 缔 纸 绵纸 （ ） 新 某 吸 水 纸
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科 技 论 坛
锌银 电池隔膜吸液速度的研究
温克岩 唐 悦 薄长明 （ 中国电子科技 集团公 司 第十八研 究所 ， 天津 ３ ０ ８ ） ０ ３４ 摘 要： 本文主要介绍 了传统的隔膜吸液速度测试方法ｆ探讨 了上述方法在 适用性和测试结果精确程度方面的缺 陷。针对传统方法 ｌ １ ， 的缺 陷， 出了两种经过彻底改进 的隔膜吸液速度 测试 方法。以新方法为基础 ， 提 对半透膜（ 水化 纤维索膜 ） 和微孔膜（ 各种纸 类隔膜 、 无纺 布） 的吸液速度进行 了全 面测试分析 ， 形成 了完整的 电池隔膜吸液速度测试数据。以测试数据 为基础 ， 分析探讨 了隔膜吸液速度对一次电
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２传统的隔膜吸液速度测试 方法及其局限性 ２１ ．传统的隔膜吸液速度测试方法描述 传统的隔膜吸液速度测试方法操作十分 简单 。 将待测隔膜样 品 在燥状态下 ， 速浸泡于装满 ｄ ｌ３／ｍ 的氢 氧化钾溶液 的面积 电 迅 ＝ ＿ｇ ｓ ｃ 阻测试槽 中， 同时采用秒表开始计时 。直到低 阻仪 上观察到其面积 电阻 值 降 至 正 常水 平 后 ， 时 停 止 。 由此 测量 出这 种 隔膜 样 品 的 吸 计 碱速度。 测试设备连接 图如图 １ 所示 。 ２２ ．传统方法的局限性 这种测试方法 由于手工操作 ， 秒表计时 ， 以在适 用性和精确 所
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图 １ 简 易 吸 液 速 度测 试 设 备 连 接 示 意 图
我们在试验 时发现 ， 多数纸类 隔膜 的吸液速 度几乎相 同 ， 不能 精确计量。具体情况如表 １ 。 观察表 ｔ 我们 可以看到 ，除了厚 度偏厚 的无纺 布和石棉纸之 外， 其余纸类隔膜的面积电阻均在 １ ｓ ～２ 之间下降到了正常值 。 分 析 认 为 ，上 述 测 试 结果 并 不 是 表 示 隔膜 吸 液 速 度 没 有 差 别 ， 图 ２ ２ ｎ液面爬 升高度对 比 ｍｉ 数据 的一 致性 是因为纸类隔膜吸液速度快 的超过 了现有实验方法 等吸液速度较慢 的隔膜进行测试 时 ， 试验结 果也有着 的精确计量范围。也就是说 ， 这种传统实验方法不 能够适应 吸液速 化纤维素膜 ） 度很快的纸类 隔膜 。 因此 ， 我们根据这种情况 ， 参照造纸行业 的国家 很大的误差 。 ８ ＃ 化纤维素膜为例 ， 以 ９水 在进行测试 时， 隔膜 面积 电 标准 ， 设计 了适用 于测量 纸类 隔膜 等微孔膜吸液速度 的“ 微孔膜 吸 阻时常产生波动 ， 以准确把握 。进 而测量 出的吸液时 间从最短 的 难 十几秒到最长 的二十几秒 ， 波动率高达 ５ ％。以这种测试方法得 出 ０ 液速度测试方法”将在 ３１ ， ．节进行详细介绍。 同样是 因为人 工计 时的关系 ， 上述方法 即使 是在对半透膜 （ 水 的数据 ， 几乎没有任何研究的意义。
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图７
图８
从而反映出纸张的吸液速度和吸液能力 。 因此 ， 如果要详 细研究隔膜吸液速度 问题 ， 首先 是要针对半 透 或爬升速度 ， 膜和微孔膜在 吸液速度 方面的不同特性 ， 计有针对性地 、 设 精确 的 具体到本实验 中，为 了真实反映隔膜在 电液 中的吸液速度 ， 我 实验方法 。 尔后 ， 才能通过对准确试验结果 的分析 ， 进一步研究隔膜 们在仪器下方 的贮液槽 中， 灌注 ｄ １ ｇｃ 的氢氧化钾溶液 。本实 ＝．， ３ ｍ，
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作者 简 介 ： 温克 岩 （ ９ ９ ）男 ， 宁省人 ， １７ 一 ， 辽 工程 师 ， 主要 研 究 方 向为锌 银 电池 及 其 结 构设 计 。
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图 ３ 液面爬升 ７ ｍｍ 所 用 时 间对 比
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表 １ 采用 传 统 方 法 测 定 的纸 类 隔 膜 吸 液 速度
众所 周知 ， 活速度是锌银 贮备 电池 的一个重要技术指标 。而 激 电池隔膜的吸液速度是影响锌银贮备电池激 活速度的关键 因素 。 近 年来 ， 随着装备系统性能 的不 断提高 ， 用户对于贮备 电池激 活速度 的要求呈 现出快速 、 精确 的趋势 。我们看 到 ， 在近几年研 发的产 品 中， 激活锌银贮备 电池组 的速度从几分钟 发展到几秒钟 ， 的甚至 有 出现 了一秒内激活 的要求。 因此 ， 电池隔膜吸液速度 的研究 ， 对 也逐 步成为提高锌银贮备电池性能和可靠性的重要组成部分。 但 是 长期 以来 ， 究 人 员 并 没 有 一个 有针 对 性 的 和精 确 的测 试 研 隔膜吸液速度 的方法 ， 也没有一套系统完整的各类 电池 隔膜 吸液速 度的测试 数据 ， 这就成 为制约我们研 究改进电池 隔膜性能和可靠性 的不利因素。 通过不断对现有锌银贮备 电池普遍使用的半透膜（ 水化纤维素 膜） 和微孔膜（ 各种纸类隔膜 、 无纺布等 ） 的吸液速度进 行系统的测 试发现 ， 传统的隔膜吸液速度测试方 法在适用性 、 精确性 、 可靠性等 方面均有一定 的不足之处。因此 ， 我们首先从完善 隔膜 吸液速度测 试方法做起 ， 力图针对微孔膜和半透膜这两大类 隔膜在 吸液速度表 现上 的不 同特 性 ， 形成有针对性 的科学 的测试方法 ， 而取得一套 进 完整有效的各类隔膜吸液速度测试数据 ， 为分 析影 响隔膜 吸液速度 的原 因和提高隔膜 吸液速度 ，提高一次 电池性能及可靠性 奠定基