CN104167528A - 一种锌空气电池用锌电极及其制备方法 - Google Patents

一种锌空气电池用锌电极及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锌空气电池用锌电极及其制备方法，包括聚丙烯酸钠溶液与锌颗粒混合制成的混合物构成的锌饼，锌饼内均匀设置有海绵颗粒；通过制备聚丙烯酸钠溶液、制备海绵颗粒、制备成型模具，在成型模具的底部铺一层电池用隔膜纸；将聚丙烯酸钠溶液、制备海绵颗粒倒入成型模具中至体积的1/2~2/3，然后平铺放置编织网，再倒入混合溶液至填满成型模具；干燥处理即可制得锌电极。本发明的代替锌膏简化了电池机械式更换负极来完成充电的流程，且有助于电池结构的改进；在制作锌饼工艺上加入碎海绵，有助于锌饼对电解液的吸收，使得锌饼整体所占空间增大，反应的生成物不会因堆积而影响反应的继续进行，锌饼不易结块，不易碎。

Description

一种锌空气电池用锌电极及其制备方法
技术领域：
本发明涉及锌空气电池，尤其涉及一种锌空气电池用锌电极及其制备方法。
背景技术：
现有的锌空气电池的负极大多采用锌膏这种物质形态，锌膏呈流体状态，对于作为备用电池使用的电池负极，锌膏不易长时间储存，且机械更换不便，锌膏具有流动性，它要求在放入锌膏之前必须对电池进行封装，这就要求电池碳电极和电池槽框提前封装好，封装这两个部件只能靠胶粘的方式，胶粘不利于材料的回收循环使用，粘结后要求封装紧密不漏液，这对工人的工艺水平有很高要求，不利于工业化流水生产。流体状态的锌膏在电池结构中位置不稳定、易晃动。
为了延长电池的使用寿命和贮存期，出现的新的锌电极由碱性电池用活性锌粉与缓蚀剂、粘结剂按一定质量比混合分散均匀后形成锌粉混合物经干压成型，真空干燥处理后获得“锌饼”，但是这样制成的“锌饼”易碎，且加入电解液后锌饼对电解液的吸收能力差，注入的电解液不能被及时吸收，继续加液电解液溢出，最终导致电池内部电解液加入量不足，反应过程中锌饼易结块，反应后期因电解液不足而反应不彻底，最后导致电池中的锌不能被完全反应，放电效率降低。反应过程中反应产物氧化锌不断堆积影响反应的继续进行。
发明内容：
为了弥补现有技术问题，本发明的目的是提供一种锌空气电池用锌电极及其制备方法，有助于实现电池整体一起封装的目的，无需提前封装某两个零部件，有助于电池结构的改进，锌饼不易结块，不易碎，有助于提高电池的放电效率。
本发明的技术方案如下：
锌空气电池用锌电极，其特征在于：包括聚丙烯酸钠溶液与锌颗粒混合制成的混合物构成的锌饼，锌饼内均匀设置有海绵颗粒。
所述的锌空气电池用锌电极，其特征在于：所述的锌颗粒与海绵颗粒体积比可以是1:（0.5~10）。
所述的锌空气电池用锌电极，其特征在于：所述的海绵颗粒的粒度大小为1~10mm。
所述的锌空气电池用锌电极，其特征在于：所述的海绵颗粒形状为圆形或方形。
所述的锌空气电池用锌电极，其特征在于：所述的锌饼中部还设有无碱玻璃纤维丝编织成的编织网。
锌空气电池用锌电极的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）、制备聚丙烯酸钠溶液：将聚丙烯酸钠与蒸馏水以100：1混合，充分溶解并搅拌均匀；
2）、制备海绵颗粒：准备一块海绵，将海棉碎成海绵颗粒；
3）、制备成型模具：加工一个箱体容器，箱体容器上端敞口，容器的底部均匀分布有沥水孔；
4）、在成型模具的底部铺一层电池用隔膜纸；
5）、制备混合溶液：取120份锌粉，倒入碎海绵，再加入 50份制备好的聚丙烯酸钠溶液，放入搅拌缸内充分搅拌制成混合溶液，锌颗粒与海绵颗粒体积比可以是1:（0.5~10）；
6）、将上述的混合溶液倒入成型模具中至体积的1/2~2/3，然后平铺放置无碱玻璃纤维丝编织成的编织网，然后再倒入混合溶液至填满成型模具；
3）、将载满混合溶液的成型模具在真空干燥的环境中放置6~18h进行干燥处理，即可制得锌电极。
本发明的优点是：
1、本发明的代替锌膏简化了电池机械式更换负极来完成充电的流程，且有助于电池结构的改进；
2、本发明在制作锌饼工艺上加入碎海绵，有助于锌饼对电解液的吸收，使得锌饼整体所占空间增大，对反应的生成物有一定的阻隔作用，有效减小了因生成物堆积对反应继续进行的影响，均匀分布的海绵内部存储电解液，给电池及时补充液体，使得电池始终处于湿润状态，锌饼不易结块，保证电池可以持续工作很长时间。
3、本发明制备锌电极的工艺合理，成本低廉，加工时间短，效率极高。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式：
参见附图：
锌空气电池用锌电极，包括聚丙烯酸钠溶液与锌颗粒1-1混合制成的混合物构成的锌饼1，锌饼1内均匀设置有海绵颗粒2。
锌颗粒1-1与海绵颗粒2体积比可以是1:（0.5~10）。
海绵颗粒2的粒度大小为1~10mm。
海绵颗粒2形状为圆形或方形，当然也能采用无规则形状的。
锌饼1中部还设有无碱玻璃纤维丝编织成的编织网3增加柔韧性。
锌空气电池用锌电极的制作方法，包括如下步骤：
1）、制备聚丙烯酸钠溶液：将聚丙烯酸钠与蒸馏水以100：1混合，充分溶解并搅拌均匀；
2）、制备海绵颗粒：准备一块海绵，将海棉碎成海绵颗粒；
3）、制备成型模具：加工一个箱体容器，箱体容器的尺寸为240×55×6mm3，箱体容器上端敞口，容器的底部均匀分布有沥水孔；
4）、在成型模具的底部铺一层电池用隔膜纸，隔膜纸的尺寸为252×67mm2；
5）、制备混合溶液：取120份锌粉，倒入碎海绵，再加入 50份制备好的聚丙烯酸钠溶液，放入搅拌缸内充分搅拌制成混合溶液，锌颗粒与海绵颗粒体积比可以是1:（0.5~10）；
6）、将上述的混合溶液倒入成型模具中至体积的1/2~2/3，然后平铺放置无碱玻璃纤维丝编织成的编织网，然后再倒入混合溶液至填满成型模具；
3）、将载满混合溶液的成型模具在真空干燥的环境中放置6~18h进行干燥处理，即可制得锌电极。

