CN111146463A - 一种碱性电池生产工艺流程 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碱性电池生产工艺流程，涉及碱性电池技术领域，其步骤一：按照一定的质量配比称取正极粉料，正极粉料为：正极导电材料、添加剂、粘结剂和二氧化锰；步骤二：向添加剂、粘结剂、二氧化锰和导电材料中加入一定量的水进行搅拌，搅拌均匀后得到正极拌粉料；步骤三：将正极拌粉料通过轧机，轧机的压力为施用量150‑200KG，形成正极轧片，将所述正极轧片送入烘箱中进行干燥处理，形成正极环；所述冷处理过滤系统包括依次连通的第一陈化箱、第二陈化箱、第三陈化箱和总陈化过滤箱，所述第一陈化箱、第二陈化箱、第三陈化箱和总陈化过滤箱内均设置有陈化药剂。本发明具有能够对电解液冷处理，减少能耗的效果。
Description
技术领域
本发明涉及碱性电池的技术领域，尤其是涉及一种碱性电池生产工艺流程。
背景技术
碱性电池亦称为碱性干电池、碱性锌锰电池、碱锰电池，是锌锰电池系列中性能最优的品种。适用于需放电量大及长时间使用。电池内阻较低，因此产生之电流较一般碳性电池更大，此类电池因不含汞，因此可随生活垃圾处理，无须刻意回收。
在碱性电池的生产过程中，需要对电解液进行陈化，而现有的技术中，电解液陈化通常为热处理，对电解液进行加热，并加入陈化药剂，通过提升温度，加快电解液中分子运动速度，与陈化药剂进行反应，形成合格的电解液，这种加热处理，对于能源损耗较大，并且加热容易生产有毒废气，对于现在环保型企业来说需要重新投入资金去处理有毒废气，提升运营成本。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种能够进行冷处理的碱性电池生产工艺流程。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种碱性电池生产工艺流程，其步骤为：
步骤一：按照一定的质量配比称取正极粉料，正极粉料为：正极导电材料、添加剂、粘结剂和二氧化锰；
步骤二：向添加剂、粘结剂、二氧化锰和导电材料中加入一定量的水进行搅拌，搅拌均匀后得到正极拌粉料；
步骤三：将正极拌粉料通过轧机，轧机的压力为施用量150-200KG，形成正极轧片，将所述正极轧片送入烘箱中进行干燥处理，烘箱的干燥温度施用量为150-180℃，时间为5-6分钟，将正极轧片送入造粒机中，形成正极环；
步骤四：将钢片制成电池钢壳，在电池钢壳外壳涂抹一层厚度为0.3mm的石墨乳；
步骤五：将正极环套进电池钢壳中，在正极套环内套入隔膜筒；
步骤六：将电解原液放入冷处理过滤系统中进行过滤，形成合格电解液，将合格电解液注入隔膜筒中，得到一次碱性电池正极；
步骤六：将锌粉放入搅拌机，干拌10分钟，将锌粉搅拌成锌膏，向正极套环中注入负极锌膏，再插入负极集流体，最后对电池进行封口和包装，得到所述的一次碱性电池；
所述冷处理过滤系统包括依次连通的第一陈化箱、第二陈化箱、第三陈化箱和总陈化过滤箱，所述第一陈化箱、第二陈化箱、第三陈化箱和总陈化过滤箱内均设置有陈化药剂，所述总陈化过滤箱上设置有连通管，所述连通管上设置有过滤组件。
通过采用上述技术方案，在碱性电池制造过程中，对于电解原液采用冷处理过滤系统，减少能源损耗，通过若干个陈化箱，能够逐渐的对电解原液进行陈化，达到完全陈化的效果，并且在最后陈化完毕后，通过过滤组件将电解原液中分离的重金属进行过滤，提升电解原液的纯度。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述过滤组件包括套设于连通管上的连接框，所述连接框上设置有双层土工管袋。
通过采用上述技术方案，通过双层土工管袋能够过滤掉电解原液中分离的重金属，对电解原液进行过滤，并且通过两层的结构，能够过滤大部分重金属，提升电解原液的品质。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述双层土工管袋与连接框之间设置有换袋器，所述换袋器包括设置在连接框两侧的固定条，所述固定条与连接框之间设置有供双层土工管袋移动的移动长槽，所述固定条上铰接有强磁吸附块，所述连接框上设置有铁质吸附块。
