CN102082274B - 一种电池集流体表面处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池集流体表面处理工艺，各组分的重量百分含量为：铟盐3～18％、络合剂1.5～10％、蒸馏水62～93.5％、硼氢化合物2～10％。其处理方法为：按上述组分取样，加入蒸馏水搅拌至溶解，将pH值调到7～13后升温至50℃～90℃，对电池集流体进行化学镀30～120min，将电池集流体取出冲洗、烘干、保存。发明方法所得的铟硼合金能替代汞在碱锰电池中使用，它能显著提高析氢过电位，抑制氢气的析出，相对传统电镀铟工艺，该工艺设备少，工艺路线简单，整个工艺过程容易控制，是一种无污染的新工艺，满足社会对环保的要求，符合实际生产的需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池集流体表面处理工艺，属于电池阴极材料领域。
背景技术
由于锌本身的热力学性质的影响，锌阳极在电池贮存期间存在着不可避免的自腐蚀，同时析出氢气，导致电池容量下降，影响电池的使用。为防止锌的这种自腐蚀对电池造成的危害，传统上是在锌电极中加入汞作为缓蚀剂来提高锌电极的析氢过电位。我国是干电池的生产和消费大国，一年的产量达150亿只，居世界第一位，消费量为70亿只，平均每个中国人一年要消费5只干电池。全国每年用于生产干电池的汞就达几十吨之多。目前，国人环境保护的意识还不是很强，每年都有几十吨的汞直接流向环境，严重危害着我国的生态环境，因此，因此我们急需寻找一种合适的代汞缓蚀剂，替代汞在电池中的使用，降低汞对人及环境的污染。
目前，我研究的化学镀铟硼合金，国内外报道的比较少，国内的张胜涛、黎学明、费锡明等人在这方面做了一些研究，也申请过专利。国外的david harriet等人也申请了制备电化学电池集电器方法的专利，他们仅研究了电镀铟的制备及其处理方法，但电镀铟需要购置电镀设备，需购买铟阳极，所需投资较大，而随着铟价格的一路攀升，如果依然用纯铟来作为缓蚀剂，必然会增加生产成本，制约电池工业的发展，因此，我们试图在铟中加入一些其他元素来降低铟的用量，用化学镀合成铟硼合金降低了铟的用量，这样就可以使电极的成本显著降低，这对电池工业的发展非常重要。
发明内容
本发明提供一种电池集流体表面处理工艺。该工艺简单，设备要求低，得到的产品能显著增加析氢过电位，能很好的代替传统碱锰电池中的汞，避免汞对环境造成污染。
本发明的目的之一是提供一种电池集流体表面处理工艺的原料配方：具体方案如下：电池集流体表面化学镀工艺溶液的配方由以下原料重量组分组成，按百分比如下：
具体工艺方法如下：
1)按上述组分取样，先取铟盐放入容器，加入蒸馏水，搅拌至铟盐完全溶解，再加入络合剂，搅拌至完全溶解；
2)用浓氨水将溶液的pH值调整到7～13，然后用恒温水浴锅将溶液的温度升至50℃～90℃；
3)将电池集流体浸入升温后的溶液，按组分重量份取硼氢化合物加入溶液进行化学镀，并翻动电池集流体，化学镀时间为30～120分钟；
4)取出电池集流体，用清水冲洗，放入烘箱恒温在30℃烘15分钟，密封包装，即完成化学镀工艺。
上述方案中所述的铟盐是氨基磺酸铟、氯化铟、硝酸铟、硫酸铟中的一种或几种混合，其中几种混合的铟盐可采用等重量份或不等重量份进行混合。
