1 在电池催化剂制作上的应用
表面活性剂在制作离子交换膜燃料电池催化剂方面发挥着重要的作用,制作方法以微乳法为主。微乳法有正胶团微乳液体系和反胶团微乳液体系。
正胶团微乳液体系的主要缺点是颗粒很难从微乳液中分离、提纯,再有在制作过程中消耗大量。
反胶束法用在制作质子交换膜燃料电池电催化剂中,与其他化学法相比,制备的粒子不易聚结，大小可控，分散性好。该方法设备和工艺简单,是一种具有良好发展前途的纳米粒子制备方法。
表面活性剂在反胶束法制备纳米粒子中的作用主要有：(1)形成反胶束体系,控制粒子尺寸；(2)减小粒子团聚；(3)控制粒子的形状和晶型等等。
2 在制备电极材料中的应用
在制备电极材料中目前用到的表面活性剂主要：有CTAB、2-乙基己烷磺基琥珀酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚(NPE)、环氧乙烷(EO)与环氧丙烷(PO)三嵌段共聚物EO100PO70EO100、P123(E020P070EO20)、PEO600、吐温80、Span、TritonX-100、失水山梨醇单油酸酯、SDBS、SDS、环己烷和氟代烷基季铵盐、油酸和4-苯乙烯磺酸钠等。
常用的方法有相转移法、沉淀法、自组装法、模板法、溶胶-凝胶法等。
2.1 制作正极材料
用SDBS、CTAB、TritonX-100和Brij56[C16H33 (OCH2CH2)8H]可以制得不同结构和电化学性能的MnO2。用SDBS为模版制得的MnO2对电池循环性能有阻碍作用,CTAB只是轻微地提高电池的循环性能,TritonX-100有较好的放电容量和循环性能 ,而用Brij56作为电解液,用电沉淀法制得纳米级MnO2正极材料表现出很好的循环性能和很高的放电容量。
P123,4-苯乙烯磺酸钠,CTAB、油酸和煤油混合熔融液分别可用于制备锂电池正电极材料。P123为模版,用溶胶-凝胶法制得LiCoO2电极有很好的循环性能,工艺简单,成本低。用4-苯乙烯磺酸钠为模版,FeCl3为氧化剂,制得硫-聚吡咯(S-PPy)复合材料,用作电池Li/S-PPy的正极,循环性能、放电容量有很好的提高。用CTAB为模版,水热法制得的LiFePO4作电池正极时其放电容量提高,成本降低,毒性减小。用油酸和煤油混合熔融液制得LiFePO4与纳米级TiO2/石墨复合材料组成LiFePO4/TiO2复合电极,较传统锂电池有较低的能量密度,循环700次中几乎没有损失,电流效率可达100%,经久耐用,成本低和安全性好。
由上可知,表面活性剂在制备正极材料中起到了很大的作用,尤其是油酸和煤油混和熔融液活性剂制备的LiFePO4/TiO2复合电极性能良好。