[發(fā)明專利]堿性電池用凝膠狀鋅膏及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210229489.0
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN102723471A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王國慶;楊維謙
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中航長力能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/42
• 分類號: H01M4/42;H01M4/04;H01M4/06
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮(zhèn)勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可應(yīng)用于堿錳電池、鋅空氣電池等方面的鋅膏，尤其涉及一種堿性電池用凝膠狀鋅膏及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來隨著便攜式用具的增多和零排放電動車輛的開發(fā)，人們都在尋找一種高比能量的電池體系以滿足其要求。鋅-空氣電池作為高效、潔凈的綠色能源新技術(shù)，具有容量大、比能量高、成本低、放電性能穩(wěn)定、安全、無污染等優(yōu)點，已成為當今世界能源領(lǐng)域的開發(fā)熱點，是一種具有巨大市場前景的化學電源。

鋅空氣電池的工作原理是：鋅為陽極活性物質(zhì)，空氣中的氧氣為陰極活性物質(zhì)，氫氧化鉀為電解質(zhì)；鋅電極上發(fā)生鋅氧化成氧化鋅的陽極反應(yīng)，空氣電極上發(fā)生氧氣還原成氫氧根的陰極反應(yīng)。由于陰極反應(yīng)物質(zhì)為空氣中的氧氣，不需要儲存在電池中，因此鋅空氣電池能提供較其他電池更多的能量。

目前使用的鋅膏在高濃度強堿溶液中穩(wěn)定性較差，特別是電池在較高溫度下貯存時較易脫水和水解，分離出來的電解液向電池封口處和正極方向遷移，使正極變性能降低，增加了內(nèi)電阻，放電性能惡化。水解后鋅膏中的分散鋅粉將發(fā)生沉降凝聚，使顆粒變大，表面積減小，負極活性物質(zhì)利用率下降。同時電池易發(fā)生漏液爬堿現(xiàn)象導致其性能降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單、能延長電池的使用壽命和貯存期的堿性電池用凝膠狀鋅膏及其制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明的堿性電池用凝膠狀鋅膏，包括鋅粉混合物與堿性電解液按質(zhì)量比為100：30~50混合；

所述鋅粉混合物包括無汞鋅粉、凝膠劑、氫氧化銦或氧化銦、氧化鋅按質(zhì)量比為100：0.5~5：0.01~0.1：1混合；

所述堿性電解液包括氫氧化鉀、氧化鋅、氧化鈣、錫酸鈉和水按質(zhì)量比為40：6~7：0.2~0.5：0.05~0.1：52.5~53.5混合。

本發(fā)明的上述的堿性電池用凝膠狀鋅膏的制備方法，包括如下步驟；

將無汞鋅粉與凝膠劑、氫氧化銦或氧化銦、氧化鋅按質(zhì)量比為100：0.5~5：0.01~0.1：1混合，通過混料機處理10~30分鐘混合均勻得所述鋅粉混合物；

按質(zhì)量比為40：6~7：0.2~0.5：0.05~0.1：52.5~53.5的比例稱取氫氧化鉀、氧化鋅、氧化鈣、錫酸鈉和水，將水加入電解液配制槽內(nèi)，在攪拌的狀態(tài)下加入氫氧化鉀，讓其溶解，然后依次加入氧化鋅、氧化鈣和錫酸鈉，使其全部溶解，待冷卻后即得所述堿性電解液；

將所述鋅粉混合物與堿性電解液按質(zhì)量比為100：30~50完全混合，采用真空攪拌的方式攪拌處理5~20分鐘，得到凝膠狀鋅膏。

本發(fā)明的堿性電池用凝膠狀鋅膏及其制備方法，由于鋅膏采用鋅粉混合物和電解液混合真空攪拌而成，具有生產(chǎn)工藝簡單、產(chǎn)品質(zhì)量容易控制及產(chǎn)品成品率高等優(yōu)點；由于添加了有效的凝膠劑，可以使鋅膏中的鋅粉與電解液形成穩(wěn)定均勻分散的膏體，提高鋅膏的保液性能，減少其自放電。同時可以促進鋅粉之間、鋅粉與集電體之間接觸的作用，改善電池的抗震性；由于采用真空攪拌的方式制備，排掉了鋅膏在制備過程中產(chǎn)生的氣體，減少電池膨脹變形，有利于電池的長期貯存。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述。

本發(fā)明堿性電池用凝膠狀鋅膏，其較佳的具體實施方式是：

包括鋅粉混合物與堿性電解液按質(zhì)量比為100：30~50混合；

所述鋅粉混合物包括無汞鋅粉、凝膠劑、氫氧化銦或氧化銦、氧化鋅按質(zhì)量比為100：0.5~5：0.01~0.1：1混合；

所述堿性電解液包括氫氧化鉀、氧化鋅、氧化鈣、錫酸鈉和水按質(zhì)量比為40：6~7：0.2~0.5：0.05~0.1：52.5~53.5混合。

所述凝膠劑包括羧甲基纖維素、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉及聚丙烯酸衍生物中的一種或多種。

本發(fā)明的上述的堿性電池用凝膠狀鋅膏的制備方法，其較佳的具體實施方式包括如下步驟；

將無汞鋅粉與凝膠劑、氫氧化銦或氧化銦、氧化鋅按質(zhì)量比為100：0.5~5：0.01~0.1：1混合，通過混料機處理10~30分鐘混合均勻得所述鋅粉混合物；

按質(zhì)量比為40：6~7：0.2~0.5：0.05~0.1：52.5~53.5的比例稱取氫氧化鉀、氧化鋅、氧化鈣、錫酸鈉和水，將水加入電解液配制槽內(nèi)，在攪拌的狀態(tài)下加入氫氧化鉀，讓其溶解，然后依次加入氧化鋅、氧化鈣和錫酸鈉，使其全部溶解，待冷卻后即得所述堿性電解液；