CN112467157A - 一种锌锰干电池及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于干电池技术领域，尤其涉及一种锌锰干电池及其制备方法。本申请的干电池电极制备方法，包括以下步骤：将二氧化锰粉、第一导电剂和第一电解液混合，制得第一混合物；将所述第一混合物、第二导电剂和第二电解液混合，制得第二混合物；将所述第二混合物压制形成粉柱；以及将所述粉柱置于预置有浆纸杯的锌筒中，将第三电解液添加至所述粉柱中，密封锌筒后制得干电池；预置有浆纸杯的锌筒包括第一浆纸条、第二浆纸条和锌筒，第一浆纸条和第二浆纸条成十字形重叠且各自成U形折叠结构，以形成内置在锌筒内部的带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯。本申请提供的锌锰干电池的制备方法，能有效提高干电池的放电性能，且降低其制造时间和成本。

Description

一种锌锰干电池及其制备方法

技术领域

本申请属于干电池技术领域，尤其涉及一种锌锰干电池及其制备方法。

背景技术

干电池是一次电池，是日常生活之中普遍使用，以及轻便的电池。

目前一般的干电池，负极体为一个锌筒，正极体是由二氧化锰粉、电解液及乙炔黑组成的一个混合糊状物的黑粉柱。正极体的中间插入一根炭棒，作为引出电流的导体。在正极体和负极体之间有一层浆纸，将锌筒的上部密封，制得干电池。现有常规干电池结构如图1所示，锌筒9的内侧壁设有浆纸筒11，锌筒9的内部设有纸杯10，锌筒9的外部依次包裹有PVC套19和铁壳20，干电池正极体21设置在锌筒9的内部，干电池正极体21的顶部设有压粉纸圈13，炭棒12贯穿压粉纸圈13设置在干电池正极体21的中央，胶塞14设置在压粉纸圈13的上方，顶帽15设置在胶塞14的表面，顶垫圈16设置在顶帽15的表面，锌筒9的底壁外设有底帽17和底垫圈18。

现有干电池正极体的制备方法采用的是锌筒内成型法，即将二氧化锰粉、电解液及乙炔黑直接混合后形成流动糊状物，将流动糊状物直接灌进锌筒内形成黑粉柱，最后在黑粉柱中插入炭棒并施加稳定的压力，密封锌筒后制得干电池。其中，干电池的放电性质与二氧化锰含量和乙炔黑含量成正相关。因此，理论上可以通过提高二氧化锰的含量或者乙炔黑的含量来提高放电性能。而现实问题是，现有的制备方法中，如果提高二氧化锰的含量，就需要相应提高电解液的含量，以便形成流动糊状物，来满足灌装要求。但这会导致灌装形成的黑粉柱体积变大，不满足有限的锌筒尺寸要求。因此，现有的干电池工业化生产中，无法提高二氧化锰的含量和用量，也就无法提高放电性能。

可见，现有干电池电极中的二氧化锰的利用率和黑粉柱的密度比较低，使得其电池的放电性能未达理想；同时，现有的干电池制造流水线中需要先把浆纸卷成筒状后插入锌筒中，再将纸杯放进在锌筒底部，需要采用多种不同的设备完成以上操作，增加了生产干电池的设备成本。因此，研发一种放电性能好、制造设备成本低廉的锌锰干电池是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种锌锰干电池及其制备方法，能有效提高干电池的放电性能，且降低生产干电池的设备成本。

本申请第一方面提供了一种干电池电极的制备方法，包括：

将二氧化锰粉、第一导电剂和第一电解液混合，制得第一混合物；

将所述第一混合物、第二导电剂和第二电解液混合，制得第二混合物；

将所述第二混合物压制形成粉柱；以及

将所述粉柱置于预置有浆纸杯的锌筒中，将第三电解液添加至所述粉柱中，密封锌筒后制得干电池；

所述预置有浆纸杯的锌筒包括第一浆纸条、第二浆纸条和锌筒，所述第一浆纸条和所述第二浆纸条呈“十”字形重叠且各自呈U形折叠结构，以形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯，使得所述筒体浆纸杯内置在所述锌筒内。

在一些实施例中，所述预置有浆纸杯的锌筒的制备方法包括：

将第一浆纸条和第二浆纸条呈“十”字形重叠置于所述锌筒的开口上；

通过辅具将所述第一浆纸条和所述第二浆纸条的重叠部分推进所述锌筒内，使得所述第一浆纸条和所述第二浆纸条各自折叠成U形，以在所述锌筒内形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯，制得预置有浆纸杯的锌筒。

