專利名稱：堿性鋅二氧化錳電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于堿性鋅二氧化錳電池研發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大電流放電極化受 抑的具有高輸出特性的鋅負(fù)極及其堿性電池。
背景技術(shù)：
堿性鋅二氧化錳電池在大電流重負(fù)荷放電工作的情況下，負(fù)極極化嚴(yán)重，導(dǎo)致電 池高功率放分少，用于數(shù)碼相機(jī)、電子閃光燈、數(shù)字影音播放器等小型高功耗電器時放電性 能不佳。已提出的解決辦法包括使用粒度分布更細(xì)、活性更高的鋅粉，提高電池負(fù)極鋅粉顆 粒含量等。使用粒度分布更細(xì)、活性更高的鋅粉時，存在負(fù)極析氣量增加，電池漏液風(fēng)險增 大，儲存性能下降等問題，且在電池制造過程中，更細(xì)的鋅粉引起鋅膏粘度大大增加和鋅膏 的析液分層，電池生產(chǎn)作業(yè)困難，電池大批量生產(chǎn)的一致性下降；提高負(fù)極鋅率，雖然有利 于電池高功率放電，但存在電池電解液含量下降，負(fù)極放電平臺，特別是小電流放電平臺縮 短，電池在傳統(tǒng)電器上應(yīng)用性能下降的問題。同時，高鋅含量的負(fù)極仍然存在鋅膏流動性不 良，電池生產(chǎn)作業(yè)過程中易引起鋅膏注入機(jī)堵塞，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，不適應(yīng)大規(guī)模高速生 產(chǎn)線的問題。開發(fā)大電流放電性能提高而低功耗傳統(tǒng)電器應(yīng)用性能不變或進(jìn)一步改善，且 適應(yīng)現(xiàn)代大規(guī)模高速生產(chǎn)線需要的堿錳電池，是該領(lǐng)域技術(shù)上不斷追求的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過在鋅膏中添加金屬氧化物有機(jī)復(fù)合導(dǎo)電乳，由于該復(fù)合導(dǎo)電乳能顯著 改善鋅粉放電過程中顆粒與顆粒之間的電接觸特性，使電極在放電過程中由于鋅粉顆粒的 不斷反應(yīng)而造成的電極導(dǎo)電能力下降得到抑制，電極極化大大減弱，電池放電能力顯著提 高。并且，該導(dǎo)電乳在使得鋅顆粒之間的電接觸增加的同時，能起到分散和潤滑鋅顆粒的作 用，避免既往技術(shù)提高鋅率帶來的鋅膏流動性不良，高速大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用困難的問題。本發(fā)明的目的在于提供一種既能有效改善負(fù)極低電位大電流放電極化，提高電池 高功率放電性能，又能有效避免電池小電流放電性能衰減，且適應(yīng)現(xiàn)代大規(guī)模高速堿錳電 池生產(chǎn)線需要的堿錳電池技術(shù)解決方案。該方案鋅膏具有優(yōu)良的流動性，適應(yīng)現(xiàn)代堿錳電 池大規(guī)模高速生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種堿性鋅二氧化錳電池，以二氧化錳為正極，以鋅膏為負(fù)極，以，氫氧化鉀水溶 液為電解質(zhì)，其特征在于所述負(fù)極內(nèi)添加金屬氧化物有機(jī)復(fù)合導(dǎo)電乳。所述導(dǎo)電乳系一種 商業(yè)化產(chǎn)品，產(chǎn)自上海協(xié)爾化學(xué)公司，其成分不詳，其產(chǎn)品系列為SD系列，型號有SD301， SD251, SD201, SD181和SD161，均符合本發(fā)明的要求。優(yōu)選的，所述復(fù)合導(dǎo)電乳的用量為鋅膏總量的-20%。優(yōu)選的，所述復(fù)合導(dǎo)電乳的用量為鋅膏總量的5% -15%。優(yōu)選的，所述復(fù)合導(dǎo)電乳的用量為鋅膏總量的8% -12%。該復(fù)合導(dǎo)電乳可以預(yù)先同調(diào)制鋅膏所需的電解液混合，攪拌均勻后再向其中加入鋅粉和其它需要的添加物形成的混合物，經(jīng)真空攪拌形成鋅膏，供電池負(fù)極裝配工序使用。該復(fù)合導(dǎo)電乳也可以預(yù)先同調(diào)制鋅膏所需的凝膠電解液混合，攪拌均勻后再向其 中加入鋅粉，經(jīng)真空攪拌均勻后形成鋅膏，供電池負(fù)極裝配工序使用。相對于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明在鋅膏中使用了金屬氧化物有機(jī)復(fù)合導(dǎo)電乳，使負(fù)極放電過程中的極化顯 著減小，負(fù)極放電曲線更平坦，有效放電平臺更長。優(yōu)選的，該復(fù)合導(dǎo)電乳的用量占鋅膏總 量的-20%，優(yōu)選5% -15%，更優(yōu)選8% -12%。本發(fā)明得到的電池大電流放電性能顯著提高。以LR6電池為例，在20士2°C下，以 1500mw2s，650im^8s，5min/h，24h/d放電制式放電至電池電壓1.05伏止，放電持續(xù)時間是 普通LR6商品電池的2-2. 6倍。本發(fā)明革新了鋅膏調(diào)制工藝，本發(fā)明得到的電池鋅膏流動性優(yōu)良，能適應(yīng)200-600 只/分鐘的高速堿錳電池生產(chǎn)線電池裝配需要。


下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述圖1為LR6電池320m A恒流放電過程中負(fù)極電位隨時間的變化曲線。
