CN101299457B - 无汞碱性锌锰和锌银扣式电池负极盖表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无汞碱性锌锰和锌银扣式电池负极盖表面处理方法，包括下述步骤：(1)将商品负极盖除油，用水清洗干净；(2)将清洗干净的负极盖放入活化液中活化，活化后用水清洗干净；(3)将活化后的负极盖与金属锌接触；(4)将含有铟离子的强碱溶液浸泡步骤(3)中的负极盖和金属锌；(5)在一定温度和时间下，使负极盖表面镀覆上一层锌铟合金；(6)将镀好的负极盖清洗烘干。本发明利用接触镀原理和置换镀原理在负极盖上直接制备出一种性能良好的氢析出过电位高的锌铟合金，无需直流电源和还原剂，节省资源，减少污染；而且采用价格便宜的金属锌部分取代价格昂贵的铟，在镀覆过程中回收的镀液和金属锌能够循环利用，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及扣式电池制造技术，特别涉及一种无汞碱性锌锰和锌银扣式电池负极盖表面处理方法。
背景技术
我国是碱性锌锰扣式电池和锌银扣式电池的生产和消费大国。扣式电池无汞化是必然的趋势。由于扣式电池无法预留气室，所以扣式电池无汞化后如果不采取一定的措施减少负极锌粉自放电产生的氢气，则电池制造后容易产生气胀甚至爆开，从而使扣式电池失效。对于怎样减少或防止负极锌粉的自放电已有广泛的研究，如专利号为ZL200410026985.1、专利申请号为200610037178.9等中国发明专利(或专利申请)采取的技术手段是在锌膏中添加一定量氢过电位较高的金属及其化合物，如铟、氢氧化铟、氧化铟、铋、锡等；专利号为ZL200410026835.0、ZL200620057487.8、ZL200420045131.3、ZL200410026834.6等中国发明专利采取的技术手段是在负极盖上镀覆氢过电位较高的金属或合金，如铟、锡、锡钴、铜锡锌合金等；亦有技术是前述两者的组合，如专利号为ZL01234722.1、ZL200620063306.2、专利申请号为200610035286.2、200610037177.4等中国发明专利(或专利申请)。实践证明，负极盖的表面状态是决定无汞碱性锌锰和锌银扣式电池寿命的主要因素。采取在负极盖上镀覆氢过电位较高的金属或合金的方法除镀铟层外，现在其它的覆盖层组装的电池其成品率仍然不高。但纯铟层太贵，寻找减少铟用量的方法显然具有很好的环境和经济效益。文献“Zn-In合金集流体在电池中的应用”(李伟，费锡明，邹勇进.电池.34(4)，2004.282)研究了在柱状碱性锌锰电池(LR6)负极集流体铜钉表面电镀Zn-In合金，指出镀层中In的含量为12.31％的锌铟合金能有效提高集流体铜钉的析氢过电位，抑制电池负极的析氢过程，应用含合金镀层集流体生产的无汞碱锰电池性能稳定。该文同时指出，与镀铟层相比，含合金镀层的电池性能降低。另外，电镀过程难以控制，镀液容易混浊或无镀层生成，合金中含铟量随pH值的不同而变化太大，造成组装的电池均匀率不高。究其原因，可能是镀层不均匀或镀层漏镀所致。显然，该方法不适合无汞碱性锌锰和锌银扣式电池负极盖的表面镀覆。可见，现有这些镀覆方法或多或少存在工艺繁琐复杂，生产成本较高，环境污染以及电池放电性能均匀率不高等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种生产工艺简单、合理，操作方便，可明显节省原材料，避免资源浪费，生产成本较低，性能较好，对环境友好的无汞碱性锌锰和锌银扣式电池负极盖表面处理方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种无汞碱性锌锰和锌银扣式电池负极盖表面处理方法，包括下述步骤：
(1)将商品负极盖(外表面已经镀镍，内表面已经镀铜或两面镀锡)置于除油液中进行除油，除油后用水清洗干净。
(2)室温下将除油后清洗干净的负极盖放入活化液中活化，活化后用水清洗干净。
(3)将活化后的负极盖与金属锌接触。
(4)将含有铟离子的强碱溶液浸泡步骤(3)中的负极盖和金属锌。
(5)在一定温度和时间下，使负极盖表面镀覆上一层锌铟合金。
(6)将镀好的负极盖清洗烘干。
步骤(1)中，所述除油液由下列物质按重量百分比配制而成：
氢氧化钠 1～2％
碳酸钠 3～5％
磷酸钠 2～5％
硅酸钠 2～3％
表面活性剂 0.1～0.3％
水 84.7～91.9％
所述表面活性剂可选用聚氧乙烯脂肪醇醚、仲辛烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚等。
步骤(2)中，所述活化液的重量百分比组成为：
硫酸 5～10％
水 90～95％。
步骤(3)中，所述金属锌与负极盖的重量百分比组成为：