在一些实施例中，所述辅具包括：固定盖板、成型模和纸杯成型攻；

所述固定盖板的表面设置有“十”字形凹槽，所述“十”字形凹槽的重叠区域设有可容纳干电池穿过的第一通孔；

所述成型模为柱状结构，所述成型模中央设有可容纳干电池穿过的第二通孔；

所述纸杯成型攻为可插进所述锌筒内部的圆柱结构；

所述成型模固定在所述固定盖板的表面，使得所述第二通孔与所述第一通孔对齐。

其中，两条条状凹槽设置在固定盖板的表面形成“十”字形凹槽。

具体的，采用本申请提供的辅具装配干电池，包括：

将第一浆纸条和第二浆纸条分别置于固定盖板的“十”字形凹槽；

将锌筒设置在成型模的第二通孔中，使得锌筒的开口设置在第一通孔的下方；

将纸杯成型攻贯穿第一通孔插进锌筒内部，使得第一浆纸条和所述第二浆纸条各自折叠成U形，以在锌筒内部形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯，制得预置有浆纸杯的锌筒；

将二氧化锰粉、第一导电剂和第一电解液混合，制得第一混合物；

将所述第一混合物、第二导电剂和第二电解液混合，制得第二混合物；

将所述第二混合物压制形成粉柱；

将所述粉柱置于预置有浆纸杯的锌筒中，将第三电解液添加至所述粉柱中，施加压力并密封锌筒，制得干电池。

具体的，“十”字形凹槽上重叠部分插有重叠的第一浆纸条和第二浆纸条。

具体的，可根据干电池的尺寸调整第一浆纸条和第二浆纸条的长度和宽度，使得第一浆纸条和第二浆纸条重叠铺设在干电池的底壁，第一浆纸条和第二浆纸条各自成U形折叠紧贴在干电池的侧壁；第一浆纸条和第二浆纸条折叠形成的筒体浆纸杯侧壁的间隙小于2mm。

在一些实施例中，所述第一混合物还包括氧化锌，氧化锌用于除去二氧化锰粉中的杂质(例如杂质Fe)。二氧化锰粉纯度较高时，无需添加氧化锌，当二氧化锰粉杂质较多时，可适量添加氧化锌，从而对二氧化锰粉进行提纯。

在一些实施例中，所述第二导电剂选自乙炔黑、或与乙炔黑直径相似的石墨类材料。

在一些实施例中，所述第一导电剂选自石墨、石墨烯、纳米石墨微片、纳米石墨微管和乙炔黑中的一种或几种。

由于石墨具备优异的导电性而且成本低廉，更为优选的，所述导电剂选自石墨。

具体的，所述二氧化锰粉与电解液总质量的质量比为(1.04～1.1802)：1；所述电解液总质量为所述第一电解液、所述第二电解液和所述第三电解液质量之和。所述二氧化锰粉与导电剂总质量的质量比为(5.8～7.2)：1；所述导电剂总质量为所述第一导电剂和所述第二导电剂的质量之和。

在一些实施例中，所述二氧化锰粉与电解液总质量的质量比为(1.04966～1.151)：1；所述电解液总质量为所述第一电解液、所述第二电解液和所述第三电解液质量之和。所述二氧化锰粉与导电剂总质量的质量比为(5.8125～6.6761)：1；所述导电剂总质量为所述第一导电剂和所述第二导电剂的质量之和。

在一些实施例中，所述二氧化锰粉与电解液总质量的质量比为(1.1491～1.1505)：1；所述电解液总质量为所述第一电解液、所述第二电解液和所述第三电解液质量之和。所述二氧化锰粉与导电剂总质量的质量比为(6.1842～6.6761)：1；所述导电剂总质量为所述第一导电剂和所述第二导电剂的质量之和。

其中，所述第一电解液和所述第二电解液的用量为能使得第二混合物能压制成柱状固体的量，所述第一电解液和所述第二电解液的用量可根据第二混合物压制柱状固体的压力进行调整，如所述第一电解液和所述第二电解液的用量增大时，可采用更大的压制压力将第二混合物压制成柱状固体。

在一些实施例中，所述二氧化锰粉选自天然二氧化锰或/和电解二氧化锰。

在一些实施例中，所述第一电解液包括水、氯化锌和导电添加剂；所述第二电解液包括水、氯化锌和导电添加剂；所述第三电解液包括水、氯化锌和导电添加剂。

具体的，所述水为所述第一电解液、所述第二电解液或所述第三电解液的溶剂；所述氯化锌和所述导电添加剂为所述第一电解液、所述第二电解液或所述第三电解液的溶质；所述氯化锌和所述水的质量百分比之和为95％；所述导电添加剂的质量百分比为5％。

