CN106329031A - 采用锌膏的锌空气电池的阳极及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于采用锌膏的锌空气电池的阳极，其特征在于具体过程如下：1）将锌膏按质量比为：锌粉：粘结剂：水：KOH的比例为10~80：0.1~5：10~50：10~40制得，其中粘结剂为羟甲基纤维素、羟甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠中的一种或者按比例1:1:1进行混合；2）对制得的锌膏进行冷冻干燥处理，冷肼温度-10℃~ -200℃，真空干燥至脱水完全，所得到阳极活性物质；3）将阳极活性物质与集流体铜网通过对辊机或压力机压制所制成高性能、可长期存储锌阳极。其解决了采用锌膏的锌空气电池在储存过程中存在着自放电问题，制备了可长时间存储无自放电的高性能锌阳极。

Description

采用锌膏的锌空气电池的阳极及其制作方法
技术领域
本发明涉及用于采用锌膏的锌空气电池的阳极及其制作方法，是一种金属空气电池的金属阳极及其制作方法。
背景技术
目前，锌空气电池以活泼金属为负极活性物质，空气中的氧气为正极活性物质，摒弃了传统电池中铅、汞、镉、镍等化学元素，及降低了成本，也解决了传统电池污染问题。由于空气电池中的氧气不占用电池空间，在相同体积、重量下，金属空气电池可以储存更多的反应原料，与传统电池相比具有更高的比能量密度，更低的成本。因为使用空气作为阴极活性物质，极大地提高了电池的输出容量和放电性能，并集成了能源电池技术中最优秀的技术，是前景极其广阔的新型能源。
一般锌空气电池的阳极所用材料为锌板、锌粒或者锌膏。通常采用锌板或锌粒的锌空气电池，阳极与电解液、集流体的接触面积要小于采用锌膏制成阳极的接触面积，因此前者的放电性能要低于后者，但是前者可以采用电解液和阳极分离的方式进行长时间储存，对于后者来说，可存储性限制了它的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于采用锌膏的锌空气电池的阳极及其制作方法，其解决了采用锌膏的锌空气电池在储存过程中存在着自放电问题，制备了可长时间存储无自放电的高性能锌阳极。
本发明的技术方案是这样实现的：一种用于采用锌膏的锌空气电池的阳极，其特征在于具体过程如下：1）将锌膏按质量比为：锌粉：粘结剂：水：KOH的比例为10~80：0.1~5：10~50：10~40制得，其中粘结剂为羟甲基纤维素、羟甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠中的一种或者按比例1:1:1进行混合；2）对制得的锌膏进行冷冻干燥处理，冷肼温度-10℃~ -200℃，真空干燥至脱水完全，所得到阳极活性物质；3）将阳极活性物质与集流体铜网通过对辊机或压力机压制所制成高性能、可长期存储锌阳极。
本发明的积极效果是其制作过程环保、能耗低，具有实际应用意义，使用过程只需加入水便可激活电池。
附图说明
图1是实施例1电池激活后的电流密度80mA/cm2放电曲线。
图2是实施例1电池激活过程的电压变化曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述：
实施例1 ：
步骤1：按常规方法制成锌膏，其组成为锌粉：聚丙烯酸钠：水：KOH的质量比为65g：1g：21g：14g，将上述材料混合均匀即制成锌膏。
步骤2：对所制成的锌膏进行冷冻干燥处理，冷肼温度-80℃，真空干燥至脱水完全，所得到阳极活性物质。
步骤3：将阳极活性物质与集流体铜网通过对辊机或压力机压制所制成高性能、可长期存储锌阳极。
步骤4：组装成锌空气电池，真空状态下，静置5个月。
步骤5：在注水口中加入水，至充满电池内部，静置10min。
步骤6：在充放电测试仪下测试其放电曲线。
结果为此锌空气电池具有较好的放电性能，与锌板组成的锌空气电池相比，放电可以达到更大的电流密度。5个月后容量损失低于1%，满足实际应用要求。图1是采用本发明制作的阳极，经过5个月密封贮存后，加水激活后在电流密度80mA/cm2下放电的放电曲线；图2是采用本发明制作的阳极，经过5个月密封贮存后，加水激活过程的电压变化曲线，可见经过5个月的贮存，电池激活后仍能保持锌膏放电的高功率特性。
实施例2
步骤1：按常规方法制成锌膏，其组成为锌粉：羟甲基纤维素钠：水：KOH的质量比为75g：1.2g：28g：20g，将上述材料混合均匀即制成锌膏。
步骤2：对所制成的锌膏进行冷冻干燥处理，冷肼温度-80℃，真空干燥至脱水完全，所得到阳极活性物质。
步骤3：将阳极活性物质与集流体铜网通过对辊机或压力机压制所制成高性能、可长期存储锌阳极。
步骤4：组装成锌空气电池，真空状态下，静置5个月。
步骤5：在注水口中加入水，至充满电池内部，静置10min。
步骤6：在充放电测试仪下测试其放电曲线。
结果为此锌空气电池具有较好的放电性能，与锌板组成的锌空气电池相比，放电可以达到更大的电流密度。5个月后容量损失低于1%，满足实际应用要求。
实施例3 ：
步骤1：按常规方法制成锌膏，其组成为锌粉：羟甲基纤维素钠：聚丙烯酸钠：水：KOH的质量比为65g：0.2g：0.8：28g：20g，将上述材料混合均匀即制成锌膏。
步骤2：对所制成的锌膏进行冷冻干燥处理，冷肼温度-80℃，真空干燥至脱水完全，所得到阳极活性物质。
步骤3：将阳极活性物质与集流体铜网通过对辊机或压力机压制所制成高性能、可长期存储锌阳极。
步骤4：组装成锌空气电池，真空状态下，静置5个月。
步骤5：在注水口中加入水，至充满电池内部，静置10min。
步骤6：在充放电测试仪下测试其放电曲线。
结果为此锌空气电池具有较好的放电性能，与锌板组成的锌空气电池相比，放电可以达到更大的电流密度。5个月后容量损失低于1%，满足实际应用要求。
对比例：
步骤1：按常规方法制成锌膏，其组成为锌粉：羟甲基纤维素钠：水：KOH的质量比为75g：1.2g：28g：20g，将上述材料混合均匀即制成锌膏。
步骤3：将锌膏，空气阴极与集流体铜网组装成锌空气电池，真空状态下密封储存5个月。
步骤4：在充放电测试仪下测试其放电曲线。
结果为此锌空气电池5个月后容量损失高于50%，无法满足实际应用要求。

Claims (1)

1.一种用于采用锌膏的锌空气电池的阳极，其特征在于具体过程如下：1）将锌膏按质量比为：锌粉：粘结剂：水：KOH的比例为10~80：0.1~5：10~50：10~40制得，其中粘结剂为羟甲基纤维素、羟甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠中的一种或者按比例1:1:1进行混合；2）对制得的锌膏进行冷冻干燥处理，冷肼温度-10℃~ -200℃，真空干燥至脱水完全，所得到阳极活性物质；3）将阳极活性物质与集流体铜网通过对辊机或压力机压制所制成高性能、可长期存储锌阳极。
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