CN103794748A - 一种锌空气电池负极及其制备方法 - Google Patents

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刘伟春
刘鹏飞
许文
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Abstract

本发明公开了一种锌空气电池负极及其制备方法，包括锌极板，所述的锌极板分为三层，上下层均为锌粉层，中间层为集流体，制备方法包括制备无汞锌粉、制备下层锌粉层、制备中间集流体、制备上层锌粉层以及真空干燥等步骤；本发明的优点在于：解决了在电池贮存时电解液与电池负极之间的接触，同时在使用过程中不用一一打开电池上盖、不用再次定量加注，减少了电池在使用时的繁琐和对人员的技术要求，提高了电池在使用时放电的一致性。

Description

一种锌空气电池负极及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种锌空气电池，具体地说是一种锌空气电池负极及其制备方法，属于锌空气电池领域。
背景技术
锌空气电池(zinc air battery)，是用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质，以锌为负极，以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池，又称锌氧电池。锌空气电池有比能量大、功率特性稳定、安全性好、成本低、环保等储存优势。目前锌空气电池有机械插块式、液体循环式、注入式及一次性贫液式等分类，但是目前相对应用较成熟的为机械插块式电池，机械插块式锌空气电池为富液态电池，即电解液充满于负极与正极之间。这种负极为碱性湿态锌粉压制而成，因而不便于电池外部保存，原因是金属锌本身就是很活泼的元素，再加上碱性物质在锌粉里面会加快它的氧化，也就是自放电。从而降低了电池的使用寿命。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计了一种锌空气电池负极及其制备方法，该电池负极能够有效避免由于锌极在长时间存放时的自放电的问题，延长了电池的使用寿命，同时锌极板的四周均有集流体，可以应用于不同外形结构上的机械插块式锌空气电池上，应用广泛，而且制备方便简单。
本发明的技术方案为：
一种锌空气电池负极，包括锌极板，所述的锌极板分为三层，上下层均为锌粉层，中间层为集流体。
进一步地，集流体从所述锌极板的四周延伸出来。
进一步地，所述的集流体为金属网或金属丝。
其中，金属网优选为拉网或冲网0.3～3.5个孔/cm2；金属丝优选直径为0.1～0.8mm。
一种锌空气电池负极的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备无汞锌粉：锌粉30～300目，优选为60目；并加入纯净水，纯净水占锌粉重量百分数的4～7％，优选为5.5％；
其中，纯净水中还含有重量分数5～15％的聚乙烯醇，优选为10％。
(2)将步骤(1)的锌粉置于负极模具内；
(3)将步骤(2)的负极模具置于高频振动台上振平；
(4)将集流体水平铺于上述步骤(3)已振平的锌粉上；
(5)另取锌粉平铺于步骤(4)的集流体上，并重复上述步骤(3)；
(6)将步骤(5)的模具移至压机上，以2.7～10T/cm2的压力加压1～3min后卸压；
(7)卸压后将模具平移至退模机上退模，得到负极极板；
(8)将步骤(7)得到的负极极板放入真空干燥箱，进行真空干燥后取出保持即可。
进一步地，所述步骤(3)的振幅为±1mm～±5mm，频率为300～800次/min，振动时间为20～90秒。
进一步地，所述的集流体为金属网或金属丝。
进一步地，步骤(5)的锌粉重量与步骤(2)的锌粉重量相等。
进一步地，所述步骤(6)锌极板在压制时，使用中性纸或厚度小于0.6mm的中性塑料制品，将锌极板的上下两层均与模具隔开，避免与模具板粘连。
进一步地，所述步骤(8)真空干燥为干燥箱在真空条件下，保持温度为50～75℃，干燥30～60min后，将干燥箱内温度降到室温，打开真空干燥箱，取出负极板后，用真空袋抽真空保存。
本发明的优点在于：解决了在电池贮存时电解液与电池负极之间的接触，同时在使用过程中不用一一打开电池上盖、不用再次定量加注，减少了电池在使用时的繁琐和对人员的技术要求，提高了电池在使用时放电的一致性。
下面结合附图和实施对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例锌空气电池负极的结构示意图；