所述的一种电池集流体表面处理工艺，其特征在于：所述的硼氢化合物是硼氢化钠、硼氢化钾的一种或两种混合，对于两种混合的硼氢化合物均可以等重量份混合或不等重量份混合。
所述的一种电池集流体表面处理工艺，其特征在于：所述的络合剂是酒石酸钾钠、柠檬酸三钠、三乙醇胺、甘油、氯化铵、焦磷酸钠、乙二胺四乙酸二钠的一种或几种混合，其中几种混合的络合剂可采用等重量份或不等重量份进行混合。
本发明的优势体现在：
1、生产简单，整个工艺过程容易控制，符合实际生产的需要；
2、不需要外加电镀设备，不需要购买铟阳极，投资较少，风险较低；
3、得到致密、完整、均匀的铟硼合金，表面光洁，能显著增加析氢过电位，有效抑制氢气析出。
4、整个工艺过程无任何污染，符合绿色环保的发展需要。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明一种电池集流体表面处理工艺。
实施例1，按重量组分百分比取值如下：
1)取硫酸铟5克放入容器，加入86克蒸馏水，搅拌至硫酸铟完全溶解，再取酒石酸钾钠6克，搅拌至完全溶解；2)用浓氨水将溶液的pH值调整到7.5，然后用恒温水浴锅将溶液升温至55℃；3)将电池集流体浸入升温后的溶液，取3克硼氢化钠加入到溶液，并翻动电池集流体进行化学镀，化学镀时间为35分钟，取出电池集流体，用清水冲洗，放入烘箱恒温在30℃烘15分钟，密封包装，即完成化学镀工艺。
实施例2，按重量组分百分比取值如下：
1)取氨基磺酸铟3.6克放入容器，加入92克蒸馏水，搅拌至氨基磺酸铟完全溶解，再取乙二胺四乙酸二钠2克，搅拌至完全溶解；2)用浓氨水将溶液的pH值调整到8，然后用恒温水浴锅将溶液升温至60℃；3)将电池集流体浸入升温后的溶液，取2.4克硼氢化钠加入到溶液，并翻动电池集流体进行化学镀，化学镀时间为50分钟，取出电池集流体，用清水冲洗，放入烘箱恒温在30℃烘15分钟，密封包装，即完成化学镀工艺。
实施例3，按重量组分百分比取值如下：
1)取硝酸铟8克放入容器，加入80克蒸馏水，搅拌至硝酸铟完全溶解，再取三乙醇胺8克，搅拌至完全溶解；2)用浓氨水将溶液的pH值调整到9，然后用恒温水浴锅将溶液升温至70℃；3)将电池集流体浸入升温后的溶液，取4克硼氢化钠加入到溶液，并翻动电池集流体进行化学镀，化学镀时间为65分钟，取出电池集流体，用清水冲洗，放入烘箱恒温在30℃烘15分钟，密封包装，即完成化学镀工艺。
实施例4，按重量组分百分比取值如下：
1)取氯化铟6.5克放入容器，加入77.5克蒸馏水，搅拌至氯化铟完全溶解，再取柠檬酸三钠10克，搅拌至完全溶解；2)用浓氨水将溶液的pH值调整到9.5，然后用恒温水浴锅将溶液升温至80℃；3)将电池集流体浸入升温后的溶液，取2克硼氢化钠和4克硼氢化钾加入到溶液，并翻动电池集流体进行化学镀，化学镀时间为80分钟，取出电池集流体，用清水冲洗，放入烘箱恒温在30℃烘15分钟，密封包装，即完成化学镀工艺。
实施例5，按重量组分百分比取值如下：
1)取氯化铟12克、氨基磺酸铟5克放入容器，加入64.5克蒸馏水，搅拌至氯化铟和氨基磺酸铟完全溶解，再取乙二胺四乙酸二钠6克，三乙醇胺3.5克，搅拌至完全溶解；2)用浓氨水将溶液的pH值调整到10，然后用恒温水浴锅将溶液升温至75℃；3)将电池集流体浸入溶液，取9克硼氢化钠加入到溶液，并翻动电池集流体进行化学镀，化学镀时间为100分钟，取出电池集流体，用清水冲洗，放入烘箱恒温在30℃烘15分钟，密封包装，即完成化学镀工艺。
