[發明專利]一種用于柔性電池負極的鋅鉍合金粉體的制備方法

在審

• 申請號: 201611260322.5
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN108269991A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 楊翠軍
• 申請（專利權）人: 上海移宇科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/42;C22C18/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 雷紹寧

本發明提供了一種耐腐蝕鋅鉍合金粉體的制備方法，該制備方法具體為：通過化學浸鍍的方式，使金屬鉍與鍍液產生化學反應，將鉍鍍到鋅粉表面，該方法具體制備流程為：鋅粉除油?清洗?酸洗活化?清洗?鋅粉在鉍浸鍍液中鍍鉍?合金粉體過濾?合金粉體清洗干燥?惰性氛圍下高溫加熱，冷卻制得目標產物。本發明屬于鋅錳電池負極材料領域，制得的鋅鉍合金粉體制備鋅錳電池用負極，適用于堿性或者酸性鋅錳電池中，特別適用于需要利用超細鋅粉制備負極的柔性、薄膜、異型鋅錳電池領域。本發明用綠色無毒金屬鉍代替劇毒的汞、鉛等作為電池緩蝕劑，操作簡單易用，且能大幅度改善鋅錳電池在存儲過程中的自放電現象，有極大的應用和推廣價值。

技術領域

本發明涉及一種鋅鉍合金粉體的制備方法，具體涉及制備鋅錳電池負極材料的鋅鉍合金粉體的制備方法。

背景技術

長期以來，人們一直采用汞作為鋅錳電池負極的緩蝕劑，但出于對環保的要求，目前歐美及中國均已立法嚴格控制汞在鋅錳電池中的使用，世界各國都在積極研發無汞添加劑的鋅錳電池。隨著人們環保意識的不斷提高，在鋅錳電池領域中，以汞、鉛等有毒重金屬為代表的無機緩蝕劑在不久的將來必將被淘汰。

通過對金屬析氫過電位的研究表明，金屬錫、鉍、銦、鎵等具有較高的析氫過電位，可用來取代汞、鉛等對環境傷害極大的重金屬在鋅錳電池緩蝕劑中的應用。從各種金屬的析氫過電位可得知，如金屬Ga、In、Pb、Sn、Bi等金屬的析氫過電位較高，均可作為代替汞的無機緩蝕劑。從目前的研究成果上看，它們或者以鋅合金的形式，或者以鹽的形式加入到電解質中。

鉍是一種公認的“綠色金屬”，是所有重金屬中毒性最小的一位。它的熔點為271.3℃，常與鋅、錫、銦、銻等一起制備低熔點合金。

從目前的研究成果上看，含鉍(Bi)的無機緩蝕劑在鋅錳電池中取得了不錯的效果，但是通過鉍鹽的形式添加入電解質存在著溶解度的限制，現有的氯化鉍或者硝酸鉍不僅在水中的溶解度非常小，且特別容易水解，造成緩蝕體系的不穩定。

發明內容

針對現有鋅粉鍍鉍工藝的不足，本發明的目的是提供一種耐腐蝕鋅鉍合金粉體的制備方法，并利用該制備的鋅鉍合金粉體制備鋅錳電池用負極，該方法制備鋅鉍合金過程簡單安全，操作方便且成本低廉。所制備的鋅鉍合金粉體適用于堿性或者酸性鋅錳電池中，特別適用于柔性、薄膜、異型鋅錳電池領域中，對于電池在存儲過程中的自放電現象也有大幅度的改善。

本發明的鋅鉍合金粉體的制備方法，采用化學浸鍍，將鋅粉放入浸鍍液中，使金屬鉍與化學鍍液產生反應，通過化學反應將鉍鍍到鋅粉表面，制得鋅鉍合金，其特征在于，所述鋅鉍合金的制備方法的具體流程為：

(1)鋅粉除油、酸洗、活化；

(2)浸鍍液化學鍍鉍；

(3)合金粉過濾、清洗，干燥；

(4)合金粉體在惰性氣體氛圍下高溫加熱；

(5)制得鋅鉍合金粉體。

進一步的，所述浸鍍液配方包含以下成分：鉍鹽，絡合劑，輔助絡合劑，穩定劑，PH緩沖劑，表面活性劑，溶劑。

進一步的，所述鉍鹽為三氧化二鉍、硝酸鉍、氯化鉍、甲基磺酸鉍、氨基磺酸鉍中的一種或者多種；鉍鹽含量為1‐100g/L，優選為5‐50g/L，更優選為20‐40g/L，其中當選用三氧化二鉍為鉍鹽時，實際配置時為將三氧化二鉍溶解于硝酸、鹽酸、甲基磺酸或者氨基磺酸中的一種或多種中。

進一步的，所述絡合劑為乳酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸中的一種或者多種，絡合劑含量為10‐200g/L，優選為20‐150g/L，更優選為30‐100g/L。