在一些实施例中，所述第一电解液、所述第二电解液或所述第三电解液的比重为1.26～1.35；采用比重较大的电解液，能有效提高干电池的放电性能。

在一些实施例中，所述第一电解液、所述第二电解液或所述第三电解液的比重为1.35。

在一些实施例中，所述导电添加剂选自氯化铵。

本申请第二方面提供了一种锌锰干电池，包括所述制备方法制得的锌锰干电池。

具体的，本申请的锌锰干电池应用在现有常规氯化锌干电池中。

具体的，本申请的锌锰干电池中，将二氧化锰粉、第一导电剂和第一电解液混合，制得第一混合物；

将所述第一混合物、第二导电剂和第二电解液混合，制得第二混合物；

将所述第二混合物压制形成粉柱；以及

将所述粉柱置于预置有浆纸杯的锌筒中，将第三电解液添加至所述粉柱中，制得锌锰干电池的电极。

具体的，本申请的锌锰干电池中，包括所述锌锰干电池的电极、压粉纸圈、炭棒、胶塞、顶帽、底帽、底垫圈和顶垫圈；

所述压粉纸圈设置在所述粉柱的表面；所述炭棒贯穿所述压粉纸圈内置在所述粉柱中；所述胶塞设置在所述压粉纸圈的上方；所述顶帽设置在所述胶塞的表面；所述顶垫圈设置在所述顶帽的表面；所述底帽设置在所述锌筒的底壁上；所述底垫圈设置在所述底帽的表面。

在一些实施例中，所述锌筒外部还设有PVC套和铁壳。所述PVC套和所述铁壳依次设置在所述锌筒的外部。

本申请提供了一种锌锰干电池的制备方法，将锌筒置于生产线上，在锌筒内加入浆纸筒和纸杯，然后将二氧化锰粉、第一导电剂和第一电解液混合，制得第一混合物；将第一混合物、第二导电剂和第二电解液混合，制得第二混合物；将第二混合物压制形成粉柱；以及将粉柱置于锌筒中，将第三电解液添加至粉柱中，制得干电池电极；在粉柱的表面放置压粉纸圈，施加稳定的压力将炭棒贯穿压粉纸圈，在粉柱中插入炭棒，在压粉纸圈的上方设置胶塞，然后再锌筒的外壁套上PVC套，并在胶塞的表面设置顶帽，在锌筒的底壁设置底帽，接着在底帽加上底垫圈，再PVC套外表套上铁壳，在顶帽的表面设置顶垫圈，然后封口制成锌锰干电池。

本申请提供锌锰干电池的电极的制备方法中，二氧化锰粉、第一导电剂和第一电解液的混合物是固态的，而不是糊状物。此外，粉柱在锌筒外成型，而不是锌筒内成型。首先将二氧化锰粉、第一导电剂和第一电解液混合，制得第一混合物；将第一混合物、第二导电剂和第二电解液混合，制得第二混合物；然后将第二混合物压制形成粉柱，再添加第三电解液，制得锌锰干电池的电极。将第一导电剂、第二导电剂、第一电解液和第二电解液分开两个步骤与二氧化锰粉混合，压制成固体的柱状，可增加单位体积的二氧化锰的用量。实验数据可知，与桶内成型法制得的干电池电极相比，本申请的干电池电极单位体积含有的二氧化锰和电解液较多，能有效提高二氧化锰的放电效率，提高干电池的放电时间。

此外，本申请通过一步法在锌筒内部装配筒体浆纸杯，本申请装配的筒体浆纸杯可以替代现有的浆纸筒和纸杯，现有的纸杯为绝缘纸杯使得锌筒底壁无法与二氧化锰反应放电，造成锌筒的浪费，本申请将筒体浆纸杯替代现有的浆纸筒和纸杯后，可使锌筒的底壁与二氧化锰反应，使得锌筒得到百分比的应用；本申请装配浆纸杯的装置仅需要结构简单的辅具，无需采用现有的结构复杂的装配浆纸和纸杯的设备，有效降低生产锌锰干电池的设备成本，计算可知，相较于现有锌锰干电池的生产设备，本申请的锌锰干电池的生产设备可降低60％～70％。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请提供的现有常规干电池的结构示意图；