通过采用上述技术方案，工作人员将长幅的双层土工管袋放置在移动长槽内，通过强磁吸附块吸附于铁质吸附块上，固定双层土工管袋。当需要更换双层土工管袋时，工作人员将强磁吸附块从铁质吸附块上取下，然后拉动长幅的双层土工管袋，未使用的双层土工管袋拉动到对准连通管处，对电解原液进行过滤。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述陈化药剂在第一陈化箱、第二陈化箱、第三陈化箱和总陈化过滤箱中所占的比例为1-2%，所述陈化药剂的配比为：
15-25份丁二酮肟；
20-25份C4H8N2O2；
5-10份C6H9N3O2。
通过采用上述技术方案，通过丁二酮肟能够将电解原液中的镍分理出，通过C4H8N2O2，即二乙基二硫代氨基甲酸钠可以将电解原液中的重金属如：铜、镉、钒、镍和钴等提取，分离出来，通过C6H9N3O2，即铜铁试剂，可以用作重金属的沉淀剂，用于沉淀分离电解原液中的重金属。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤五中：各组分的质量份数为：正极导电材料6-9份，添加剂0.3-0.4份，粘结剂0.1-0.2份，二氧化锰80-85份，其中所述正极导电材料由石墨和石墨烯按照质量比为1:3-3复配，所述粘结剂由硬脂酸锌和HA1681按照质量比为1:4-4复配，所述二氧化锰的粒径为50-150μm，所述添加剂由以下重量份的原料组成：氧化钇2-8份、氢氧化钇2-12份、多腈基化合物0.3-0.8份、二草酸硼酸锂1.2-1.8份、溴化钾0.2-0.8份。
通过采用上述技术方案，采用以上含量，不仅可以有效降低电池内阻，提高活性物质的利用率，也可以减少正极导电材料的用量，提高电池活性物质的含量，从而提高电池放电容量和综合性能。正极导电材料分散均匀，可使电池放电均匀、综合性能得到提高。本发明的制备工艺通过采用以上原料组分作为添加剂，配比合理，能够有效降低电池内阻和析气量，大大提高了电池新电性能和高温贮存性能，效果显著。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在正极环与电池钢壳之间涂抹封口胶，将正极环与电池钢壳送入烘箱中进行二次干燥，烘箱的干燥温度施用量为80-100℃，时间为60-80秒。
通过采用上述技术方案，通过二次干燥，能够对正极轧片起到再次干燥，并且干燥封口胶，提升正极环与电池钢壳之间的连接稳定性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述电解原液是浓度为38wt％-40wt％的氢氧化钾溶液，所述氢氧化钾溶液的注入量为1.2-1.3g。
通过采用上述技术方案，使用水拌粉制备正极环，然后将正极环在浓度为38wt％-40wt％的电解液中浸泡，然后再进行干燥处理，得到固含量为97％-98％的正极环，使的后续注入的浓度为38wt％-40wt％的氢氧化钾溶液作为电解液，制得的一次碱性电池电性能、安全性能、防漏性能均与现有技术中加碱性电解液进行正极拌粉、粉环成型工艺生产的电池无明显差异，但使拌粉和粉环成型模具、配件的使用寿命提高2-3倍，大大降低了生产成本，并节约了更换模具、配件的时间，具有较高的经济性。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
1、对于电解原液采用冷处理过滤系统，减少能源损耗，通过若干个陈化箱，能够逐渐的对电解原液进行陈化，达到完全陈化的效果，并且在最后陈化完毕后，通过过滤组件将电解原液中分离的重金属进行过滤，提升电解原液的纯度；
2、通过丁二酮肟能够将电解原液中的镍分理出，通过C4H8N2O2，即二乙基二硫代氨基甲酸钠可以将电解原液中的重金属如：铜、镉、钒、镍和钴等提取，分离出来，通过C6H9N3O2，即铜铁试剂，可以用作重金属的沉淀剂，用于沉淀分离电解原液中的重金属；
3、通过二次干燥，能够对正极轧片起到再次干燥，并且干燥封口胶，提升正极环与电池钢壳之间的连接稳定性。
附图说明
图1是本实施例整体的结构示意图。
图2是图1中A部分的局部放大示意图。
