點擊圖片查看原圖
鎳鋅電池的主隔膜有兩種最基本得類型：薄膜隔膜和微孔隔膜。薄膜隔膜是通過其上的親水基團(tuán)與電解液中的離子相互作用而實現(xiàn)離子導(dǎo)通的。微孔隔膜是通過其上分布的微孔來實現(xiàn)的。除了潤濕外，這種主隔膜是不與電解液發(fā)生相互作用的。
微孔隔膜的一個重要優(yōu)點是它具有較高的水和電解液透過性，這樣就能減少電極的形變。微孔隔膜用化學(xué)惰性的高分子制成，因此能夠較好的抵抗化學(xué)侵蝕和氧化。微孔隔膜的缺點是會存在枝晶穿過微孔引發(fā)短路和在微孔中發(fā)生鋅沉積的風(fēng)險。薄膜隔膜應(yīng)該能夠較強(qiáng)的抵抗鋅枝晶的穿透和來自負(fù)極的活性物質(zhì)的遷移，并且在內(nèi)部基本不會出現(xiàn)氧化鋅的沉積。它們的主要缺點是由于質(zhì)量轉(zhuǎn)移性質(zhì)導(dǎo)致的負(fù)極變形和較差的化學(xué)抗性。
比較了薄膜隔膜和微孔隔膜的表現(xiàn)。結(jié)果表明盡管兩種情況下，鋅電極變形都是電池?fù)p毀的主要原因，但是使用薄膜隔膜的電池電極變形要更為嚴(yán)重。電解液電阻最低和滲水性最強(qiáng)的隔膜，循環(huán)壽命最長。這個結(jié)果有利于微孔隔膜，因為其優(yōu)異的質(zhì)量轉(zhuǎn)移性質(zhì)能夠?qū)⑿巫兘档阶钚 ?/div>
研究表明，當(dāng)使用聚烯烴隔膜時，鎳鋅可充電電池的性能得到了可觀的提升。一些隔膜材料的OH根離子擴(kuò)散性，包括微孔聚丙烯。OH根離子擴(kuò)散速率要大于傳統(tǒng)無微孔的玻璃紙隔膜和接枝甲基丙烯酸交聯(lián)聚乙烯。
對鋅離子透過性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對于電導(dǎo)率高的隔膜，鋅酸根離子透過性高，反之則低。提高表面活性劑和全氟磺酸的用量能夠提高隔膜的電導(dǎo)率和鋅離子透過性。
液體隔膜來防止枝晶的生長和減輕電極變形。這種薄膜采用了一種特別的有機(jī)轉(zhuǎn)送媒介，包含一個可以通過OH根離子而不能通過鋅酸根離子的微孔膜。
如果電池的尺寸能夠減小并且具有足夠長的壽命的話，鎳鋅體系將會成為許多便攜設(shè)備的合適電源。在密封的鎳鋅電池中，在正極生成的氧會在負(fù)極與鋅重新結(jié)合。微孔隔膜必須對氧有一定程度的透過性。用含有硼酸的PVA涂覆于尼龍無紡布上制得了一種新的隔膜。這種隔膜具有較高的離子電導(dǎo)率，不能通過鋅酸根離子。
針對鋅枝晶問題，一種專門的薄膜體系，這種薄膜沒有微孔、具有很高的離子電導(dǎo)率、價格低廉，而且即使能夠在高濃度的KOH溶液中也能阻止鋅枝晶的穿透。聚合物隔膜本身的溶液相中有離子團(tuán)。這種離子團(tuán)的行為類似于液態(tài)電解質(zhì)，基于這種固態(tài)凝膠的聚合物薄膜具有平滑而不通透的界面，允許充放電時發(fā)生離子交換。