[發(fā)明專利]一種廢舊堿錳電池回收再利用于一次鋅空氣電池的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810242871.2
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108376789A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程方益;孟晶;劉芳名;嚴(yán)振華;李海霞;陳軍
• 申請（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號: H01M6/52
• 分類號: H01M6/52;H01M4/90;H01M12/06
• 代理公司: 天津耀達(dá)律師事務(wù)所 12223
• 代理人: 廖曉榮

1.一種廢舊堿性鋅錳電池回收用作一次鋅空氣電池的方法，其特征在于：將放電完畢的堿性鋅錳電池的正極經(jīng)簡單處理后的產(chǎn)物具有良好的氧還原(ORR)催化性能，可用作鋅空氣電池的正極催化劑。

2.如權(quán)利要求1所述的廢舊堿性鋅錳電池回收用作一次鋅空氣電池的方法，其特征在于，包含以下步驟：

(1)材料的獲得和處理：將市售堿性鋅錳電池經(jīng)過放電處理后機(jī)械拆解，收集其正極放電產(chǎn)物并在稀鹽酸中攪拌浸洗，過濾，再用超純水清洗數(shù)次至中性，收集不溶物；將此不溶物在烘箱中干燥；隨后在空氣氣氛中煅燒得到處理終產(chǎn)物；

(2)測試氧還原(ORR)性能：取處理終產(chǎn)物與導(dǎo)電碳混合并研磨均勻，再滴加粘結(jié)劑和分散劑，超聲30min得到均勻分散的漿液；移取9μL漿液滴于玻碳電極上，自然晾干作為工作電極，鉑片作對電極，飽和甘汞電極為參比電極，組裝成三電極體系測試其氧還原性能；

(3)制作電池正極：取處理終產(chǎn)物和導(dǎo)電碳混合并用研缽研磨均勻，再滴加粘結(jié)劑，加入乙醇，加熱攪拌至溶液蒸干，得到具有粘性的固體團(tuán)狀物，將其用玻璃管滾壓成薄片，此即為催化層；將催化層、集流體與空氣擴(kuò)散層用輥壓機(jī)壓為一體作為鋅空氣電池的正極；其中催化層和空氣擴(kuò)散層分別位于集流體的兩側(cè)；

(4)鋅空氣電池的組裝和測試：以上述制得的復(fù)合電極為正極、KOH為電解液、鋅為負(fù)極組裝成鋅空氣電池并用Land系統(tǒng)對裝配的鋅空氣電池進(jìn)行電化學(xué)測試。

3.如權(quán)利要求2所述的廢舊堿性鋅錳電池回收用作一次鋅空氣電池的方法，其特征在于：步驟(1)所回收的電池為堿性鋅錳電池，其形狀包括但不限于圓柱形和長方體形，其大小包括但不限于5號、7號電池；鹽酸濃度為0.5-3mol L^-1，干燥溫度為60-100℃；煅燒溫度為200-300℃，煅燒時間為2-6h。

4.如權(quán)利要求2所述的廢舊堿性鋅錳電池回收用作一次鋅空氣電池的方法，其特征在于：所述步驟(2)中的導(dǎo)電添加劑為Vulcan XC-72或super P或石墨；粘結(jié)劑為Nafion或PTFE或PVDF，分散溶劑為異丙醇，且催化劑與導(dǎo)電添加劑的質(zhì)量比范圍為2:8到5:5，5wt％的粘結(jié)劑分散液與異丙醇的體積比范圍為1:10至1:30。

5.如權(quán)利要求2所述的廢舊堿性鋅錳電池回收用作一次鋅空氣電池的方法，其特征在于：所述步驟(3)中的導(dǎo)電碳為Vulcan XC-72，super P和石墨，粘結(jié)劑為聚四氟乙烯即PTFE溶液，溶劑為乙醇，分散劑為異丙醇；二氧化錳、導(dǎo)電碳和PTFE的質(zhì)量比為6:13:1-19:19:2；活性物質(zhì)載量為5-10mg cm^-2；所述的集流體為泡沫鎳。

6.如權(quán)利要求2所述的廢舊電池回收用作一次鋅空氣電池的方法，其特征在于：所述步驟(4)中的KOH濃度為6mol/L,并添加0.2mol/L ZnO；所述的鋅負(fù)極為鋅膏；所組裝的鋅空氣電池包括但不限于2032型，A675型或自制的磨具電池。