CN102629683B - 挤膏制备管式锌二次电极的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锌电池用锌电极尤其是锌二次电池用锌电极制备的技术领域，尤其是一种挤膏制备管式锌二次电极的方法。其包括以下步骤：一.和膏：在锌负极活性物质中加入导电剂、粘结剂、缓释剂和水，利用和膏装置进行混合；二.挤膏：将步骤一中混合好的膏料置于膏料罐中，蠕动软管一端与膏料罐连接，另一端与排管连接，膏料罐与排管之间设有蠕动泵，启动蠕动泵，膏料直接通过蠕动软管挤入排管中，从而形成管式锌电极；三.烘干：将管式锌电极置于干燥设备中干燥。这种挤膏制备管式锌二次电极的方法制备的锌电极容量比较高，质量均匀性好，避免了活性物质脱落导致电极的变形，从而保证了电池的性能，易于使用推广。

Description

挤膏制备管式锌二次电极的方法
技术领域
本发明涉及一种锌电池用锌电极尤其是锌二次电池用锌电极制备的技术领域，尤其是一种挤膏制备管式锌二次电极的方法。
背景技术
锌负极广泛应用于电池中，目前，制作锌电池用锌电极的方法主要包括粉末压成法、涂膏法、电沉积法一刮浆法。
粉末压成法制备锌电极过程主要是将锌活性物质与粘结剂分散后直接压于集流体上，经压膜成型，该法制备的电极较厚，且均匀度差，强度不够，电极在充放过程中极化较大、活性物质脱落导致变形严重，进而使得电池性能下降快，寿命短，且不能连续化生产以及容易污染环境；涂膏法制备锌电极主要是将活性物质中加入适量粘结剂，调成膏状，涂于导电骨架上，模压成型，该法制备的锌电极活性物质循环性能较好，但质量一致性较差；电沉积法制备锌电极电能消耗大，一般用于高倍率放电的一次电池；刮浆法制备锌电极可连续生产，电极分布均匀，改善了大电流放电性能，但是由于电极厚度薄，容量不高，且活性物质在充分过程中容易脱落。
发明内容
为了克服现有的锌电极制备方法制备的锌电极容量小、质量均匀性差以及容易变形的不足，本发明提供了一种挤膏制备管式锌二次电极的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种挤膏制备管式锌二次电极的方法，该方法包括以下步骤：
一.和膏：在锌负极活性物质中加入导电剂、粘结剂、缓释剂和水，利用和膏装置进行混合；
二.挤膏：将步骤一中混合好的膏料置于膏料罐1中，蠕动软管2一端与膏料罐1连接，另一端与排管4连接，膏料罐1与排管4之间设有蠕动泵3，启动蠕动泵3，膏料直接通过蠕动软管2挤入排管4中，从而形成管式锌电极；
三.烘干：将管式锌电极置于干燥设备中干燥。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括锌负极活性物质为锌、氧化锌、锌酸钙中的一种或几种的混合物，导电剂为导电石墨、导电纤维中的一种或两种的混合物，粘结剂为羧甲基纤维素纳CMC、聚乙烯醇PVA、聚四氟乙烯PTFE、丁苯橡胶SBR中的一种或几种的混合物，添加剂为钙、锶、钡、铟、铅、铋、镧系元素及其氧化物或其氢氧化物中的一种或几种的混合物。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括当锌负极活性物质为1时，加入0.5%-4%的粘结剂、0.5%-5%的导电剂以及0.1%-2%的缓释剂，混合后置于和膏装置中，并且加入40%-100%去离子水进行混合。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括和膏装置为和膏机、搅拌机、搅拌釜或者球磨机，和膏时间为0.5-5小时。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括干燥设备为真空干燥箱或者普通干燥箱，干燥温度为50℃-100℃。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括挤膏时可以在蠕动软管上接上不锈钢针头插入排管中进行挤膏。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括挤膏时可以采用单根蠕动管或者针头分头成多根一次性插入多根排管中。
本发明的有益效果是，这种挤膏制备管式锌二次电极的方法制备的锌电极容量比较高，质量均匀性好，避免了活性物质脱落导致电极的变形，从而保证了电池的性能，延长了电池的使用寿命，大大提高了电池工作的可靠性，易于使用推广。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的挤膏流程图；
图2是本发明挤膏管式锌二次电极的性能测试图。
图中1.膏料罐，2.蠕动软管，3.蠕动泵，4.排管。
具体实施方式
一种挤膏制备管式锌二次电极的方法，该方法包括以下步骤：
一.和膏：在锌负极活性物质中加入导电剂、粘结剂、缓释剂和水，利用和膏装置进行混合；
二.挤膏（如图1所示）：将步骤一中混合好的膏料置于膏料罐1中，蠕动软管2一端与膏料罐1连接，另一端与排管4连接，膏料罐1与排管4之间设有蠕动泵3，启动蠕动泵3，膏料直接通过蠕动软管2挤入排管4中，从而形成管式锌电极；
三.烘干：将管式锌电极置于干燥设备中干燥。
锌负极活性物质为锌、氧化锌、锌酸钙中的一种或几种的混合物，导电剂为导电石墨、导电纤维中的一种或两种的混合物，粘结剂为羧甲基纤维素纳CMC、聚乙烯醇PVA、聚四氟乙烯PTFE、丁苯橡胶SBR中的一种或几种的混合物，添加剂为钙、锶、钡、铟、铅、铋、镧系元素及其氧化物或其氢氧化物中的一种或几种的混合物，当锌负极活性物质为1时，加入0.5%-4%的粘结剂、0.5%-5%的导电剂以及0.1%-2%的缓释剂，混合后置于和膏装置中，并且加入40%-100%去离子水进行混合，和膏装置为和膏机、搅拌机、搅拌釜或者球磨机，和膏时间为0.5-5小时，干燥设备为真空干燥箱或者普通干燥箱，干燥温度为50℃-100℃，挤膏时可以在蠕动软管上接上不锈钢针头插入排管中进行挤膏，挤膏时可以采用单根蠕动管或者针头分头成多根一次性插入多根排管中。
这种挤膏制备管式锌二次电极的方法制备的锌电极容量比较高，质量均匀性好，避免了活性物质脱落导致电极的变形，从而保证了电池的性能，延长了电池的使用寿命，大大提高了电池工作的可靠性，易于使用推广。
实施例1：
按质量比4：6称取锌和锌酸钙粉末共300g，加入导电剂石墨9g，粘结剂CMC9g，PTFE3g，缓释剂氧化镧1.5g，氢氧化铟0.5g，将干物料倒入球磨机中，加入200ml去离子水，球磨3小时，得到膏料。然后利用蠕动泵3通过蠕动软管2将膏料挤入排管4中，在80℃的环境下进行干燥，最终得到多孔管式锌电极。
实施例2：
按质量比2：8称取锌和锌酸钙粉末共250g，加入导电剂石墨10g，粘结剂CMC8g，PTFE2g，缓释剂氧化镧1g，氢氧化铟0.3g，将干物料倒入球磨机中，加入150ml去离子水，球磨5小时，得到膏料。然后利用蠕动泵3通过蠕动软管2将膏料挤入排管4中，在90℃的环境下进行干燥，最终得到多孔管式锌电极。
如图2是本发明挤膏管式锌二次电极的性能测试图，将实施例2所制备的管式锌二次电极用隔膜袋封装后，进行充放电测试，初次充入电量为理论容量的150%，然后以1C放电，容量达到理论值的80%，即活性物质利用率到达80%。经过300循环后，容量仍保持初次放电容量的83%，可见，本发明制备的锌电极表现出了良好的循环性能，并且，于300次循环后解剖管式锌二次电极，发现排管外壁无锌枝晶生成，故本发明制备的管式锌二次电极能有效将活性物质束缚在排管内部，阻止锌枝晶的生成，提高锌二次电极的容量及循环性能。