图2为本申请提供的第一浆纸条的示意图；

图3为本申请提供的第一浆纸条形成的U形折叠结构的立体结构图；

图4为本申请提供的第一浆纸条形成的U形折叠结构的俯视图；

图5为本申请提供的筒体浆纸杯的结构示意图；

图6为本申请提供的筒体浆纸杯内置在锌筒内部的结构图；

图7为本申请提供的辅具的第一立体结构图；

图8为本申请提供的辅具的第二立体结构图；

图9为本申请提供的辅具的正视图；

图10为本申请提供的辅具的俯视图；

图11为本申请提供的固定盖板的正视图；

图12为本申请提供的固定盖板的立体结构图；

图13为本申请提供的固定盖板的侧视图；

图14为本申请提供的成型模的立体结构图；

图15为本申请提供的成型模的俯视图；

图16为本申请提供的成型模的第一透视图；

图17为本申请提供的成型模的第二透视图；

图18为本申请提供的纸杯成型攻的立体结构图；

图19为本申请提供的纸杯成型攻的正视图；

图20为本申请提供的成型模固定在固定盖板表面的结构示意图；

图21为本申请提供的辅具装配干电池的过程示意图。

具体实施方式

本申请提供了一种锌锰干电池及其制备方法，用于提高干电池的放电性能，且降低其制造成本。

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

其中，以下实施例所用原料均为市售或自制；下述实施例和对比例采用的锌筒为现有常规生产工艺制得的锌筒。

以下实施例和对比例所用的电解液为现有常用的电解液，电解液包括水、氯化锌和氯化铵，其中，以下实施例1～7和对比例2的电解液的比重为1.35；氯化锌和水的质量百分比为95％，氯化铵的质量百分比为5％。

请参阅图2～图5，图2为本申请提供的第一浆纸条的示意图，图3本申请提供的第一浆纸条形成的U形折叠结构的立体结构图，图4为本申请提供的第一浆纸条形成的U形折叠结构的俯视图，图5为本申请提供的筒体浆纸杯的结构示意图，图6为本申请提供的筒体浆纸杯内置在锌筒内部的结构图。图2～图6可知，预置有浆纸杯的锌筒包括第一浆纸条1、第二浆纸条和锌筒，第一浆纸条和1第二浆纸条呈“十”字形重叠且各自成U形折叠结构2，以形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯3，使得筒体浆纸杯3内置在锌筒4内部。

请参阅图7～图20，图7为本申请提供的辅具的第一立体结构图，图8为本申请提供的辅具的第二立体结构图，图9为本申请提供的辅具的正视图，图10为本申请提供的辅具的俯视图，图11为本申请提供的固定盖板的正视图，图12为本申请提供的固定盖板的立体结构图，图13为本申请提供的固定盖板的侧视图，图14为本申请提供的成型模的立体结构图，图15为本申请提供的成型模的俯视图，图16为本申请提供的成型模的第一透视图，图17为本申请提供的成型模的第二透视图，图18为本申请提供的纸杯成型攻的立体结构图，图19为本申请提供的纸杯成型攻的正视图，图20为本申请提供的成型模固定在固定盖板表面的结构示意图。

如图7～图20，本申请提供的辅具包括：固定盖板5、成型模6和纸杯成型攻7；固定盖板5的表面设置有“十”字形凹槽，“十”字形凹槽的重叠区域A设有可容纳干电池穿过的第一通孔8-3；成型模6为柱状结构，成型模6中央设有可容纳干电池穿过的第二通孔6-1；纸杯成型攻7为可插进锌筒4内部的圆柱结构；成型模6固定在固定盖板5的表面，使得第二通孔6-1与第一通孔8-3对齐。

其中，固定盖板5的表面设有两条条状凹槽，分别为第一条状凹槽8-1和第二条状凹槽8-2，第一条状凹槽8-1和第二条状凹槽8-2形成“十”字形凹槽。

成型模6可通过螺孔和螺栓固定在固定盖板5的表面，固定盖板5设有螺孔5-1，成型模6设有螺纹孔6-2，将螺孔5-1和螺纹孔6-2对齐，采用螺栓将对齐的螺孔5-1和螺纹孔6-2固定，使得成型模6固定在固定盖板5的表面；成型模6还可与固定盖板5一体成型使得成型模6固定在固定盖板5的表面；成型模6还可通过粘结剂固定在固定盖板5的表面。

成型模6可以为圆柱体也可以为长方体结构。

从图2～图21可知，图21为本申请提供的辅具装配干电池的过程示意图。

本申请采用辅具装配干电池的制备方法包括：

将第一浆纸条1置于第一条状凹槽8-1中，第二浆纸条置于第二条状凹槽8-2，锌筒4通过第二通孔6-1置于成型模6内部，且锌筒4开口朝向第一通孔8-3，使得第一浆纸条1和第二浆纸条呈“十”字形重叠置于锌筒4的开口上；

通过纸杯成型攻7从“十”字形凹槽的重叠区域A从第一通孔8-3推进锌筒4内部，使得第一浆纸条1和第二浆纸条各自折叠成U形，以在锌筒4内形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯3，制得预置有浆纸杯的锌筒；

