CN113644253A - 一种改良型碱锰电池的制备方法及碱锰电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改良型碱锰电池的制备方法及碱锰电池。包括：第一步，称取800‑1200份二氧化锰、70‑80份膨胀石墨、0.5‑1.5份碳纳米管纤维放于混合容器内；第二步，称取4‑6份粘合脱模剂放于混合容器内；第三步，盖上混合容器封盖，采用三维运动混合的方式将物料进行混合，混合时间为2.8‑3.2h，得到混合粉料；第四步，将混合粉料放入搅拌机中，开启搅拌机，将45份浓度为36％的氢氧化钾电解液采用喷壶喷入粉料中进行湿拌粉，拌粉时间为10min；第五步，制成正极材料，在碱锰电池生产线上使用该正极材料制备成成品电池。本发明可以有效地改善碱锰电池快速放电能力，减少正极石墨的使用量，提高电池大电流放电次数。
Description
技术领域
本发明涉及碱锰电池技术领域，具体为一种改良型碱锰电池的制备方法及碱锰电池。
背景技术
碱锰电池是在碱性锌锰电池的基础上发展起来的，由于应用了无汞化的锌粉及新型添加剂，故又称为无汞碱锰电池。这种电池在不改变原碱性电池放电特性的同时，又能充电使用几十次到几百次，比较经济实。用于碱锰电池的微粉石墨，好多是由鳞状石墨加工处理而成，而鳞状石墨中Fe、Cu等元素的含量较高。若无有效控制措施和检测手段，用这种石墨生产无汞电池，即可酿成重大质量事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改良型碱锰电池的制备方法及碱锰电池，本发明可以有效地改善碱锰电池快速放电能力，减少正极石墨的使用量，提高电池大电流放电次数。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改良型碱锰电池的制备方法，包括以下步骤：
第一步，称取800-1200份二氧化锰、70-80份石墨、0.5-1.5份碳纳米管纤维放于混合容器内；
第二步，称取4-6份粘合脱模剂放于混合容器内；
第三步，盖上混合容器封盖，采用三维运动混合的方式将物料进行混合，混合时间为 2.8-3.2h，得到混合粉料；
第四步，将混合粉料放入搅拌机中，开启搅拌机，将45份浓度为36％的氢氧化钾电解液采用喷壶喷入粉料中进行湿拌粉，拌粉时间为10min；
第五步，将第四步中经过湿拌粉的粉料进行压片、造粒、筛分、打环，制成正极材料，选用六水硝酸铈和8-羟基喹啉8-HQ做负极添加剂，在碱锰电池生产线上使用该正极材料和负极添加剂制备成成品电池。
优选的，所述粘合脱模剂为4-6份脂肪酸皂。
优选的，所述三维运动混合包括上下晃动、左右晃动、前后晃动。
优选的，所述混合容器为塑料罐体。
一种碱锰电池，采用上述改良型碱锰电池的制备方法制备而成。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明在传统采用二氧化锰材料作为碱锰电池正极材料的基础上，掺入了少量的碳纳米管，碳纳米管纤维是优良的导体。在导电特性上，通过掺杂手段拓宽管间电子跃迁通道，纤维在比电导率性能上可超越金属导体，可以提高电池的导电性能。本发明可以有效地改善碱锰电池快速放电能力，减少正极石墨的使用量，提高电池大电流放电次数。
附图说明
图1为1号成品电池、2号成品电池、3号成品电池、市售电池在3.9Ω、24h/d恒电阻持续的放电方式下放电时间对比图；
图2为1号成品电池、2号成品电池、3号成品电池、市售电池在1.5W恒功率的放电方式下放电次数对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种改良型碱锰电池的制备方法，包括以下步骤：
第一步，称取1000份二氧化锰、75份石墨、0.5份碳纳米管纤维放于混合容器内；
第二步，称取4-6份脂肪酸皂放于混合容器内；
第三步，盖上混合容器封盖，采用上下晃动、左右晃动、前后晃动的方式将物料进行混合，混合时间为3h，得到1号粉料；
第四步，将1号粉料放入搅拌机中，开启搅拌机，将45份浓度氢氧化钾电解液采用喷壶喷入粉料中进行湿拌粉，拌粉时间为10min；
第五步，将第四步中经过湿拌粉的粉料进行压片、造粒、筛分、打环，制成正极材料，选用六水硝酸铈和8-羟基喹啉8-HQ做负极添加剂，在碱锰电池生产线上使用该正极材料和负极添加剂制备成成品电池。
具体来说，所述混合容器为塑料罐体。
一种碱锰电池，采用上述改良型碱锰电池的制备方法制备而成。
将碳纳米管纤维的质量份分别改为1份、1.5份，采用与制备1号成品电池相同的方法分别制备出2号成品电池、3号成品电池。
如图1所示，将1号成品电池、2号成品电池、3号成品电池、市售电池(对比样)在恒电阻持续的放电方式下进行放电时间比对，每种电池进行至少3次放电实验，实验环境均为3.9Ω的持续放电，放电电流理论值在205-384mA之间，属于中电流放电，电池受极化影响比较的大，极化内阻对中电流下放电的阻碍相对较大一些，材料内本身存在的内阻对性能的影响比较的大一些，过数据对比可看出1％和1.5％碳纳米管添加量的数据更优异。
如图2所示，将1号成品电池、2号成品电池、3号成品电池、市售电池(对比样)在恒功率的放电方式下进行放电次数比对，每种电池进行至少3组放电实验，每组至少有6节相同的电池，每节电池都挑选环重在11-11.03g之间的电池进行测试。在瞬间的大功率放电会引起内阻的剧烈变化，其中1％和1.5％碳纳米管添加量的数据最稳定，3组都在156次以上，其中0.5％添加量的数据波动比较大，表明在0.5％添加量的情况下数据不稳定，加入的碳纳米管含量比较的少，不能起到改善性能作用。从图1中也可以看出1％和1.5％碳纳米管添加量的数据相对比较的小，证明材料放电后内阻较少，电池内耗相对比较的低，放电次数更多。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种改良型碱锰电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，称取800-1200份二氧化锰、70-80份石墨、0.5-1.5份碳纳米管纤维放于混合容器内；
第二步，称取4-6份粘合脱模剂放于混合容器内；
第三步，盖上混合容器封盖，采用三维运动混合的方式将物料进行混合，混合时间为2.8-3.2h，得到混合粉料；
第四步，将混合粉料放入搅拌机中，开启搅拌机，将40-55份的氢氧化钾电解液采用喷壶喷入粉料中进行湿拌粉，拌粉时间为10min；
第五步，将第四步中经过湿拌粉的粉料进行压片、造粒、筛分、打环，制成正极材料，选用六水硝酸铈和8-羟基喹啉8-HQ做负极添加剂，在碱锰电池生产线上使用该正极材料和负极添加剂制备成成品电池。
2.根据权利要求1所述的一种改良型碱锰电池的制备方法及碱锰电池，其特征在于：所述粘合脱模剂为4-6份脂肪酸皂。
3.根据权利要求1所述的一种改良型碱锰电池的制备方法及碱锰电池，其特征在于：所述三维运动混合包括上下晃动、左右晃动、前后晃动。
4.根据权利要求1所述的一种改良型碱锰电池的制备方法及碱锰电池，其特征在于：所述混合容器为塑料罐体。
5.一种碱锰电池，其特征在于，采用如权利要求1-5任一种改良型碱锰电池的制备方法制备而成。
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