[發明專利]鋅空電池的鋅電極

無效

• 申請號: 201110254612.X
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102306794A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 上海堯豫實業有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及鋅空電池，尤其涉及鋅空電池的鋅電極。

背景技術

鋅空電池以金屬鋅為負極活性物質，空氣中的氧氣為正極活性物質，兩活性物質在空氣電極與電解液的界面處被空氣電極的催化層所催化發生電化學反應而產生電能。鋅空電池原材料豐富易得、放電性能穩定、能量密度高、成本低且對環境友好，用途廣泛；然而由于其鋅電極存在析氫、枝晶、形變等問題造成電池容量較低、電學性能欠佳等，影響了鋅空電池商業化的步伐。

往鋅電極中添加一定量的添加劑是改善鋅電極電學性能的一個重要方法。在含有鋅電極的電池中，通過利用汞將鋅粒汞齊化而減緩鋅腐蝕，隨著社會對環境污染物含量的要求的日趨嚴格，汞的使用量得到了嚴格的控制，于是人們開始尋找其他抑制枝晶的形成、抑制ZnO的生成、抑制腐蝕、防止鈍化、改善Zn的可逆性從而提高電池的性能和使用壽命的各種方法。有在鋅粉中添加或混合Pb、Bi、Ca和Al元素，通過這些微量元素在電極內部孔道上的溶解-沉淀并積聚，提高了電極表面及內部的活性；也有在電極中加入無機和/或有機緩蝕劑來減緩鋅電極的析氫量、增加鋅電極的導電性，提高鋅電極的放電容量；然而這些方法效果還不夠理想。

發明內容

本發明的目的就是為了克服鋅電極存在析氫、枝晶、形變等問題造成電池容量衰減快、電學性能欠佳以及現有通過添加Pb、Bi、Ca和Al元素或是加入無機和/或有機緩蝕劑等方法來增強電極放電容量的效果不夠理想等缺陷而提供一種能夠更有效地抑制析氫、抑制鋅枝晶的形成，抑制電極的鈍化，更好的提高電極放電性能的鋅空電池的鋅電極。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種鋅空電池的鋅電極，由鋅粉、粘結劑、電解液和微晶纖維素按重量份配比參數混合攪拌制成，所述各成分的重量份為鋅粉50、粘結劑0.5～5、電解液40～70、微晶纖維素0.1～0.5。

優選的，所述電解液100ml中KOH含量35g～50g、四烷基氫氧化銨0.3g～1.5g、十二烷基苯磺酸鈉0.5g～2.5g，Zn的化合物0g～1.5g、K₂CO₃?0g～15g，余量為蒸餾水。

更優選，所述電解液100ml中KOH含量50g、四烷基氫氧化銨1.0g、十二烷基苯磺酸鈉2.0g，Zn的化合物0.9g、K₂CO₃?12g，余量為蒸餾水。

優選的，所述Zn的化合物為ZnO、Zn(OH)₂、Zn₂CO₃中的一種或幾種的混合物。

優選的，所述粘結劑為羧甲基纖維素鈉CMC、聚乙稀酸PVA、聚四氟乙烯PTFE、聚環氧乙烷PEO、羥丙基甲基纖維素HPMC中的一種或幾種混合而成。

優選的，所述鋅粉粒度為80目～150目，比表面積為30～100㎡/g。?

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

1、通過添加四烷基氫氧化銨來抑制鋅枝晶的形成，提高了鋅的放電性能；且更清潔、安全。

2、鋅電極表層吸收了添加的十二烷基苯磺酸鈉，仍保持多孔結構，利于離子的擴散，抑制了電極的鈍化，提高了電極的放電性能。

3、孔隙率與孔徑的分布均對鋅電極放電性能有所影響，通過添加微晶纖維素在電極內部建立離子通道，保證電解液到達反應場所，從而進一步提高了電極的放電性能。

附圖說明

圖1為四烷基氫氧化銨和十二烷基苯磺酸鈉的不同添加量下鋅空電池放電容量圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。

本發明中Zn的化合物為ZnO、Zn(OH)₂、Zn₂CO₃中的一種或幾種的混合物；粘結劑為羧甲基纖維素鈉CMC、聚乙稀酸PVA、聚四氟乙烯PTFE、聚環氧乙烷PEO、羥丙基甲基纖維素HPMC中的一種或幾種混合而成。為實驗對比效果需要，以下實施例中采用的Zn的化合物為ZnO，粘結劑為羧甲基纖維素鈉CMC。

實施例1

由鋅粉、粘結劑、電解液和微晶纖維素按重量份配比參數混合攪拌制成鋅電極，所述各成分的重量份為鋅粉50、粘結劑3.5、電解液60、微晶纖維素0.35。

所述電解液100ml中KOH含量50g、四烷基氫氧化銨1.0g、十二烷基苯磺酸鈉2.0g，Zn的化合物0.9g、K₂CO₃?12g，余量為蒸餾水。