将二氧化锰粉、第一导电剂和第一电解液混合，制得第一混合物；

将第一混合物、第二导电剂和第二电解液混合，制得第二混合物；

将第二混合物压制形成粉柱；

将粉柱置于预置有浆纸杯的锌筒中，将第三电解液添加至粉柱中，施加压力并密封锌筒4，制得干电池。

具体的，成型模6的第二通孔6-1用于稳定锌筒4，使得第一浆纸条1和第二浆纸条可被纸杯成型攻7插至锌筒4内部，以形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯3。

实施例1

本申请实施例提供了第一种干电池，其制备方法包括：

1、按照表1所示，将二氧化锰粉、氧化锌、石墨和第一电解液混合，制得第一混合物。

2、将第一混合物、乙炔黑和第二电解液混合，制得第二混合物。

3、将第二混合物压制形成粉柱。

4、将粉柱置于预置有浆纸杯的锌筒中，将第三电解液添加至粉柱中，制得干电池电极；其中，锌筒的内部设有筒体浆纸杯，第一浆纸条和第二浆纸条呈“十”字形重叠且各自成U形折叠结构，以形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯。

5、在粉柱的表面放置压粉纸圈，施加稳定的压力将炭棒贯穿压粉纸圈，在粉柱中插入炭棒，在压粉纸圈的上方设置胶塞，然后再锌筒的外壁套上PVC套，并在胶塞的表面设置顶帽，在锌筒的底壁设置底帽，接着在底帽加上底垫圈，再PVC套外表套上铁壳，在顶帽的表面设置顶垫圈，然后封口制成锌锰干电池，标记为样品1。

本申请实施例的二氧化锰粉与电解液总质量的质量比为1.1802：1；二氧化锰粉与导电剂的质量比为5.8125：1；电解液总质量为第一电解液、第二电解液和第三电解液的质量和；导电剂的质量为石墨和乙炔黑的质量和；第一电解液和第二电解液的用量为可使得第二混合物压制形成固体柱状的用量。

表1

	二氧化锰粉/g	氧化锌/g	石墨/g	乙炔黑/g	电解液/g
						样品1	4.65	0.02	0.05	0.75	3.94
样品2	4.7	0.02	0.05	0.71	3.98
						样品3	4.74	0.02	0.05	0.66	4.02
样品4	4.65	0.02	0.05	0.75	4.04
						样品5	4.7	0.02	0.05	0.71	4.09
样品6	4.74	0.02	0.05	0.66	4.12
						样品7	4.65	0.02	0.05	0.75	4.43

实施例2

本申请实施例提供了第二种干电池，其制备方法包括：

1、按照表1所示，将二氧化锰粉、氧化锌、石墨和第一电解液混合，制得第一混合物。

2、将第一混合物、乙炔黑和第二电解液混合，制得第二混合物。

3、将第二混合物压制形成粉柱。

4、将粉柱置于锌筒中，将第三电解液添加至粉柱中，制得干电池电极；其中，锌筒的内部设有筒体浆纸杯，第一浆纸条和第二浆纸条呈“十”字形重叠且各自成U形折叠结构，以形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯。

5、在粉柱的表面放置压粉纸圈，施加稳定的压力将炭棒贯穿压粉纸圈，在粉柱中插入炭棒，在压粉纸圈的上方设置胶塞，然后再锌筒的外壁套上PVC套，并在胶塞的表面设置顶帽，在锌筒的底壁设置底帽，接着在底帽加上底垫圈，再PVC套外表套上铁壳，在顶帽的表面设置顶垫圈，然后封口制成锌锰干电池，标记为样品2。

本申请实施例的二氧化锰粉与电解液总质量的质量比为1.1809：1；二氧化锰粉与导电剂的质量比为6.1842：1；电解液总质量为第一电解液、第二电解液和第三电解液的质量和；导电剂的质量为石墨和乙炔黑的质量和；第一电解液和第二电解液的用量为可使得第二混合物压制形成固体柱状的用量。

实施例3

本申请实施例提供了第三种干电池，其制备方法包括：

1、按照表1所示，将二氧化锰粉、氧化锌、石墨和第一电解液混合，制得第一混合物。

2、将第一混合物、乙炔黑和第二电解液混合，制得第二混合物。

3、将第二混合物压制形成粉柱。

4、将粉柱置于锌筒中，将第三电解液添加至粉柱中，制得干电池电极；其中，锌筒的内部设有筒体浆纸杯，第一浆纸条和第二浆纸条呈“十”字形重叠且各自成U形折叠结构，以形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯。

5、在粉柱的表面放置压粉纸圈，施加稳定的压力将炭棒贯穿压粉纸圈，在粉柱中插入炭棒，在压粉纸圈的上方设置胶塞，然后再锌筒的外壁套上PVC套，并在胶塞的表面设置顶帽，在锌筒的底壁设置底帽，接着在底帽加上底垫圈，再PVC套外表套上铁壳，在顶帽的表面设置顶垫圈，然后封口制成锌锰干电池，标记为样品3。