锌 1～50％
负极盖 50～99％
步骤(4)中，所述溶液的重量百分比组成为：
强碱 30～60％
铟离子 0.05～0.5％
水 39.5～69.5％
所述强碱为氢氧化钾或氢氧化钠。
步骤(5)中，所述反应温度为20～100℃，时间为5～60分钟。所得锌铟合金的重量百分比组成为：
锌 1～99％
铟 1～99％
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：(1)本发明利用接触镀原理(微电池原理)和置换镀原理，在负极盖上直接制备出一种性能良好的氢析出过电位高的锌铟合金，无需直流电源和还原剂，节省资源，减少污染。(2)采用价格便宜的金属锌部分取代价格昂贵的铟，在镀覆过程中回收的镀液和金属锌能够循环利用，降低了生产成本。所得镀层各处厚度基本一致，合金成份稳定，避免了电镀层不均匀的缺点。(3)由本方法制得的负极盖组装成的无汞碱性锌锰和锌银扣式电池放电性能均匀率较高。组装成LR41的无汞碱性锌锰扣式电池放电容量达到38mAh(20±2℃以22kΩ电阻，连续放电，终止电压为0.9V)；组装成LR44的无汞碱性锌锰扣式电池放电容量达到158mAh(20±2℃以6.8kΩ电阻，连续放电，终止电压为0.9V)；组装成LR54的无汞碱性锌锰扣式电池放电容量达到78mAh(20±2℃以15kΩ电阻，连续放电，终止电压为0.9V)。组装成SR41的无汞碱性锌银扣式电池放电容量达到52mAh(20±2℃以22kΩ电阻，连续放电，终止电压为0.9V)；组装成SR44的无汞碱性锌银扣式电池放电容量达到206mAh(20±2℃以22kΩ电阻，连续放电，终止电压为0.9V)；组装成SR54的无汞碱性锌银扣式电池放电容量达到96mAh(20±2℃以22kΩ电阻，连续放电，终止电压为0.9V)。由本发明处理的负极盖组装成的无汞碱性锌锰和锌银扣式电池在57℃、相对湿度为95％环境下，连渎存放10天，无漏液和无气胀(相当于常温存放二年内不变形、不鼓底、不漏液、不爆浆、不生锈、不爆炸)的电池达98％以上。电池性能符合国家标准，达到欧盟ROHS(98/101/EC&91/157/EEC&93/86/EC)要求(其中汞含量小于5PPM)。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种无汞碱性锌锰和锌银扣式电池负极盖表面处理方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)将商品负极盖置于除油液中进行除油，除油后用水清洗干净；
(2)室温下将除油后清洗干净的负极盖放入活化液中活化，活化后用水清洗干净；
(3)将活化后的负极盖与金属锌接触；
(4)将含有铟离子的强碱溶液浸泡步骤(3)中的负极盖和金属锌；
(5)在一定温度和时间下，使负极盖表面镀覆上一层锌铟合金；
(6)将镀好的负极盖清洗烘干；
步骤(4)中，所述溶液的重量百分比组成为：
强碱 30～60％
钢离子 0.05～0.5％
水 39.5～69.5％
所述强碱为氢氧化钾或氢氧化钠。
2.根据权利要求1所述的无汞碱性锌锰和锌银扣式电池负极盖表面处理方法，其特征在于：步骤(1)中，所述除油液由下列物质按重量百分比配制而成：
氢氧化钠 1～2％
碳酸钠 3～5％
磷酸钠 2～5％
硅酸钠 2～3％
表面活性剂 0.1～0.3％
水 84.7～91.9％。
3.根据权利要求2所述的无汞碱性锌锰和锌银扣式电池负极盖表面处理方法，其特征在于：所述表面活性剂为聚氧乙烯脂肪醇醚、仲辛烷基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚。
4.根据权利要求1所述的无汞碱性锌锰和锌银扣式电池负极盖表面处理方法，其特征在于：步骤(2)中，所述活化液的重量百分比组成为：
硫酸 5～10％
水 90～95％。
5.根据权利要求1所述的无汞碱性锌锰和锌银扣式电池负极盖表面处理方法，其特征在于：步骤(3)中，所述金属锌与负极盖的重量百分比组成为：
锌 1～50％
负极盖 50～99％。
6.根据权利要求1所述的无汞碱性锌锰和锌银扣式电池负极盖表面处理方法，其特征在于：步骤(5)中，所述反应温度为20～100℃，时间为5～60分钟。
7.根据权利要求1所述的无汞碱性锌锰和锌银扣式电池负极盖表面处理方法，其特征在于：步骤(5)中，所得锌铟合金的重量百分比组成为：
锌 1～99％
铟 1～99％。
8.根据权利要求1所述的无汞碱性锌锰和锌银扣式电池负极盖表面处理方法，其特征在于：所述商品负极盖外表面镀镍并且内表面镀铜，或者外表面及内表面都镀锡。
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