CN108878991B - 一种高比能量锌银电池及其制备方法 - Google Patents

一种高比能量锌银电池及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种高比能量锌银电池的制备方法，包括以下步骤，第一步、备料：选择银为正极片，锌为负极片，氢氧化钾水溶液为电解液，纤维素膜为隔膜；第二步、化成：将上述原料制备成锌银电池，将锌银电池放入化成槽中充电处理40～70h；第三步、干燥：将化成后的锌银电池烘干；当化成时间到达总化成时间的2/3时，向电解液中添加醇溶液，醇溶液与电解液质量比为0.05～0.2，继续完成化成。化成后的锌银电池装在有机玻璃壳体中形成单体电池，该单体电池在30℃条件下，进行放电测试，与现有技术相比，本发明电池的重量比能量提高5％～15％。

Description

一种高比能量锌银电池及其制备方法
技术领域
本发明属于一种锌银电池，尤其涉及一种高比能量锌银电池及其制备方法。
背景技术
锌银电池是一种化学电源，在制备的时候，先备料，以银为正电极，锌为负电极，氢氧化钾水溶液为电解液，通过极板化成，化成时，正极片和负极片不能直接接触，需要用纤维素膜隔开，最后再经干燥后获得，其中化成为本领域一种约定俗称：其步骤是对刚制造出来的锌银电池进行第一次充电，充电的目的是使锌银电池带电，传统的化成只能先锌银电池中充80％左右的电，就无法在继续充电了，使得电池的利用率低，比能量也低。然而锌银电池是一类重要的贮备电池，特别应用在导弹和航空领域，其显著的特点是高放电率、高比能量和平稳放电电压。但是随着小型化，机动化军用设备的兴起，对锌银电池比能量要求越来越高，原有的锌银电池比能量不能满足目前技术发展需要，因此开展锌银电池比能量的研究是十分必要的。
发明内容
本发明意在提供一种高比能量锌银电池，以解决现有技术的锌银电池的比能量较低的问题。
本发明的技术方案为，一种高比能量锌银电池的制备方法，包括以下步骤，1.第一步、备料：选择银为正极片，锌为负极片，氢氧化钾水溶液为电解液，纤维素膜为隔膜；
第二步、化成：将上述原料制备成锌银电池，将锌银电池放入化成槽中化成40～70h；
第三步、干燥：将化成后的锌银电池烘干；
当化成时间到达总化成时间的2/3时，向电解液中添加醇溶液，醇溶液与电解液质量比为0.05～0.2，继续完成化成。
本发明的工作原理及有益效果：本发明中，在制备锌银电池的时候，正极片采用烧结银电极工艺制备而成，负极片采用涂膏锌电极制备而成，正极片和负极片不能直接接触，用纤维素膜隔开，并采用叠片形式构成极群，极群的正极端通过正集流体银丝引出，负极端通过负集流体银丝引出制得锌银电池，在化成的时候，单质银被氧化变成氧化银，但是一般情况下，只有80％左右的银变成氧化银，最后在正极片表面覆盖上氧化银膜，由于氧化银的内阻较大，因此就会阻止电流的进入，导致无法充电，而本发明将醇与正极片上的氧化银反应生成低内阻银单质，能有效降低银正极片充电后期的内阻，并增加正极片活性物质利用率，可以继续先向锌银电池内充电，提高充电效率，最后醇溶液反应完毕，单质银又被氧化成了氧化银，进而提高锌银电池比能量，采用该方法可使锌银电池在30℃放电条件下，单体电池比能量提高5％～15％，具体数据看实施例的说明，其效果明显；同时在锌银电池化成时，将醇溶液直接添加到电解液中，操作简单，易于实现。
进一步，所述醇溶液为乙醇、乙二醇、丙三醇中的一种或几种的组合。这几种溶液易得，无毒，且这几种溶液具有一定的流动性，易于与其它物质反应。
进一步，化成时，正极片和负极片配对装在化成槽中以电池形式进行充电，化成温度为25～35℃。此温度区下化成的效果最好。
上述制备方法制备的高比能量锌银电池，本发明中涉及的正极片、负极片分别由活性物质银粉和氧化锌粉通过压制和涂覆的方法附着在集流体银网上形成。
说明书附图