图中，1、冷处理过滤系统；11、第一陈化箱；12、第二陈化箱；13、第三陈化箱；14、总陈化过滤箱；15、连通管；2、过滤组件；21、连接框；22、双层土工管袋；23、换袋器；231、固定条；232、移动长槽；233、强磁吸附块；234、铁质吸附块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，一种碱性电池生产工艺流程，其步骤为：
步骤一：取正极导电材料6-9份，添加剂0.3-0.4份，粘结剂0.1-0.2份，二氧化锰80-85份，其中正极导电材料由石墨和石墨烯按照质量比为1:3-3复配，粘结剂由硬脂酸锌和HA1681按照质量比为1:4-4复配，二氧化锰的粒径为50-150μm，添加剂由以下重量份的原料组成：氧化钇2-8份、氢氧化钇2-12份、多腈基化合物0.3-0.8份、二草酸硼酸锂1.2-1.8份、溴化钾0.2-0.8份，进行调配，形成正极粉料；
步骤二：向正极粉料加入一定量的水进行搅拌，搅拌均匀后得到正极拌粉料；
步骤三：将正极拌粉料通过轧机，轧机的压力为施用量150-200KG，形成正极轧片，将所述正极轧片送入烘箱中进行干燥处理，烘箱的干燥温度施用量为150-180℃，时间为5-6分钟，将正极轧片送入造粒机中，形成正极环；
步骤四：将钢片制成电池钢壳，在电池钢壳外壳涂抹一层厚度为0.3mm的石墨乳；
步骤五：将正极环套进电池钢壳中，在正极环与电池钢壳之间涂抹封口胶，并且将正极环与电池钢壳送入烘箱中进行二次干燥，烘箱的干燥温度施用量为80-100℃，时间为60-80秒，一方面对正极轧片起到再次干燥，另一方面干燥封口胶，提升正极环与电池钢壳之间的连接稳定性，接着正极套环内套入隔膜筒；
步骤六：通过浓度为38wt％-40wt％的氢氧化钾溶液，氢氧化钾溶液的注入量为1.2-1.3g得到电解原液，将电解原液放入冷处理过滤系统1中进行过滤，形成合格电解液，将合格电解液注入隔膜筒中，得到一次碱性电池正极；
步骤七：将锌粉放入搅拌机，干拌10分钟，将锌粉搅拌成锌膏，向正极套环中注入负极锌膏，再插入负极集流体，最后对电池进行封口和包装，得到所述的一次碱性电池；
在步骤二、三、六中，使用水拌粉制备正极环，再将正极环置于浓度为38wt％-40wt％的电解液中浸泡，然后再进行干燥处理，得到固含量为97％-98％的正极环，使的后续注入的浓度为38wt％-40wt％的氢氧化钾溶液作为电解液，能够使拌粉和粉环成型模具、配件的使用寿命提高2-3倍。
参照图1，其中，冷处理过滤系统1包括依次连通的第一陈化箱11、第二陈化箱12、第三陈化箱13和总陈化过滤箱14，在第一陈化箱11、第二陈化箱12、第三陈化箱13和总陈化过滤箱14内均设置有总含量为1-2%的陈化药剂，用于对电解原液的陈化，通过若干个陈化箱，能够逐渐的对电解原液进行陈化，达到完全陈化的效果。
陈化药剂的配比为：15-25份丁二酮肟；20-25份C4H8N2O2；5-10份C6H9N3O2。通过丁二酮肟能够将电解原液中的镍分理出，通过C4H8N2O2，即二乙基二硫代氨基甲酸钠可以将电解原液中的重金属如：铜、镉、钒、镍和钴等提取，分离出来，通过C6H9N3O2，即铜铁试剂，可以用作重金属的沉淀剂，用于沉淀分离电解原液中的重金属。
参照图2，总陈化过滤箱14上设置有通出处理好的电解液的连通管15，在连通管15上设置有对电解液进行过滤的过滤组件2。并且在最后陈化完毕后，通过过滤组件2将电解原液中分离的重金属进行过滤，提升电解原液的纯度。
参照图2，过滤组件2包括套设于连通管15上的连接框21，连接框21上设置有双层土工管袋22。连接框21与双层土工管袋22之间设置有换袋器23，换袋器23包括设置在连接框21两侧的固定条231，并且固定条231与连接框21之间设置有供双层土工管袋22移动的移动长槽232，在固定条231上铰接有强磁吸附块233，连接框21上设置有供强磁吸附块233吸附的铁质吸附块234。工作人员将长幅的双层土工管袋22放置在移动长槽232内，通过强磁吸附块233吸附于铁质吸附块234上，固定双层土工管袋22，通过双层土工管袋22能够过滤掉电解原液中分离的重金属，对电解原液进行过滤，并且通过两层的结构，能够过滤大部分重金属，提升电解原液的品质。当需要更换土工管袋时，工作人员将强磁吸附块233从铁质吸附块234上取下，然后拉动长幅的双层土工管袋22，未使用的双层土工管袋22拉动到对准连通管15处，对电解原液进行过滤。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种碱性电池生产工艺流程，其特征在于：其步骤为：
