CN105810966A - 碱性锌锰电池及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开碱性锌锰电池及其制作方法，包括钢壳、二氧化锰半导体制成的正极环、桶状隔膜纸、锌膏和电解液，正极环位于钢壳内的最外侧，桶状隔膜纸放置在正极环的中心孔内，桶状隔膜纸包括周侧壁和底部，锌膏装在桶状隔膜纸内，桶状隔膜纸的底部下侧设置有延缓锌膏内电解液对钢壳底部腐蚀的阻隔层，其优点是在镀层最薄弱的钢壳底部进行针对性的保护，在钢壳底部填入阻隔剂，避免钢壳底部空气的存在，避免碱性电解液蓄积在钢壳底部及正极端子的槽口内，延缓锌膏内电解液对钢壳底部的腐蚀，延长碱性锌锰电池的贮存寿命。

Description

碱性锌锰电池及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种碱性电池，尤其涉及碱性锌锰电池及其制作方法。

背景技术

传统的碱性锌锰电池采用了反极式的结构设计，即负极在内，正极在外，这种结构使得导电性能相对较弱的电池正极处于电池外侧，与作为电池活性物质容器并兼作正极集流体的钢壳有更大面积的接触，有效降低了正极电流密度，有利于电池功率密度的提高。

目前碱性锌锰电池的结构，如图1所示，包括钢壳、二氧化锰半导体制成的正极环、桶状隔膜纸和装在隔膜纸内部的锌膏，钢壳的一端有凸起的正极端子。正极环2为空心管状，桶状隔膜纸3的底部与钢壳1底部直接接触。

碱性电池钢壳一般都采用镀镍钢壳，目前常用的有两种钢壳镀镍工艺，一种是预镀镍钢壳(在钢带表面先镀镍，之后再冲制成钢壳)，另一种是后镀镍钢壳(用未镀镍的钢带冲制成钢壳，再把钢壳放入电镀槽内镀镍)。在采用后镀镍工艺时，由于钢壳口径小且深，在电镀时因为电磁效应，大部分电流都会被口端的部分抢去，只有较小的电流进入钢壳内部，很容易在钢壳内底部造成电镀盲孔。因此钢壳内侧底部镀镍层相比其他地方的镀镍层是最薄弱的。在碱性锌锰电池的制备过程中，正极端子与隔膜纸接触处或多或少会有一些空气存在，在长时间的存贮过程中，锌膏中的碱性电解液(碱性电解液主要大量存在于锌膏内)很容易透过隔膜纸在氧的作用下加速对钢壳镀层薄弱处的腐蚀，从而影响碱性锌锰电池的贮存寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够延长贮存寿命的碱性锌锰电池及其制作方法，在钢壳底部填入阻隔剂，在钢壳底部与锌膏之间起到隔离作用，延缓锌膏中的碱性电解液对钢壳的腐蚀，延长电池的贮存寿命。

解决本发明的技术问题需要提供的技术方案：碱性锌锰电池，包括钢壳、二氧化锰半导体制成的正极环、桶状隔膜纸、锌膏和电解液，所述的正极环位于钢壳内的最外侧，桶状隔膜纸放置在正极环的中心孔内，桶状隔膜纸包括周侧壁和底部，锌膏装在桶状隔膜纸内，其特征在于所述的桶状隔膜纸的底部下侧设置有延缓锌膏内电解液对钢壳底部腐蚀的阻隔层。

本发明进一步的优选方案为：所述的阻隔层位于所述的中心孔内且位于钢壳底部与

桶状隔膜纸底部之间。

本发明进一步的优选方案为：钢壳底部设置有凸起的正极端子，所述的阻隔层延伸

至所述的正极端子的内腔。

本发明进一步的优选方案为：所述的阻隔层的厚度H1与正极环的壁厚H2的关系为：

0.5H2<H1<2H2。

本发明进一步的优选方案为：所述的阻隔层为粉状或片状或流体状。

碱性锌锰电池的制作方法，具有如下步骤1)将二氧化锰粉末、导电剂、电解液和添

加剂混合均匀制成阻隔剂；

2)取嵌好正极环的钢壳，在钢壳底部填入或注入所述阻隔剂以形成阻隔层；

3)在上述已经填入阻隔剂的装有正极环的钢壳中依次插入桶状隔膜纸，并向桶状隔

膜纸内注入润湿碱和锌膏，最后封口成型组装成碱性锌锰电池。

本发明进一步的优选方案为：所述的二氧化锰粉末包括电解二氧化锰或化学二氧化锰，所述的导电剂为石墨、石墨烯、活性炭或炭纳米管，所述的添加剂为二氧化硅、硅酸盐或二氧化钛的一种或几种。

本发明进一步的优选方案为：所述的阻隔剂为粉状或片状或流体状。

与现有技术相比，本发明的优点是在镀层最薄弱的钢壳底部进行针对性的保护，在钢壳底部填入阻隔剂，在钢壳底部与锌膏之间起到隔离作用，避免钢壳底部空气的存在，避免碱性电解液蓄积在钢壳底部及正极端子的槽口内，延缓锌膏内电解液对钢壳底部的腐蚀，延长碱性锌锰电池的贮存寿命。阻隔层由二氧化锰半导体材料制成，使得电池在放电时，阻隔层也能作为正极活性物质参与放电反应，提升电池的电性能。

附图说明

图1为现有技术的示意图；

图2为本发明的示意图；

图3为本发明的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：碱性锌锰电池，包括钢壳1、二氧化锰半导体制成的正极环2、桶状隔膜纸3、锌膏4和电解液，正极环2位于钢壳1内的最外侧，桶状隔膜纸3放置在正极环2的中心孔内，桶状隔膜纸3包括周侧壁31和底部32，锌膏4装在桶状隔膜纸3内，桶状隔膜纸3的底部下侧设置有延缓锌膏4内电解液对钢壳底部腐蚀的阻隔层5。

