半透膜電池

『壹』 聚合物鋰離子電池製造中還需要使用專門隔膜材料做隔膜嗎

隔膜是鋰離子電池不可缺少的構成部分。鋰離子電池是有正極材料，負極材料，隔膜和電解液組成，根據鋰離子電池所用電解質材料不同，鋰離子電池可以分為液態鋰離子電池, 簡稱為LIB)和聚合物鋰離子電池(polymer lithium ion battery, 簡稱為LIP)兩大類。聚合物鋰離子電池所用的正負極材料與液態鋰離子都是相同的，正極材料可分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰材料，負極為石墨，電池的工作原理也基本一致。它們的主要區別在於電解質的不同, 液態鋰離子電池使用的是液體電解質, 而聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質來代替, 這種聚合物可以是「干態」的,也可以是「膠態」的,目前大部分採用聚合物膠體電解質。
新一代的聚合物鋰離子電池在形狀上可做到薄形化（ATL電池最薄可達0.5毫米,相於一張卡片的厚度）、任意麵積化和任意形狀化，大大提高了電池造型設計的靈活性，從而可以配合產品需求，做成任何形狀與容量的電池，為應用設備開發商在電源解決方案上提供了高度的設計靈活性和適應性，以最大化地優化其產品性能。同時，聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了50%，其容量、充放電特性、安全性、工作溫度范圍、循環壽命（超過500 次）與環保性能等方面都較鋰離子電池有大幅度的提高。
電池隔膜最主要的功能是分隔電池中的正負極板，防止正負極板直接接觸產生短路，同時，由於隔膜中具有大量曲折貫通的微孔，電池中的正負離子可以在微孔中自由通過，在正負極板之間遷移形成電池內部導電迴路，而電子則通過外部迴路在正負電極之間遷移形成電流，供用電設備利用。
（注意：目前有些人在解釋隔膜功能時，通常解釋為「隔膜上的微孔可以讓離子通過而電子不能通過」的說法是沒有根據的，它不符合原電池的基本原理，因為電池內部的電解液中自由電子是以正負離子的形式存在，電池內部的導電是靠離子在正負極之間的遷移來實現的）

『貳』 電池的原理以及自製電池的方法和材料

自製電池

簡介：

利用氧化還原反應裝置成一個電池，並且使 call 機發生聲響。

實驗步驟：

1. 取約25公分的鎂帶，折成三折並疊成約8公分長，然後用約20公分的銅線纏於上頭。
2. 用一透明玻璃紙做成容器狀，用橡皮圈綁住上頭（不用綁緊，只要束著就好），然後插入一根約30公分的銅線，插入的一端最好先把它折成環狀以防刺破玻璃紙，如圖一所示。
3. 將50mL硫酸銅溶液加入100mL的燒杯內，將250mL硫酸鉀溶液加入500mL的燒杯內。
4. 把步驟3.50mL的硫酸銅溶液倒入做好的玻璃紙袋內，並將它置於另一個500mL的燒杯中，然後將步驟 1 之鎂帶也放入燒杯中，如圖二所示。
5. 然後將步驟3.250mL的硫酸鉀溶液徐徐倒入500mL的燒杯中（注1），如圖三所示。
6. 將call機接上，立即有嗶嗶叫的聲音（注2），如圖四所示。

注1. 不可將綁有鎂帶的銅線浸到硫酸鉀的溶液中，進行步驟5之前，須事先讓同學聽聽已裝1.5V電池的BBcal叫的聲音大小及響了幾聲，以作為比較之用。
注2. 正負極接錯，聲音不會響。

溶液和器材：

1. 0.5M的硫酸銅溶液：約6.3g硫酸銅（CuSO4·5H2O，）晶體溶於50mL的水中。
2. 0.5M的硫酸鉀溶液：約21.8g硫酸鉀（K2SO4）固體溶於250mL的水中）。
3. 銅線一條（約30公分長）。
4. 玻璃紙一張（約625平方公分）。
5. 銅線一條（約20公分長）。
6. 鎂帶（約25公分長）。
7. 100mL的燒杯一個。
8. 500mL的燒杯2個。
9. 橡皮圈一條。
10. BBcall機一隻。

