[發(fā)明專利]一種液體活化鎂錳紙電池及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210209038.0
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN102760893A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設計）人: 傅敏恭;孫曉剛;吁霽;黎先財;姚軍;彭清林;曹宏輝
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: H01M6/06
• 分類號: H01M6/06
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發(fā)明屬于紙電池，尤其屬于液體活化鎂錳紙電池及其制作方法。

技術背景

鎂是一種活潑金屬，電負性為1.31，標準電極電位為-2.36V(VS·SHE)?理論比容量可達2.20Ah/g，在常用的金屬中僅比鋰(3.86Ah/g)鋁(2.98Ah/g)小，遠比金屬鋅(0.82Ah/g)大，同時鎂是一種很有前途的電池負極材料，我國鎂的資源非常豐富，儲量居世界首位；另外，鎂電池具有成本低、無公害、高功率、高能量密度的優(yōu)點，所以受到廣泛關注，目前鎂電池主要用作軍事。通常鎂錳電池負極為鎂金屬或鎂合金，正極為MnO₂，電解液為Mg(ClO₄)₂或MgBr₂，電池反應為??????

?Mg+2MnO₂+H₂O→?Mg(OH)₂+Mn₂O_3????????。

?鎂錳電池的優(yōu)點是初始儲存性能較好，因為在鎂或鎂合金表面生成Mg(OH)₂和MgO保護膜的原因。目前鎂錳干電池已有較多的專利報導，專利申請?zhí)?2138096·1“鎂干電池”涉及到以鎂合金為陽極材料的鎂干電池，其中鎂合金中包含有一種金屬A，該金屬A或為堿金屬或為堿土金屬或為稀土金屬或為這些金屬的任意組合。專利申請?zhí)?3142626·3“鎂電池陽極板料”涉及到鎂合金為基材，連續(xù)鑄造或連續(xù)鑄軋制成的薄板的工藝；專利申請?zhí)?0811017·4“一種鎂基一次電池和二次電池”涉及到金屬鎂以燒結形式做負極；專利申請?zhí)?2111675·x“鎂合金固態(tài)成型工藝方法”提出了一種適用生產圓筒形鎂干電池負極的方法；專利申請?zhí)?3134338·4“鎂干電池及其制造方法”提出了鎂合金陽極殼體采用低溫擠壓成型的方法；專利申請?zhí)?3261351·2“圓柱形鎂干電池結構設計”陽極鎂筒采用鎂合金圓餅擠沖成型的整體圓筒；專利申請?zhí)?00620032162·4“鎂錳紙板一次電池”涉及的電池整體結構，其設計具有結構合理的特點；專利申請?zhí)?0110228683·2“一種鎂干電池”涉及陽極鎂合金、電解液為MgCl₂、Mg(NO₃)₂?、?Mg(SO₄)₂、和Mg(ClO₄)₂溶液。此外尚有專利號200310113951·1“鎂海水干電池”；專利申請?zhí)?00810127885·6?“魚雷電池陽極鎂合金極生產方法”；專利申請?zhí)?00910131909·x“鎂-空氣電池”等。

紙電池是近幾年發(fā)展起來的一種新型電池，它是以紙張為載體的具有柔性薄型的特點，以色列Power?paper公司生產的紙電池也是一種由鋅和MnO₂構成的工業(yè)標準印刷技術，將電極材料印刷在紙上，單體紙電池可達到1.5v，這種電池的特點是成本極低，形貌和尺寸靈活，使用方便。Enfucell電池公司也研制了一種紙電池，其組成與結構跟Power?paper公司的相似。紙電池目前開始用于微型電子器材，特別是作為“射頻識別”(RFID)的電源，有其廣闊的應用前景。????????

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種液體活化鎂錳紙電池及其制備方法。

本發(fā)明所述的液體活化鎂錳紙電池是一種疊層式電池，其結構是鎂負極、吸附有電解液的纖維紙、涂有MnO₂活性漿料的隔膜紙以及碳素集流體構成的疊層式柔性紙電池。

本發(fā)明所述的鎂負極是0.1~0.5mm的金屬鎂箔或鎂合金片。

本發(fā)明所述的纖維紙是濾紙或快速吸水紙。

本發(fā)明所述的電解液由鎂鹽與緩蝕劑配制，其中鎂鹽的濃度為0.2~1.0M，緩蝕劑的濃度為0.01~0.05M；所述的鎂鹽為MgSO₄?、Mg(NO₃)₂、?Mg(AC)₂、Mg(ClO₄)₂或鎂的鹵素化合物；所述的緩蝕劑為錫酸鹽、鉻酸鹽、季銨鹽、磷酸鹽或硼酸鹽。

本發(fā)明所述的MnO₂活性漿料是先由MnO₂、導電劑和添加劑按80~90:10~20:0.1~1的質量比配制成MnO₂混合粉料，再按MnO₂混合粉料與離子水按70~75:25~30的質量比調制成MnO₂活性漿料。