图中：1-锌极板、2-锌粉层、3-集流体。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种锌空气电池负极，包括锌极板1，所述的锌极板1分为三层，上下层均为锌粉层2，中间层为集流体3，上下锌粉厚度总和为1～14.8mm，集流体厚度为0.3～2mm；所述集流体3从所述锌极板1水平方向的四周延伸出来；所述的集流体3为金属网或金属丝。
实施例2
一种实施例2所述锌空气电池负极的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备无汞锌粉：锌粉30～300目；并加入纯净水，纯净水占锌粉重量百分数的4～7％；纯净水中还含有重量分数5～15％的聚乙烯醇；
(2)将步骤(1)的锌粉置于负极模具内；
(3)将步骤(2)的负极模具置于高频振动台上振平；振幅为±1mm～±5mm，频率为300～800次/min，振动时间为20～90秒。
(4)将集流体水平铺于上述步骤(3)已振平的锌粉上；
(5)另取锌粉(锌粉重量与步骤(2)的锌粉重量相等)平铺于步骤(4)的集流体上，并重复上述步骤(3)；
(6)将步骤(5)的模具移至压机上，以2.7～10吨/cm2的压力加压1～3min后卸压；锌极板在压制时，使用中性纸或厚度小于0.6mm的中性塑料制品，将锌极板的上下两层均与模具隔开，避免与模具板粘连。
(7)卸压后将模具平移至退模机上退模，得到负极极板；
(8)将步骤(7)得到的负极极板放入真空干燥箱，真空度-0.01～-0.08MPa，保持温度为50～75℃，干燥30～60min后，将干燥箱内温度降到室温，打开真空干燥箱，取出负极板后，用真空袋抽真空保存。
所述的集流体为金属网或金属丝。其中，金属网要求为拉网或冲网0.3～3.5个孔/cm2；金属丝直径为0.1～0.8mm。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锌空气电池负极，包括锌极板，其特征在于：所述的锌极板分为三层，上下层均为锌粉层，中间层为集流体。
2.根据权利要求1所述的锌空气电池负极，其特征在于：集流体从所述锌极板的四周延伸出来。
3.根据权利要求1所述的锌空气电池负极，其特征在于：所述的集流体为金属网或金属丝，金属网为拉网或冲网0.3～3.5个孔/cm2，金属丝直径为0.1～0.8mm。
4.一种权利要求1-3任意一项所述的锌空气电池负极的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备无汞锌粉：锌粉30～300目；并加入纯净水，纯净水占锌粉重量百分数的4～7％；
(2)将步骤(1)的锌粉置于负极模具内；
(3)将步骤(2)的负极模具置于高频振动台上振平；
(4)将集流体水平铺于上述步骤(3)已振平的锌粉上；
(5)另取锌粉平铺于步骤(4)的集流体上，并重复上述步骤(3)；
(6)将步骤(5)的模具移至压机上，以2.7～10T/cm2的压力加压1～3min后卸压；
(7)卸压后将模具平移至退模机上退模，得到负极极板；
(8)将步骤(7)得到的负极极板放入真空干燥箱，进行真空干燥后取出保持即可。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：纯净水中还含有重量分数5～15％的聚乙烯醇。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)的振幅为±1mm～±5mm，频率为300～800次/min，振动时间为20～90秒。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)的锌粉重量与步骤(2)的锌粉重量相等。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)锌极板在压制时，使用中性纸或厚度小于0.6mm的中性塑料制品，将锌极板的上下两层均与模具隔开，避免与模具板粘连。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(8)真空干燥为干燥箱在真空条件下，保持温度为50～75℃，干燥30～60min后，将干燥箱内温度降到室温，打开真空干燥箱，取出负极板后，用真空袋抽真空保存。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的集流体为金属网或金属丝。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
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