本申请实施例的二氧化锰粉与电解液总质量的质量比为1.1791：1。二氧化锰粉与导电剂的质量比为6.6761：1；电解液总质量为第一电解液、第二电解液和第三电解液的质量和；导电剂的质量为石墨和乙炔黑的质量和；第一电解液和第二电解液的用量为可使得第二混合物压制形成固体柱状的用量。

实施例4

本申请实施例提供了第四种干电池，其制备方法包括：

1、按照表1所示，将二氧化锰粉、氧化锌、石墨和第一电解液混合，制得第一混合物。

2、将第一混合物、乙炔黑和第二电解液混合，制得第二混合物。

3、将第二混合物压制形成粉柱。

4、将粉柱置于锌筒中，将第三电解液添加至粉柱中，制得干电池电极；其中，锌筒的内部设有筒体浆纸杯，第一浆纸条和第二浆纸条呈“十”字形重叠且各自成U形折叠结构，以形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯。

5、在粉柱的表面放置压粉纸圈，施加稳定的压力将炭棒贯穿压粉纸圈，在粉柱中插入炭棒，在压粉纸圈的上方设置胶塞，然后再锌筒的外壁套上PVC套，并在胶塞的表面设置顶帽，在锌筒的底壁设置底帽，接着在底帽加上底垫圈，再PVC套外表套上铁壳，在顶帽的表面设置顶垫圈，然后封口制成锌锰干电池，标记为样品4。

本申请实施例的二氧化锰粉与电解液总质量的质量比为1.1510：1。二氧化锰粉与导电剂的质量比为5.8125：1；电解液总质量为第一电解液、第二电解液和第三电解液的质量和；导电剂的质量为石墨和乙炔黑的质量和；第一电解液和第二电解液的用量为可使得第二混合物压制形成固体柱状的用量。

实施例5

本申请实施例提供了第五种干电池，其制备方法包括：

1、按照表1所示，将二氧化锰粉、氧化锌、石墨和第一电解液混合，制得第一混合物。

2、将第一混合物、乙炔黑和第二电解液混合，制得第二混合物。

3、将第二混合物压制形成粉柱。

4、将粉柱置于锌筒中，将第三电解液添加至粉柱中，制得干电池电极；其中，锌筒的内部设有筒体浆纸杯，第一浆纸条和第二浆纸条呈“十”字形重叠且各自成U形折叠结构，以形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯。

5、在粉柱的表面放置压粉纸圈，施加稳定的压力将炭棒贯穿压粉纸圈，在粉柱中插入炭棒，在压粉纸圈的上方设置胶塞，然后再锌筒的外壁套上PVC套，并在胶塞的表面设置顶帽，在锌筒的底壁设置底帽，接着在底帽加上底垫圈，再PVC套外表套上铁壳，在顶帽的表面设置顶垫圈，然后封口制成锌锰干电池，标记为样品5。

本申请实施例的二氧化锰粉与电解液总质量的质量比为1.1491：1。二氧化锰粉与导电剂的质量比为6.1842：1；电解液总质量为第一电解液、第二电解液和第三电解液的质量和；导电剂的质量为石墨和乙炔黑的质量和；第一电解液和第二电解液的用量为可使得第二混合物压制形成固体柱状的用量。

实施例6

本申请实施例提供了第六种干电池，其制备方法包括：

1、按照表1所示，将二氧化锰粉、氧化锌、石墨和第一电解液混合，制得第一混合物。

2、将第一混合物、乙炔黑和第二电解液混合，制得第二混合物。

3、通过模具将第二混合物压制形成粉柱。

4、将粉柱置于锌筒中，将第三电解液添加至粉柱中，制得干电池电极；其中，锌筒的内部设有筒体浆纸杯，第一浆纸条和第二浆纸条呈“十”字形重叠且各自成U形折叠结构，以形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯。

5、在粉柱的表面放置压粉纸圈，施加稳定的压力将炭棒贯穿压粉纸圈，在粉柱中插入炭棒，在压粉纸圈的上方设置胶塞，然后再锌筒的外壁套上PVC套，并在胶塞的表面设置顶帽，在锌筒的底壁设置底帽，接着在底帽加上底垫圈，再PVC套外表套上铁壳，在顶帽的表面设置顶垫圈，然后封口制成锌锰干电池，标记为样品6。