实施例6，按重量组分百分比取值如下：
1)取硝酸铟3克、硫酸铟12克放入容器，加入69克蒸馏水，搅拌至硝酸铟和硫酸铟完全溶解，再取甘油5克，氯化铵3.5克，搅拌至完全溶解；2)用浓氨水将溶液的pH值调整到12.5，然后用恒温水浴锅将溶液升温至65℃；3)将电池集流体浸入升温后的溶液，取7.5克硼氢化钠加入到溶液，并翻动电池集流体进行化学镀，化学镀时间为115分钟，取出电池集流体，用清水冲洗，放入烘箱恒温在30℃烘15分钟，密封包装，即完成化学镀工艺。
实施例7，按重量组分百分比取值如下：
1)取硫酸铟6克，氨基磺酸铟6克放入容器，加入71克蒸馏水，搅拌至硫酸铟和氨基磺酸铟完全溶解，再取酒石酸钾钠8克，焦磷酸钠1克，搅拌至完全溶解；2)用浓氨水将溶液的pH值调整到12.5，然后用恒温水浴锅将溶液升温至60℃；3)将电池集流体浸入升温后的溶液，取4克硼氢化钠和4克硼氢化钾加入到溶液，并翻动电池集流体进行化学镀，化学镀时间为90分钟，取出电池集流体，用清水冲洗，放入烘箱恒温在30℃烘15分钟，密封包装，即完成化学镀工艺。
实施例8，按重量组分百分比取值如下：
1)取硫酸铟9克放入容器，加入82克蒸馏水，搅拌至硫酸铟完全溶解，再取酒石酸钾钠2克，乙二胺四乙酸二钠2克，搅拌至完全溶解；2)用浓氨水将溶液的pH值调整到13，然后用恒温水浴锅将溶液的温度控制在85℃；3)将电池集流体浸入升温后的溶液，取5克硼氢化钠加入到溶液，并翻动电池集流体进行化学镀，化学镀时间为90分钟，取出电池集流体，用清水冲洗，放入烘箱恒温在30℃烘15分钟，密封包装，即完成化学镀工艺。
Claims (4)
1.一种电池集流体表面处理工艺，其特征在于，电池集流体表面化学镀工艺溶液的配方由以下原料重量组份组成，按百分比如下：
具体工艺方法如下：
1)按上述组分取样，先取铟盐放入容器，加入蒸馏水，搅拌至铟盐完全溶解，再加入络合剂，搅拌至完全溶解；
2)用浓氨水将溶液的pH值调整到7～13，然后用恒温水浴锅将溶液温度升至50℃～90℃；
3)将电池集流体浸入上述升温后的溶液，再按组分重量份取硼氢化合物加入溶液对电池集流体进行化学镀，并翻动电池集流体，化学镀时间为30～120分钟；
4)取出电池集流体，用清水冲洗，放入烘箱恒温在30℃烘15分钟，密封包装，即完成化学镀工艺。
2.根据权利要求1所述的一种电池集流体表面处理工艺，其特征在于：所述的铟盐是氨基磺酸铟、氯化铟、硝酸铟、硫酸铟中的一种或几种混合，其中几种混合的铟盐可采用等重量份或不等重量份进行混合。
3.根据权利要求1所述的一种电池集流体表面处理工艺，其特征在于：所述的络合剂是酒石酸钾钠、柠檬酸三钠、三乙醇胺、甘油、氯化铵、焦磷酸钠、乙二胺四乙酸二钠的一种或几种混合，其中几种混合的络合剂可采用等重量份或不等重量份进行混合。
4.根据权利要求1所述的一种电池集流体表面处理工艺，其特征在于：所述的硼氢化合物是硼氢化钠、硼氢化钾的一种或两种混合，对于两种混合的硼氢化合物均可以等重量份混合或不等重量份混合。
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