[發明專利]鋅空氣電池正極及其正極粉干法制備工藝和鋅空氣電池

有效

• 申請號: 201810018158.X
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108258256B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 胡銘昌;薛建軍;崔燕;陳瑋;郭鏢;周雪晴
• 申請（專利權）人: 廣州鵬輝能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/90
• 分類號: H01M4/90;H01M4/92;H01M4/96;H01M12/06
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 劉書芝

本發明公開了一種鋅空氣電池正極及其正極粉干法制備工藝和鋅空氣電池。該鋅空氣電池正極干法制備工藝采用高速攪拌混料機將用于鋅空氣電池的的正極混合干粉料通過一步成型法高速分散正極粉料以使其中的粘結劑高度纖維化。本發明與傳統濕法攪拌方式相比，工藝簡單、成本低，同時又能保證正極材料混合均勻、成膜強度高，由此制作的無汞鋅空氣電池性能優異。

技術領域

本發明涉及電池領域，具體而言，涉及一種鋅空氣電池正極及其正極粉干法制備工藝和鋅空氣電池。

背景技術

隨著現代制造技術的發展，日益增長的能源需求現已充斥生活的方方面面，小型便攜式裝置如手表、助聽器、藍牙耳機等能源需要也日益提高。鋅空氣電池因其高容量和低成本等眾多優點而作為目前市場上絕大多數助聽器的電池被廣泛使用。

鋅空氣電池是一種靠正極空氣和負極鋅來提供能量的金屬空氣電池，其優點在于較高的容量和較低的成本。其中，空氣正極的制備是鋅空氣電池高效產業化的一個關鍵工藝。

為了制備性能優良的空氣極片，必須有效混合固態正極粉料，濕法攪拌方式被廣泛應用，如專利US9136540B2描述一種濕法制備正極片的工藝包括首先將催化劑、炭黑、PTFE乳液與水混合制成催化劑漿料，漿料攪拌30分鐘；然后將活性炭、石墨、PTFE乳液與水混合制成活性炭漿料，這些漿料通過攪拌混合、過濾、水洗，然后在95℃下干燥，然后攪拌打碎、過篩保存使用；接著將上述制得的兩種材料混合制成正極混料，然后過濾、清洗并在95℃下干燥；最后將上述正極粉干混、揉捏以及研磨再送進對輥機中壓制成所需正極片。上述濕法攪拌工藝過程極度復雜且成本高，在攪拌過程中水分的存在還可能與物料發生副反應，后期高溫烘烤正極混合粉料對材料自身性能也可能存在影響。為了提高工業化生產效率同時保證鋅空氣電池優良性能，需要更為高效簡便的電池正極制備工藝。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供了一種高效簡便的鋅空氣電池正極粉干法制備工藝，其在提高工業化生產效率同時保證鋅空氣電池優良性能。

本發明的一個實施方式提供一種鋅空氣電池正極粉干法制備工藝，包括：

用高速攪拌混料機將鋅空氣電池正極所需的混合粉料通過一步成型干法攪拌均勻并使粘結劑高度纖維化。

在上述的鋅空氣電池正極粉干法制備工藝中，所述高速攪拌混料機包括位于腔室底部的水平方向的低速混合槳以及位于所述腔室一側中下方的高速粉碎槳；

所述低速混合槳的轉速為300-600r.p.m.；所述高速粉碎槳的轉速為3000-4000r.p.m.。

在上述的鋅空氣電池正極粉干法制備工藝中，所述工藝為一步成型混合干法制備工藝，稱取正極混合粉料置于高速攪拌混料機中攪拌均勻并使粘結劑高度纖維化后直接使用。

在上述的鋅空氣電池正極粉干法制備工藝中，所述粘結劑使用干粉顆粒，混合過程中不需要進行制漿、過濾和干燥等工序。在上述的鋅空氣電池正極干法制備工藝中，所述粘結劑為聚四氟乙烯粉末，所述聚四氟乙烯粉末平均粒徑為350-550μm、融點為280-350℃、吸水率在0.01％以下、堆積密度為400-600g/l。

在上述的鋅空氣電池正極粉干法制備工藝中，在所述混合粉料中包括5wt％-30wt％的所述粘結劑。

在上述的鋅空氣電池正極粉干法制備工藝中，在所述混合干粉料中包括干粉粘結劑顆粒、催化劑、導電碳和活性炭。

在上述的鋅空氣電池正極粉干法制備工藝中，所述粘結劑為聚四氟乙烯粉末，堆積密度為400-600g/L，顆粒尺寸為350-550μm，并且所述聚四氟乙烯粉末占所述混合干粉料的比例為5wt％-30wt％。