具體實施例方式以下結(jié)合具體實施例對上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實施例是用于說明 本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做 進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。實施例1鋅粉120克，聚丙烯酸鈉粉1. 0克，氧化銦粉0. 05克均勻混合后備用； 將20克復(fù)合導(dǎo)電乳液加入41克含SiO 2%,KOH 32%的水溶液中，攪拌均勻后將前述鋅粉 混合物在攪拌下緩慢加入，繼續(xù)攪拌至形成均一的粘稠狀鋅膏，在-0. 07MPa真空條件下繼 續(xù)攪拌10-15分鐘，脫除鋅膏中可能存在的氣泡后備用。以重量比15 1混合EMD和石墨粉，再以粉液比23 1的比例加入含40% KOH 水溶液攪拌均勻。經(jīng)壓片、造粒、篩分、成型制成正極環(huán)，裝入電池鋼殼后插入隔離管，注入 電解液、鋅膏，密封制成LR6型電池。在20+2°C條件下，以 1500mw2s，650mw28s，5min/h，24h/d，終止電壓 1. 05V 的放電 制式及10Ω，Mh/d，終止電壓0. 9v的放電制式對電池進(jìn)行放電，結(jié)果如表1所示。實施例2 鋅粉120克，氧化銦粉0. 05克均勻混合后備用；聚丙烯酸鈉粉1. 0克，均勻分散 于SiO 1%, KOH 32%的水溶液41克中，制成凝膠狀電解液。將20克復(fù)合導(dǎo)電乳液加入 中，攪拌均勻后將前述鋅粉混合物在攪拌下緩慢加入，繼續(xù)攪拌至形成均一的粘稠狀鋅膏， 在-0. 07MI^真空條件下繼續(xù)攪拌10-15分鐘，脫除鋅膏中可能存在的氣泡后備用。以實施例1的方式制作LR6電池，并在同樣的放電條件和制式下對電池電性能進(jìn) 行測試，結(jié)果匯集記錄于表1。實施例3 鋅粉120克，聚丙烯酸鈉粉1. 0克，氧化銦粉0. 05克均勻混合后備用；將20克復(fù)合導(dǎo)電乳液加入41克含SiO 2%, KOH 32%的水溶液中，攪拌均勻后將前述鋅粉混合物 在攪拌下緩慢加入，繼續(xù)攪拌至形成均一的粘稠狀鋅膏，在-0. 07MPa真空條件下繼續(xù)攪拌 10-15分鐘，脫除鋅膏中可能存在的氣泡后備用。以實施例1的方式制作LR6電池，并在同樣的放電條件和制式下對電池電性能進(jìn) 行測試，結(jié)果匯集記錄于表1。實施例4 鋅粉120克，聚丙烯酸鈉粉1. 01克，氧化銦粉0. 03克均勻混合后備用；將25克 復(fù)合導(dǎo)電乳液加入36克含SiO 2%, KOH 32%的水溶液中，攪拌均勻后將前述鋅粉混合物 在攪拌下緩慢加入，繼續(xù)攪拌至形成均一的粘稠狀鋅膏，在-0. 07MPa真空條件下繼續(xù)攪拌 10-15分鐘，脫除鋅膏中可能存在的氣泡后備用。以實施例1的方式制作LR6電池，并在同樣的放電條件和制式下對電池電性能進(jìn) 行測試，結(jié)果匯集記錄于表1。實施例5:鋅粉120克，聚丙烯酸鈉粉1. 01克，氧化銦粉0. 05克均勻混合后備用；將15克 復(fù)合導(dǎo)電乳液加入46克含SiO 2%, KOH 32%的水溶液中，攪拌均勻后將前述鋅粉混合物 在攪拌下緩慢加入，繼續(xù)攪拌至形成均一的粘稠狀鋅膏，在-0. 07MPa真空條件下繼續(xù)攪拌 10-15分鐘，脫除鋅膏中可能存在的氣泡后備用。以實施例1的方式制作LR6電池，并在同樣的放電條件和制式下對電池電性能進(jìn) 行測試，結(jié)果匯集記錄于表1。表1電池電性能進(jìn)行測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種堿性鋅二氧化錳電池，以二氧化錳為正極，以鋅膏為負(fù)極，以，氫氧化鉀水溶液 為電解質(zhì)，其特征在于所述負(fù)極內(nèi)添加金屬氧化物有機(jī)復(fù)合導(dǎo)電乳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性鋅二氧化錳電池，其特征在于所述復(fù)合導(dǎo)電乳的用量為 鋅膏總量的_20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性鋅二氧化錳電池，其特征在于所述復(fù)合導(dǎo)電乳的用量為 鋅膏總量的5% -15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿性鋅二氧化錳電池，其特征在于所述復(fù)合導(dǎo)電乳的用量為 鋅膏總量的8% -12%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種堿性鋅二氧化錳電池，以二氧化錳為正極，鋅膏為負(fù)極，氫氧化鉀水溶液為電解質(zhì)。其特征在于所述負(fù)極添加金屬氧化物有機(jī)復(fù)合導(dǎo)電乳。該電池有效改善負(fù)極低電位大電流放電極化，提高電池高功率放電性能，又能有效避免電池小電流放電性能衰減，且適應(yīng)現(xiàn)代大規(guī)模高速堿錳電池生產(chǎn)線需要。
文檔編號H01M6/06GK102064331SQ201010575619
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者唐錄, 金成昌 申請人:蘇州大學(xué)