CN106159276A - 一种碱锰电池负极锌膏添加剂及其应用 - Google Patents

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刘军平
张婷婷
包啸
吴杭军
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Abstract

本发明公开了一种碱锰电池负极锌膏添加剂，所述负极锌膏添加剂为三氧化二钕和/或氢氧化钕。本发明的负极锌膏添加剂为钕、三氧化二钕、氢氧化钕中的一种或多种，将其添加至负极锌膏中，能有效减少电池放电时锌的极化，提高电池反应的电流密度，提升电池放电的高压放电时间，有效解决了电池放电电流密度偏低、放电时负极锌极化加速以及恒阻放电高压段偏低等问题，使得电池在大电流或高功率用电器中使用寿命更长，电力更为强劲。

Description

一种碱锰电池负极锌膏添加剂及其应用
技术领域
本发明涉及碱锰电池技术领域，尤其是涉及一种碱锰电池负极锌膏添加剂及其应用。
背景技术
碱锰电池主要应用于电动玩具、手电筒、遥控器、医疗器械、数码电器等小型电子产品上。作为日常随身工具或娱乐用品，小型电子产品中电池的高性能、高质量、低成本，作业方便性等方面是各个制造厂方的重点科技研发课题。而负极锌膏作为碱锰电池的活性电极，是很关键的部件，其配比复杂程度高，性能影响因素多，质量稳定性较难控制，对产业发展产生较大影响。
目前的碱锰电池在放电时，普遍存在放电电流密度偏低、负极锌极化加速等问题，影响电池性能。因此如何改善碱锰电池的性能是目前急需解决的问题。
现有的在提升碱锰电池负极性能研究方面，人们大多在锌粉的形貌和粒度方面进行了较多的研究，注重从锌粉的相貌、堆积密度、粒径、合金化元素方面进行研究改善，但对于锌粉形貌和粒度方面的研究目前已陷入了瓶颈，因此急需从其他途径以进一步改善碱锰电池的性能。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种碱锰电池负极锌膏添加剂，能有效减少电池放电时锌的极化，提高电池反应的电流密度，提升电池放电的高压放电时间。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种碱锰电池负极锌膏添加剂，所述负极锌膏添加剂为三氧化二钕和/或氢氧化钕。本发明的负极锌膏添加剂为钕、三氧化二钕、氢氧化钕中的一种或多种，将其添加至负极锌膏中，能有效减少电池放电时锌的极化，提高电池反应的电流密度，提升电池放电的高压放电时间，有效解决了电池放电电流密度偏低、放电时负极锌极化加速以及恒阻放电高压段偏低等问题，使得电池在大电流或高功率用电器中使用寿命更长，电力更为强劲。
一种碱锰电池负极锌膏添加剂在碱锰电池中的应用。
作为优选，具体应用方法为：在碱锰电池的负极锌膏中加入为锌粉质量0.01～2％的负极锌膏添加剂。
作为优选，负极锌膏添加剂的加入量为锌粉质量0.05～0.8％。
作为优选，所述负极锌膏通过以下方法制得：将锌粉、聚丙烯酸纳与铟化合物以(80～120)：1：0.05比例混合均匀，后再加入到碱性电解液中进行抽真空搅拌，所制得胶状物质即为负极锌膏。
作为优选，所述铟化合物为氧化铟和/或氢氧化铟。
作为优选，所述碱性电解液中各组分的浓度为：KOH 32～42％，氧化锌1～5％，水余量。
因此，本发明具有如下有益效果：提供了一种负极锌膏添加剂，其为钕、三氧化二钕、氢氧化钕中的一种或多种，将其添加至负极锌膏中，能有效减少电池放电时锌的极化，提高电池反应的电流密度，提升电池放电的高压放电时间，有效解决了电池放电电流密度偏低、放电时负极锌极化加速以及恒阻放电高压段偏低等问题，使得电池在大电流或高功率用电器中使用寿命更长，电力更为强劲。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步的描述。
在本发明中，若非特指，所有百分比均为重量单位，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
实施例1
(1)将活性物质二氧化锰、导电石墨、HA1681按160：11.5：0.8的重量比充分混合，接着加入固体物料质量3％的碱性电解液(KOH溶液)，搅拌均匀后以120kgf/cm2的压力进行压片，之后再造粒、筛分，形成具有一定粒度分布的正极颗粒，再通过模压成型制成正极环。
(2)将锌粉、聚丙烯酸纳与铟化合物(氧化铟和/或氢氧化铟)以80：1：0.05比例混合均匀，再加入到碱性电解液中(其中KOH浓度为32％，氧化锌含量为1％)进行抽真空搅拌，最后加入为锌粉质量0.01％的负极锌膏添加剂(氢氧化钕)，搅拌均匀即得负极锌膏。
(3)将正极环和负极锌膏组装成碱性干电池，组装步骤为本领域常规技术手段，故不在此赘述。
对比例1
对比例1与实施例1相比，不同之处在于未添加负极锌膏添加剂，其余工艺与步骤相同，故不赘述。
各取9只通过实施例1与对比例1制得的电池进行恒功率放电，放电项目按IEC60086-2-2011标准中7.1.5规定进行：在20℃士2℃的恒温环境中，1000mA脉冲放电至0.9V(l分钟放10秒，每天放电1小时，记录放电脉冲放电次数)、3.9欧姆连续放电至0.9V(每天放电1小时，记录1.2V放电时间和0.9V放电时间)，测试数据结果见下表：
从上表可以看出，本发明的碱性干电池在大电流脉冲性能和中小电流放电特性上有明显改善，尤其恒阻放电高压时间提高显著，并且该碱性干电池成本低廉，易于大批量推广应用。
下文各实施例制得的碱性干电池性能与实施例1的碱性干电池性能接近，其与对比例的测试数据故不一一详列。
实施例2
本实施例与实施例1相比，不同之处在于负极锌膏配方不同：锌粉、聚丙烯酸纳与铟化合物(氧化铟)质量比为120：1：0.05；碱性电解液中KOH浓度为42％，氧化锌含量为5％；负极锌膏添加剂(三氧化二钕)的加入量为锌粉质量2％，其余完全相同。
实施例3
本实施例与实施例1相比，不同之处在于负极锌膏配方不同：锌粉、聚丙烯酸纳与铟化合物(氧化铟和/或氢氧化铟)质量比为100：1：0.05；碱性电解液中KOH浓度为40％，氧化锌含量为3％；负极锌膏添加剂(由三氧化二钕和氢氧化钕按质量比1：2混合而成)的加入量为锌粉质量0.1％，其余完全相同。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种碱锰电池负极锌膏添加剂，其特征在于，所述负极锌膏添加剂为三氧化二钕和/或氢氧化钕。
2.一种如权利要求1所述的碱锰电池负极锌膏添加剂在碱锰电池中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，具体应用方法为：在碱锰电池的负极锌膏中加入为锌粉质量0.01～2％的负极锌膏添加剂。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，负极锌膏添加剂的加入量为锌粉质量0.05～0.8％。
5.根据权利要求3或4所述的应用，其特征在于，所述负极锌膏通过以下方法制得：将锌粉、聚丙烯酸纳与铟化合物以(80～120)：1：0.05比例混合均匀，后再加入到碱性电解液中进行抽真空搅拌，所制得胶状物质即为负极锌膏。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述铟化合物为氧化铟和/或氢氧化铟。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述碱性电解液中各组分的浓度为：KOH32～42％，氧化锌1～5％，水余量。
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