原理和概念：
1. 本實驗的半反應式分別為： Mg（s） → Mg2+（aq） + 2e- Cu2+（aq） + 2e- → Cu（s） 全反應式為： Mg（aq） + Cu2+ → Mg2+ + Cu（s）
2. 電化電池的陽極：發生氧化，電子流出，氧化電位大者（還原電位小者）。 電化電池的陰極：發生還原，電子流入，還原電位大者（氧化電位小者）。
3. 氧化電位：失去電子的傾向，以伏特為單位表示；氧化電位愈大，表示失去電子的傾向愈大。 還原電位：獲得電子的傾向，以伏特為單位表示；還原電位愈大，表示獲得電子的傾向愈大。
4. 鹽橋的功用：使電流暢通，讓陰陽離子能夠流通，保持電中性，防止任一個半電池積存凈電荷。鹽橋的組成：為鹽類的飽和溶液，且不與兩半電池之溶液發生反應者。本實驗系利用玻璃紙當作半透膜，可讓陰陽離子能夠流通亦有鹽橋的功能。

注意事項
1. 銅線最好先用磨砂紙磨過，再進行反應。
2. 鎂帶反應前先用1MHCl浸洗一會兒，然後迅速取出再使用。
3. 若時間許可的話，可將多個自製電池串聯或並聯，驅動需要更大功率的負載。

『叄』 鋅銀蓄電池的發展

鋅氧化銀電池是20世紀40年代開始研製的一種實用型高比能量、高比功率電池。其發展可追溯到兩個世紀以前，1800年伏特把鋅銀電池堆介紹於世，1883年克拉克(Clarke)的專利中敘述了第一隻完整的鹼性鋅氧化銀原電池，1887年鄧恩(Dun)和哈斯萊徹(Hassla—cher)的專利中首次提出了鋅氧化銀蓄電池。但直到1941年法國的亨利·安德列(H．Andr6)提出使用半透膜(如玻璃紙)作隔膜後，才實現了可實用的鋅銀電池。20世紀50年代Yard—ney設計製造出實用的可充鋅銀電池，之後，導彈和航天飛行器的研製，促進了鋅銀電池的發展。在20世紀90年代的鋅銀電池生產中，美國每年消耗銀約40多噸，估計全世界年耗銀量在100t以上。鋅銀電池在飛機、潛水艇(圖3—1)、浮標、導彈、空間飛行器和地面電子儀表等特殊用途中，始終保持著長盛不衰的態勢。
我國的鋅銀電池也是隨著導彈、宇航事業的發展而發展起來的。自從20世紀50年代末開始研製，60年代中期即在我國自行設計的導彈中獲得應用。目前我國已研製成各種規格的原電池，蓄電池和能瞬間投入使用的自動激活式鋅銀貯備電池，已形成了一定規模的生產能力，滿足了各類導彈、魚雷等武器及衛星的需要。近年來滿足民用的需要，也批量生產了扣式鋅銀電池和開口式蓄電池，滿足了手錶和攝影照明的需要。

『肆』 質子交換膜可以說是半透膜嗎

質子交換膜(ProtonExchangeMembraneFuel，PEM)是PEMFC的核心部件，PEM與一般化學電源中使用的隔膜有區別。質子回交換膜燃料電池已成為答汽油內燃機動力最具競爭力的潔凈取代動力源.

用作PEM的材料應該滿足以下條件：良好的質子電導率、水分子在膜中的電滲透作用小、氣體在膜中的滲透性盡可能小、電化學穩定性好、干濕轉換性能好、具有一定的機械強度、可加工性好、價格適當。

稱為半透膜有些不能表述它的特性，一般不這么叫。