图1为本发明一种高比能量锌银电池及其制备方法实施例1的放电曲线对比图；
图2为本发明一种高比能量锌银电池及其制备方法实施例2的放电曲线对比图；
图3为本发明一种高比能量锌银电池及其制备方法实施例3的放电曲线对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方法进行详细介绍：
实施例1，一种高比能量锌银电池的制备方法，正极片、负极片采用烧结银电极工艺与涂膏锌电极制备而成，正极片和负极片不能直接接触，要用纤维素膜隔开，并采用叠片形式构成极群，极群的正极端通过正集流体银丝引出，负极端通过负集流体银丝引出。锌银电池化成时，所用的电解液为质量百分比为25％的氢氧化钾水溶液，在化成过程中添加92％乙醇溶液，乙醇溶液与化成电解液质量比为0.2。化成后，经过烘干，组成单体锌银电池，正极由5片银极板组成，负极由5片锌极板组成。
实施例1放电曲线对比见图1，通过10A电流测试，结果表明：与未处理极板相比较，经过92％乙醇溶液处理的单体电池的放电容量由6Ah提高至6.3Ah，单体放电电压变化不大，根据比能量计算方法，经过此处理后的单体锌银电池，比能量提高5％。
实施例2，一种高比能量锌银电池的制备方法，正极片、负极片采用烧结银电极工艺与涂膏锌电极制备而成，正极片和负极片不能直接接触，要用纤维素膜隔开，并采用叠片形式构成极群，极群的正极端通过正集流体银丝引出，负极端通过负集流体银丝引出。锌银电池化成时，所用的电解液为质量百分比为30％的氢氧化钾水溶液，在化成过程中添加90％乙二醇溶液，乙二醇溶液与化成电解液质量比为0.1。化成后，经过烘干，组成单体锌银电池，正极由8片银极板组成，负极由8片锌极板组成。
实施例2放电曲线对比见图2，通过30A电流测试，结果表明：与未处理极板相比较，经过90％乙二醇溶液处理的单体电池的放电容量由10Ah提高至12Ah，单体放电电压变化不大，根据比能量计算方法，经过此处理后的单体锌银电池，比能量提高15％。
实施例3，一种高比能量锌银电池的制备方法，正极片、负极片采用烧结银电极工艺与涂膏锌电极制备而成，正极片和负极片不能直接接触，要用纤维素膜隔开，并采用叠片形式构成极群，极群的正极端通过正集流体银丝引出，负极端通过负集流体银丝引出。锌银电池化成时，所用的电解液为质量百分比为45％的氢氧化钾水溶液，在化成过程中添加90％丙三醇溶液，丙三醇溶液与化成电解液质量百分比为0.05。化成后，经过烘干，组成单体锌银电池，正极由3片银极板组成，负极由3片锌极板组成。
实施例3放电曲线对比见图3，通过5A电流测试，结果表明：与未处理极板相比较，经过90％丙三醇溶液处理的单体电池的放电容量由1Ah提高至1.1Ah，单体放电电压变化不大，根据比能量计算方法，经过此处理后的单体锌银电池，比能量提高10％。
对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利。

Claims (3)

1.一种高比能量锌银电池的制备方法，包括以下步骤，第一步、备料：选择银为正极片，锌为负极片，氢氧化钾水溶液为电解液，纤维素膜为隔膜；
第二步、化成：将上述原料制备成锌银电池，将锌银电池放入化成槽中化成40～70h；
第三步、干燥：将化成后的锌银电池烘干；
其特征在于，当化成时间到达总化成时间的2/3时，向电解液中添加醇溶液，醇溶液与电解液质量比为0.05～0.2，继续完成化成；其中，所述醇溶液为乙醇、乙二醇、丙三醇中的一种或几种的组合。
2.根据权利要求1所述的高比能量锌银电池的制备方法，其特征在于，化成时，正极片和负极片配对装在化成槽中以电池形式进行充电，化成温度为25～35℃。
3.根据权利要求1或2任一所述制备方法制备的高比能量锌银电池。
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