[發明專利]一種插塊式鋅空氣電池鋅電極的回收電解方法

無效

• 申請號: 201110065740.X
• 申請日: 2011-03-18
• 公開（公告）號: CN102168284A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 劉蕓
• 申請（專利權）人: 北京中航長力能源科技有限公司
• 主分類號: C25C1/16
• 分類號: C25C1/16;H01M10/54
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 朱麗華

技術領域

本發明涉及的是一種插塊式鋅空氣電池鋅電極的充電方法，屬于鋅空電池技術領域。

背景技術

鋅空氣電池自1879年Maiche首次制作成功，已經發展了一個世紀，目前這項技術仍在持續發展當中，隨著多孔空氣電極、以聚四氟乙烯做粘合劑的薄型擴散電極的發展，鋅空電池放電電流有了大幅度提高，最高可以達到1000mA/cm²。而80年代后大型鋅空氣電池成為成為研究重點，90年代后，廣泛應用大型鋅空氣于電動車，有望于推廣于家用汽車中使用，從而解決能源危機與環境惡化的問題。

鋅空氣電池的負極電解和更換一直是制約鋅空氣電池發展的重要問題，而目前鋅冶煉工廠生產的鋅，其鋅粉形貌并不能滿足目前電池所需，使得在組裝電池后造成鋅利用率低，放電不充分，同時在插塊式電池機械更換的后的電池陽極還原過程中，電池拆卸負極還原的過程中，需要將電池拆卸，清洗負極，然后取出集流體，將失活負極反應物打碎，加熱溶解于電解液中后方能進行電解，這種電解方法，耗堿量大、鋅粉洗滌過程復雜、耗時長，無法跟上電池更換速度，經工藝改進后。

發明內容

本發明的目的是提供一種插塊式電池負極的處理和電解方法，用該方法可以高效低成本的將回收的插塊式電池鋅電極電解制備性能穩定、不易發生自腐的鋅粉，以后期制備性能較佳的電池。

為實現上述目的目的，本發明采用了如下技術方案：

一種插塊式鋅空氣電池鋅電極的回收電解方法，其方法步驟如下：

a）回收鋅電極：將放電后的插塊式電池負極取出，得到鋅電極失活物質；

b）配制專用電解液：采用純度大于96%的固態氫氧化鉀片堿配置成濃度為6-9mol/L氫氧化鉀溶液，每升氫氧化鉀溶液中加入氧化鋅30-40g，其中，氧化鋅的純度大于98%；

c）將電解用的陰極板及陽極板插入步驟b配制的專用電解液中，將步驟a中回收的鋅電極放入電解液中，電解制鋅。

本發明優選的采用濕法電解制鋅，電流密度為100-150mA/cm2，溫度25-50℃，每30-60min刮鋅一次。

所述陽極板采用304不銹鋼板，陰極板采用鋁鎂合金板。所述的陽極板應制成50-60mm厚為佳。

本發明是利用回收電池得到的鋅電極失活物質來作為電解制鋅的原材料，將負極失活反應物壓制成陽極板，插入電解槽進行電解，可以省去回收負極堿溶步驟，減少原料用量，降低電池回收成本，同時用其更新制作的新型陰極板導電性好、抗腐蝕性強，使用周期長，大大節約了成本，且能改善電解條件，優化產品性能。本發明大大節約了鋅空氣電池產業鏈成本，加速了鋅空電池產業化進程。

本發明的優點是：

1．本發明所制備的電解鋅顯枝晶狀，可以直接用于插塊式電池的制作；

2．簡化了插塊式電池負極回收電解還原步驟，去除了負極清洗，粉碎，堿溶步驟，故可以大幅度減少堿用量，縮短電解還原循環周期，節約成本；同時避免了在清洗粉碎過程中引入不良離子，影響電解；

3．生產的鋅粉性能穩定，不易發生自腐蝕；

4．利用本發明制備的電解鋅制造電池，電池放電持久。

附圖說明

圖1為傳統電解制鋅所得鋅的放電性能圖表（放電時間為2.7h）。

圖2為本發明濕法電解置鋅所得鋅的放電性能圖表（放電時間為5.3h）。

圖3為本發明濕法電解制鋅與傳統電解制鋅的參數指標對比表。

具體實施方式

本發明插塊式鋅空氣電池鋅電極的回收電解方法，包括以下步驟：

a）將放電后的插塊式電池負極取出，得到鋅電極失活物質，將其壓制成50-60mm厚板作為陽極板待用；

b）配制專用電解液：采用純度大于96%的固態氫氧化鉀片堿配置成濃度為6-9mol/L氫氧化鉀溶液，每升氫氧化鉀溶液中加入氧化鋅30-40g，其中，氧化鋅的純度大于98%；

c）備好陰極板和陽極板：陰極板采用鋁鎂合金板；陽極導電體采用304不銹鋼板，陽極導電體亦可是利用由放電后插塊式電池負極取出的304不銹鋼材質的集流體壓制成的50-60mm厚板。使用前，將陰極板和陽極板均依次采用400#、800#、1000#、2000#砂紙打磨，使用30-60%乙醇溶液超聲20-60min去除油脂，用去離子水清洗并干燥，然后插入配制的專用電解液中，將回收的鋅電極放入電解液中，開始電解制鋅；本發明優選的采用濕法電解制鋅，電流密度100-150mA/cm2，溫度25-50℃；每30-60min刮鋅一次，以得到比表面積活性適中適合放電的鋅粉。