CN101901895B - 作为二次碱性电池的阳极的胶态阳极混合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以氢氧化钾水溶液为电解质的二次碱性电池锌阳极的制备方法。这种方法的特点是在锌胶中添加了化合物烷基硅烷醇。这种方法制备的电极克服了由于增稠剂随循环次数增加而被逐渐破坏，结果导致阳极缺少电解液而干枯的现象；也阻缓了锌阳极中锌与锌酸盐分层的问题。以该方法制备的锌胶阳极循环性能比不用烷基硅烷醇的锌电极在二次碱锰电池中提高20％-30％。这种提高随循环次数增加而更趋显著。

Description

作为二次碱性电池的阳极的胶态阳极混合物
技术领域
本发明涉及一种以氢氧化钾水溶液为电解质的一次和二次碱性锌性电池锌阳极的制备方法。
背景技术
碱性锌电池胶状锌电极中的增稠剂是影响该电池性能的最重要因素之一。目前大多厂家使用羧甲基纤维素纳，聚丙烯酸，聚丙烯酸钠，聚丙烯酸酯，或他们的混合物。
锌酸盐是锌放电的产物。由于锌与锌酸盐密度不同，容易分层；由于他们在磁场和电场中的不同性质，而产生在不同方向上的和不同速度的迁移。这二个因素迭加，结果导致尚未放电的锌和放电产物锌酸盐严重分层。
这种情况在二次碱性电池中表现远比在一次碱性显得更加突出。锌与锌酸盐的反复互换，最后部分锌集中在阴极侧，而与集流体失去电接触。部分锌像孤岛般被锌酸盐包裹。
常用的羧甲基纤维素纳，聚丙烯酸，聚丙烯酸钠，聚丙烯酸酯，在二次碱性电池中，由于反复充放电，都有可能分解，而丧失荷水的功能。电极一旦干结，孤岛锌就稀有机会再还原成锌，这部分锌就不再有贡献能量的机会，尤其甲基硅烷醇，二次碱性电池的放电性能有很大改善。这种改善在第五次循环以后表现逐渐明显。
发明内容
研究表明，阴极的循环性能远优于阳极。也就是说，在现有的生产产品中，如果能提高阳极的循环性能，则不必改变阴极，就可以大幅提高整体电池的性能。本发明的目的是，不改变现有阴极和阳极的工艺，提出一种仅在阳极胶中添加一种化合物来减缓电池放电容量衰退的新方法。
一种作为二次碱性电池的阳极的胶态阳极混合物，该混合物由金属锌粉，增稠剂，氢氧化物溶液，锌酸盐，缓蚀剂，以及通式为RnSi(OH)4-n的添加剂组成；其中RnSi(OH)4-n中，R是一个烷基，n值为1至3；所述增稠剂是羧甲基纤维素纳、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯，或是他们的混合物。
胶态阳极混合物的添加剂是一种甲基硅烷醇。
添加剂的平均颗粒半径在100nm-2000nm之间。
附图说明
附图是一个5号电池的截面示意图。
1,密封帽;2，阴极环;3钢壳;4,集流体5,隔膜夸套;6,阳极腔。
具体实施方法
本发明目的这样实现的。先以下表所列重量比,称取电解二氧化性，石墨和氧化钡于不锈钢容器中，先慢速搅拌，然后边加入35%氢氧化钾，边再慢速搅拌，然后快速搅拌，待充分混合后，送入造粒机，经篩选掉最大的5%和最小的5%，取中间的90%部分作为阴极料。
材料名 重量比
远电解二氧化性 82
石墨 10
35%氢氧化钾 7
氧化钡 1
把阴极料送入压环机，制成阴极环。然后把阴极杯逐个压入电池钢壳，图中3。每个电池有三个阴极杯,见图中的2。以5号电池为例，三个阴极阴极环重共9.5-10克。
在钢壳近开口处滚线。
在阴极环中装入隔膜套,见图中的5。并封住底部。
先按上表所列重量比,称取锌粉，氧化铟，聚丙烯酸钠和甲基硅烷醇于表面涂有陶瓷的或玻璃的容器中，先慢速搅拌，然后边加入35%氢氧化钾，边再慢速搅拌;继而在有负压的条件下快速搅拌。这样就制得了阳极胶。以5号电池为例,转移4。8克阳极胶于隔膜套中,见图中的6。
材料名 重量比
无汞锌粉 69
氧化铟 0.6
35%氢氧化钾 29
羧甲基纤维素纳 0.3
聚丙烯酸钠 0.7
甲基硅烷醇 0.4
先把集流体,图中的4,扦入密封帽,图中的1,然后整体装入钢壳，再压边密封。于是就制得一个阳极含有烷基硅烷醇的二次碱性电池。
下列数据表明阳极含有烷基硅烷醇的5号电池性能好于没有添加烷基硅烧烷醇的。
首次循环性能相似。但是同第25次的放电容量同比增加了30%,前25次累积客容量增加了约20%。
第50次的放电容量同比增加了200%,前50次累积客容量增加了约30%。
5号电池100%深度放电时的放电容量和工作时间
Figure GDA0000368868760000031

Claims (3)

1.一种作为二次碱性电池的阳极的胶态阳极混合物，该混合物由金属锌粉，增稠剂，氢氧化物溶液，锌酸盐，缓蚀剂，以及通式为RnSi(OH)4-n 的添加剂组成；其中RnSi(OH)4-n中，R是一个烷基， n值为1至3；所述增稠剂是羧甲基纤维素纳、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯，或是他们的混合物。
2.如权利要求1所述的胶态阳极混合物，所述添加剂是一种甲基硅烷醇。
3.如权利要求2所述的胶态阳极混合物，所述添加剂的平均颗粒半径在100nm-2000nm之间。
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