阻隔层5位于中心孔内且位于钢壳1底部与桶状隔膜纸3底部之间。

钢壳1底部设置有凸起的正极端子11，阻隔层5延伸至正极端子11的内腔。

阻隔层5的厚度H1与正极环2的壁厚H2的关系为：0.5H2<H1<2H2。既能延长碱性锌锰电池的贮存寿命，又能提升电池的电性能。

阻隔层5为粉状或片状或流体状。

碱性锌锰电池的制作方法，具有如下步骤1)将二氧化锰粉末、导电剂、电解液和添加剂混合均匀制成粉末状阻隔剂；

2)取嵌好正极环的钢壳1，在钢壳1底部填入一定质量的所述阻隔剂以形成阻隔层5；并压实；

3)在上述已经填入阻隔剂的装有正极环2的钢壳1中依次插入桶状隔膜纸3，并向桶状隔膜纸3内注入润湿碱和锌膏，最后封口成型组装成碱性锌锰电池。二氧化锰粉末包括电解二氧化锰或化学二氧化锰，导电剂为石墨、石墨烯、活性炭或炭纳米管，添加剂为二氧化硅、硅酸盐或二氧化钛的一种或几种。

实施例2：碱性锌锰电池的制作方法，具有如下步骤1)将二氧化锰粉末、导电剂、电解液和添加剂混合均匀制成阻隔剂；将上述混合好的阻隔剂，在一定压力下，压制成与钢壳内底部一致尺寸的片状阻隔剂；

2)取嵌好正极环2的钢壳1，将上述片状阻隔剂放置在钢壳1内底部；

3)在上述已经填入阻隔剂的装有正极环2的钢壳1中依次插入桶状隔膜纸3，并向桶状隔膜纸3内注入润湿碱和锌膏，最后封口成型组装成碱性锌锰电池。

实施例3：碱性锌锰电池的制作方法，具有如下步骤1)将二氧化锰粉末、导电剂、电解液、添加剂和胶黏剂混合均匀制成具有一定流动性的阻隔剂；

2)取嵌好正极环2的钢壳1，在钢壳1底部注入阻隔剂以形成阻隔层5；

3)在上述已经填入阻隔剂的装有正极环2的钢壳1中依次插入桶状隔膜纸3，并向

桶状隔膜纸3内注入润湿碱和锌膏，最后封口成型组装成碱性锌锰电池。

对比例：

正常工艺制备LR6电池，钢壳底部不填加混合物。测试电池新电性能以及90℃高温贮存30天后电池漏液数，测试结果分别见表1、表2。

测试电池新电性能以及90℃高温贮存30天后电池漏液率(注：新电性能为20±2℃的环境中放置两天后测试所得，测试环境温度为20±2℃。)，电性能测试指标及截止电位如下：50mA间放1h/8h，24h/d，截止电位1.0V；250mA间放1h/d，截止电位0.9V；1500mW脉冲。(1500mW2s,650mW28s)10T/1h,24h/d，截止电位1.05V。每种放电方式测试9节电池，测试平均结果见表1。取40节电池，在90℃高温中贮存30天，记录电池漏液数，平均结果见表2。

表1：电性能数据

表2：90℃贮存30天后电池漏液数

项目	漏液数
		对比例	21
实施例1	13
		实施例2	8
实施例3	0

以上对本发明所提供的碱性锌锰电池及其制作方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.碱性锌锰电池，包括钢壳、二氧化锰半导体制成的正极环、桶状隔膜纸、锌膏和电解液，所述的正极环位于钢壳内的最外侧，桶状隔膜纸放置在正极环的中心孔内，桶状隔膜纸包括周侧壁和底部，锌膏装在桶状隔膜纸内，其特征在于所述的桶状隔膜纸的底部下侧设置有延缓锌膏内电解液对钢壳底部腐蚀的阻隔层。

2.根据权利要求1所述的碱性锌锰电池，其特征在于所述的阻隔层位于所述的中心孔内且位于钢壳底部与桶状隔膜纸底部之间。

3.根据权利要求1所述的碱性锌锰电池，其特征在于钢壳底部设置有凸起的正极端子，所述的阻隔层延伸至所述的正极端子的内腔。

4.根据权利要求2所述的碱性锌锰电池，其特征在于所述的阻隔层的厚度H1与正极环的壁厚H2的关系为：0.5H2<H1<2H2。

5.根据权利要求1所述的碱性锌锰电池，其特征在于所述的阻隔层为粉状或片状或流体状。

6.碱性锌锰电池的制作方法，其特征在于具有如下步骤1)将二氧化锰粉末、导电剂、电解液和添加剂混合均匀制成阻隔剂；

2)取嵌好正极环的钢壳，在钢壳底部填入或注入所述阻隔剂以形成阻隔层；

3)在上述已经填入阻隔剂的装有正极环的钢壳中依次插入桶状隔膜纸，并向桶状隔膜纸内注入润湿碱和锌膏，最后封口成型组装成碱性锌锰电池。

7.根据权利要求6所述的碱性锌锰电池的制作方法，其特征在于所述的二氧化锰粉末包括电解二氧化锰或化学二氧化锰，所述的导电剂为石墨、石墨烯、活性炭或炭纳米管，所述的添加剂为二氧化硅、硅酸盐或二氧化钛的一种或几种。

8.根据权利要求的6所述的碱性锌锰电池的制作方法，其特征在于所述的阻隔剂为粉状或片状或流体状。