步骤一：按照一定的质量配比称取正极粉料，正极粉料为：正极导电材料、添加剂、粘结剂和二氧化锰；
步骤二：向添加剂、粘结剂、二氧化锰和导电材料中加入一定量的水进行搅拌，搅拌均匀后得到正极拌粉料；
步骤三：将正极拌粉料通过轧机，轧机的压力为施用量150-200KG，形成正极轧片，将所述正极轧片送入烘箱中进行干燥处理，烘箱的干燥温度施用量为150-180℃，时间为5-6分钟，将正极轧片送入造粒机中，形成正极环；
步骤四：将钢片制成电池钢壳，在电池钢壳外壳涂抹一层厚度为0.3mm的石墨乳；
步骤五：将正极环套进电池钢壳中，在正极套环内套入隔膜筒；
步骤六：将电解原液放入冷处理过滤系统(1)中进行过滤，形成合格电解液，将合格电解液注入隔膜筒中，得到一次碱性电池正极；
步骤七：将锌粉放入搅拌机，干拌10分钟，将锌粉搅拌成锌膏，向正极套环中注入负极锌膏，再插入负极集流体，最后对电池进行封口和包装，得到所述的一次碱性电池；
所述冷处理过滤系统(1)包括依次连通的第一陈化箱(11)、第二陈化箱(12)、第三陈化箱(13)和总陈化过滤箱(14)，所述第一陈化箱(11)、第二陈化箱(12)、第三陈化箱(13)和总陈化过滤箱(14)内均设置有陈化药剂，所述总陈化过滤箱(14)上设置有连通管(15)，所述连通管(15)上设置有过滤组件(2)。
2.根据权利要求1所述的一种碱性电池生产工艺流程，其特征在于：所述过滤组件(2)包括套设于连通管(15)上的连接框(21)，所述连接框(21)上设置有双层土工管袋(22)。
3.根据权利要求2所述的一种碱性电池生产工艺流程，其特征在于：所述双层土工管袋(22)与连接框(21)之间设置有换袋器(23)，所述换袋器(23)包括设置在连接框(21)两侧的固定条(231)，所述固定条(231)与连接框(21)之间设置有供双层土工管袋(22)移动的移动长槽(232)，所述固定条(231)上铰接有强磁吸附块(233)，所述连接框(21)上设置有铁质吸附块(234)。
4.根据权利要求3所述的一种碱性电池生产工艺流程，其特征在于：所述陈化药剂在第一陈化箱(11)、第二陈化箱(12)、第三陈化箱(13)和总陈化过滤箱(14)中所占的比例为1-2%，所述陈化药剂的配比为：15-25份丁二酮肟；
20-25份C4H8N2O2；
5-10份C6H9N3O2。
5.根据权利要求4所述的一种碱性电池生产工艺流程，其特征在于：步骤一中：所述步骤一中，各组分的质量份数为：正极导电材料6-9份，添加剂0.3-0.4份，粘结剂0.1-0.2份，二氧化锰80-85份，其中所述正极导电材料由石墨和石墨烯按照质量比为1:3-3复配，所述粘结剂由硬脂酸锌和HA1681按照质量比为1:4-4复配，所述二氧化锰的粒径为50-150μm，所述添加剂由以下重量份的原料组成：氧化钇2-8份、氢氧化钇2-12份、多腈基化合物0.3-0.8份、二草酸硼酸锂1.2-1.8份、溴化钾0.2-0.8份。
6.根据权利要求5所述的一种碱性电池生产工艺流程，其特征在于：在正极环与电池钢壳之间涂抹封口胶，将正极环与电池钢壳送入烘箱中进行二次干燥，烘箱的干燥温度施用量为80-100℃，时间为60-80秒。
7.根据权利要求6所述的一种碱性电池生产工艺流程，其特征在于：所述电解原液是浓度为38wt％-40wt％的氢氧化钾溶液，所述氢氧化钾溶液的注入量为1.2-1.3g。
8.根据权利要求7所述的一种碱性电池生产工艺流程，其特征在于：所述锌膏由以下质量份数的原料组成：金属锌合金粉50-55份，氧化锌2-3份，铟、铋、铅或其化合物0-1份，HA16811-5份，浓度为35wt％-45wt％的氢氧化钾溶液20-45份。
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