本申请实施例的二氧化锰粉与电解液总质量的质量比为1.1505：1。二氧化锰粉与导电剂的质量比为6.6761：1；电解液总质量为第一电解液、第二电解液和第三电解液的质量和；导电剂的质量为石墨和乙炔黑的质量和；第一电解液和第二电解液的用量为可使得第二混合物压制形成固体柱状的用量。

实施例7

本申请实施例提供了第七种干电池，其制备方法包括：

1、按照表1所示，将二氧化锰粉、氧化锌、石墨和第一电解液混合，制得第一混合物。

2、将第一混合物、乙炔黑和第二电解液混合，制得第二混合物。

3、将第二混合物压制形成粉柱。

4、将粉柱置于锌筒中，将第三电解液添加至粉柱中，制得干电池电极；其中，锌筒的内部设有筒体浆纸杯，第一浆纸条和第二浆纸条呈“十”字形重叠且各自成U形折叠结构，以形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯。

5、在粉柱的表面放置压粉纸圈，施加稳定的压力将炭棒贯穿压粉纸圈，在粉柱中插入炭棒，在压粉纸圈的上方设置胶塞，然后再锌筒的外壁套上PVC套，并在胶塞的表面设置顶帽，在锌筒的底壁设置底帽，接着在底帽加上底垫圈，再PVC套外表套上铁壳，在顶帽的表面设置顶垫圈，然后封口制成锌锰干电池，标记为样品7。

本申请实施例的二氧化锰粉与电解液总质量的质量比为1.04966：1。二氧化锰粉与导电剂的质量比为5.8125：1；电解液总质量为第一电解液、第二电解液和第三电解液的质量和；导电剂的质量为石墨和乙炔黑的质量和；第一电解液和第二电解液的用量为可使得第二混合物压制形成固体柱状的用量。

对比例1

本申请对比例提供了第一种对比干电池，其制备方法包括：

采用现有常规的锌筒内成型的方法制得干电池电极，按照表2所示，将二氧化锰粉、氧化锌、电解液和乙炔黑，直接湿拌共混，形成流动糊状物，然后将流动糊状物灌装在锌筒内，制得干电池电极；其中，锌筒的内侧壁设有隔膜，锌筒的底壁设有纸杯，在糊状物的表面放置压粉纸圈，施加稳定的压力将炭棒贯穿压粉纸圈，在糊状物中插入炭棒，在压粉纸圈的上方设置胶塞，然后再锌筒的外壁套上PVC套，并在胶塞的表面设置顶帽，在锌筒的底壁设置底帽，接着在底帽加上底垫圈，再PVC套外表套上铁壳，在顶帽的表面设置顶垫圈，然后封口制成锌锰干电池标记为样品8。

本申请对比例的电解液包括水、氯化锌和氯化铵，其中，电解液的比重为1.26，氯化锌和水的质量百分比为95％，氯化铵的质量百分比为5％。

表2

	二氧化锰粉/g	氧化锌/g	电解液/g	乙炔黑/g
					样品8	3.76	0.02	3.58	0.658

表2可知，现有常规的锌筒内成型法中，二氧化锰粉与电解液的质量比需要严格控制在特定范围内，若增加二氧化锰粉的用量则无法形成流动糊状物进行锌筒内成型。

对比例2

本申请实施例提供了第二种对比干电池，其制备方法包括：

1、按照表3所示，将二氧化锰粉、氧化锌、石墨和第一电解液混合，制得第一混合物；

2、将第一混合物、乙炔黑和第二电解液混合，制得第二混合物；

3、通过模具将第二混合物压制形成粉柱；

4、将粉柱置于锌筒中，将第三电解液添加至粉柱中，制得干电池电极；其中，锌筒的内部设有筒体浆纸杯，第一浆纸条和第二浆纸条呈“十”字形重叠且各自呈U形折叠结构，以形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯，锌筒的外部包裹有PVC套和铁壳；

5、在粉柱的表面放置压粉纸圈，施加稳定的压力将炭棒贯穿压粉纸圈，在粉柱中插入炭棒，在压粉纸圈的上方设置胶塞，然后再锌筒的外壁套上PVC套，并在胶塞的表面设置顶帽，在锌筒的底壁设置底帽，接着在底帽加上底垫圈，再PVC套外表套上铁壳，在顶帽的表面设置顶垫圈，然后封口制成锌锰干电池，标记为样品9。

本申请实施例的二氧化锰粉与电解液总质量的质量比为1.0372：1。二氧化锰粉与导电剂的质量比为6.6761：1；电解液总质量为第一电解液、第二电解液和第三电解液的质量和；导电剂的质量为石墨和乙炔黑的质量和；第一电解液和第二电解液的用量为可使得第二混合物压制形成固体柱状的用量。