Claims (6)

1.一种挤膏制备管式锌二次电极的方法，其特征是，该方法包括以下步骤：
一.和膏：在锌负极活性物质中加入导电剂、粘结剂、缓释剂和水，利用和膏装置进行混合；当锌负极活性物质为1时，加入0.5%-4%的粘结剂、0.5%-5%的导电剂以及0.1%-2%的缓释剂，混合后置于和膏装置中，并且加入40%-100%去离子水进行混合；
二.挤膏：将步骤一中混合好的膏料置于膏料罐（1）中，蠕动软管（2）一端与膏料罐（1）连接，另一端与排管（4）连接，膏料罐（1）与排管（4）之间设有蠕动泵（3），启动蠕动泵（3），膏料直接通过蠕动软管（2）挤入排管（4）中，从而形成管式锌电极；
三.烘干：将管式锌电极置于干燥设备中干燥。
2.根据权利要求1所述的挤膏制备管式锌二次电极的方法，其特征是，锌负极活性物质为锌和锌酸钙，导电剂为导电石墨、导电纤维中的一种或两种，粘结剂为CMC和聚四氟乙烯PTFE，缓释剂为氧化镧和氢氧化铟。
3.根据权利要求1所述的挤膏制备管式锌二次电极的方法，其特征是，和膏装置为和膏机、搅拌机、搅拌釜或者球磨机，和膏时间为0.5-5小时。
4.根据权利要求1所述的挤膏制备管式锌二次电极的方法，其特征是，干燥设备为真空干燥箱或者普通干燥箱，干燥温度为50℃-100℃。
5.根据权利要求1所述的挤膏制备管式锌二次电极的方法，其特征是，挤膏时在蠕动软管上接上不锈钢针头插入排管中进行挤膏。
6.根据权利要求1所述的挤膏制备管式锌二次电极的方法，其特征是，挤膏时采用单根蠕动管或者针头分头成多根一次性插入多根排管中。
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