Claims (6)

1.一种锌空气电池用锌电极，其特征在于：包括聚丙烯酸钠溶液与锌颗粒混合制成的混合物构成的锌饼，锌饼内均匀设置有海绵颗粒。
2.根据权利要求1所述的锌空气电池用锌电极，其特征在于：所述的锌颗粒与海绵颗粒体积比可以是1:（0.5~10）。
3.根据权利要求1所述的锌空气电池用锌电极，其特征在于：所述的海绵颗粒的粒度大小为1~10mm。
4.根据权利要求1所述的锌空气电池用锌电极，其特征在于：所述的海绵颗粒形状为圆形、方形或者任意撕碎的无规则形状。
5.根据权利要求1所述的锌空气电池用锌电极，其特征在于：所述的锌饼中部还设有无碱玻璃纤维丝编织成的编织网。
6.一种锌空气电池用锌电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）、制备聚丙烯酸钠溶液：将聚丙烯酸钠与蒸馏水以100：1混合，充分溶解并搅拌均匀；
2）、制备海绵颗粒：准备一块海绵，将海棉碎成海绵颗粒；
3）、制备成型模具：加工一个箱体容器，箱体容器上端敞口，容器的底部均匀分布有沥水孔；
4）、在成型模具的底部铺一层电池用隔膜纸；
5）、制备混合溶液：取120份锌粉，倒入碎海绵，再加入 50份制备好的聚丙烯酸钠溶液，放入搅拌缸内充分搅拌制成混合溶液，锌颗粒与海绵颗粒体积比可以是1:（0.5~10）；
6）、将上述的混合溶液倒入成型模具中至体积的1/2~2/3，然后平铺放置无碱玻璃纤维丝编织成的编织网，然后再倒入混合溶液至填满成型模具；
7）、将载满混合溶液的成型模具在真空干燥的环境中放置6~18h进行干燥处理，即可制得锌电极。
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