表3

	二氧化锰粉/g	氧化锌/g	石墨/g	乙炔黑/g	电解液/g
						样品9	4.74	0.02	0.05	0.66	4.57

实施例8

将上述实施例和对比例制得的样品1～样品9在同一环境下储存一周后，进行放电性能的测试，具体步骤如下：

1、将上述样品1～样品9在25℃条件下，3.9Ω恒阻连续放电，直至放电电压为0.9V，放电结果如表4所示。

表4

编号	放电时间/min
		样品1	121
样品2	123
		样品3	126
样品4	134
		样品5	137
样品6	140
		样品7	136
样品8	105
		样品9	无法测试

其中，样品9由于其电解液的添加量过大，使得二氧化锰粉与电解液总质量的质量比小于1.04：1，导致样品9内发生短路无法测试其放电性能。

表4数据可知，桶内成型法制得的样品8的放电时间太短，一次混合法制得的样品9中电解液用量过大，干电池无法使用；样品1～样品7是通过步骤1和步骤2的两次混合和压制成粉柱的方法制成，使其可添加大量的二氧化锰粉，压制粉柱过程中也促使第一电解液和第二电解液的渗透作用，以使二氧化锰粉与第一电解液、第二电解液和第三电解液总质量的质量比大于1.04:1，二氧化锰粉与第一导电剂和第二导电剂总质量的质量比大于5.8:1。可见，本申请提出的筒外成型法可增大干电池中二氧化锰粉的含量，提高二氧化锰粉的放电效率，从而能提高干电池的放电时间。

现有的纸杯为绝缘纸杯使得锌筒底壁无法与二氧化锰反应放电，造成锌筒的浪费，本申请将筒体浆纸杯替代现有的浆纸筒和纸杯后，可使锌筒的底壁与二氧化锰反应，使得锌筒得到百分比的应用。相比于现有的采用浆纸筒和纸杯生产的锌锰干电池，本申请采用预置有浆纸杯的锌筒生产的干电池的放电时间延长1％～2％。

可见，采用本申请提供的浆纸杯可以替换现有的浆纸和纸杯，可有效降低干电池的制造时间和降低干电池的浆纸成本。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种锌锰干电池的制备方法，其特征在于，包括：

将二氧化锰粉、第一导电剂和第一电解液混合，制得第一混合物；

将所述第一混合物、第二导电剂和第二电解液混合，制得第二混合物；

将所述第二混合物压制形成粉柱；以及

将所述粉柱置于预置有浆纸杯的锌筒中，将第三电解液添加至所述粉柱中，密封所述预置有浆纸杯的锌筒后制得锌锰干电池；

所述预置有浆纸杯的锌筒包括第一浆纸条、第二浆纸条和锌筒，所述第一浆纸条和所述第二浆纸条呈“十”字形重叠且各自呈U形折叠结构，以形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯，使得所述筒体浆纸杯内置在所述锌筒内。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预置有浆纸杯的锌筒的制备方法包括：

将第一浆纸条和第二浆纸条呈“十”字形重叠置于所述锌筒的开口上；

通过辅具将所述第一浆纸条和所述第二浆纸条的重叠部分推进所述锌筒内，使得所述第一浆纸条和所述第二浆纸条各自折叠成U形，以在所述锌筒内形成带有底壁和侧壁的筒体浆纸杯。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述辅具包括：固定盖板、成型模和纸杯成型攻；

所述固定盖板的表面设置有“十”字形凹槽，所述“十”字形凹槽的重叠区域设有可容纳干电池穿过的第一通孔；

所述成型模为柱状结构，所述成型模中央设有可容纳干电池穿过的第二通孔；

所述纸杯成型攻为可插进所述锌筒内部的圆柱结构；

所述成型模固定在所述固定盖板的表面，使得所述第二通孔与所述第一通孔对齐。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一导电剂选自石墨、石墨烯、纳米石墨微片、纳米石墨微管和乙炔黑中的一种或几种；所述第二导电剂选自乙炔黑。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化锰粉选自天然二氧化锰或/和电解二氧化锰。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一电解液包括水、氯化锌和导电添加剂；所述第二电解液包括水、氯化锌和导电添加剂；所述第三电解液包括水、氯化锌和导电添加剂。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化锰粉与所述第一电解液、所述第二电解液和所述第三电解液总质量的质量比为(1.04～1.1802)：1。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化锰粉与所述第一导电剂和所述第二导电剂总质量的质量比为(5.8～7.2)：1。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化锰粉与所述第一电解液、所述第二电解液和所述第三电解液总质量的质量比为(1.04966～1.151)：1；所述二氧化锰粉与所述第一导电剂和所述第二导电剂总质量的质量比为(5.8125～6.6761)：1。

10.一种锌锰干电池，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的制备方法制得的锌锰干电池。

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