CN1147158A

CN1147158A - 一种碱性锌系列电池中代汞缓蚀剂

Info

Publication number: CN1147158A
Application number: CN95112048A
Authority: CN
Inventors: 王建明; 曹楚南; 林海潮
Original assignee: METAL CORROSION AND PROTECTION
Current assignee: METAL CORROSION AND PROTECTION
Priority date: 1995-10-11
Filing date: 1995-10-11
Publication date: 1997-04-09
Anticipated expiration: 2015-10-11
Also published as: CN1050010C

Abstract

一种碱性锌系列电池中代汞缓蚀剂，其特征在于：该缓蚀剂主要由一些无机化合物复合而成，其分子式为M_YX_Z，阴离子基团X可以为SO^2- ₄，Cl^-，PO^3- ₄，NO₄，SiO^2- ₃，SCN^-，OH，S^2-，酒石酸根，柠檬酸根，偏磷酸根中的一种或几种，对应的阴离子M可以为Ca²⁺，Mg²⁺，Cs⁺Li⁺，Na⁺，Al³⁺，Sn²⁺，In³⁺，Sb³⁺，Bi³⁺，Ga³⁺，Ce³⁺，La³⁺，Ag⁺等金属离子中的二到五种，其相对于锌粉的添加量为0.005-5％wt，本发明无毒且缓蚀效果好，可代替汞作缓蚀剂。

Description

一种碱性锌系列电池中代汞缓蚀剂

本发明涉及碱性锌系列电池，特别提供了锌系列电池中代汞缓蚀剂。

碱性锌系列化学电源，其阳极为锌，阴极为二氧化锰、氧化银、氧化汞、氧化镍及空气等，电解液则为碱性溶液。碱性锌系列电池由于容量高、功率大等优点而受到人们的青睐，但电池中存在着较严重的自放电现象，常常加入一定量的汞(一般认为锌粉中含有3.6％Hg即可满足电池正常使用的基本要求)。众所周知，汞不仅对环境造成污染，对人体也造成极大的危害。随着环境意识的增强，用低毒或无毒缓蚀剂代替汞成为迫在眉睫的问题。

人们常常通过使用耐蚀锌合金、添加有机缓蚀及无机缓蚀剂等途径达到降汞与去汞的目的。在专利号为4,735,876(1988)的美国专利中，Miura等人认为锌粉中含有In、Al、Mg、Pb等元素可以降低锌粉中汞含量，而不影响电池的正常使用。Rossler等人专利号为4,195,120(1980)的美国专利中指出，聚氧乙烯磷酸酯通过在锌表面上吸附而抑制氢气的产生和锌阳极溶解，其含量为0.001％-5％(相对于锌粉重量)。Katsuo等人在专利号为JP61,176,068(1986)的日本专利中指出，将锌粉放入含有SnCL₂的水溶液中进行表面处理一段时间后，过滤、清洗、干燥，从而得到表面含有锡的锌粉，这种锌粉在碱液中析氢量明显降低。

本发明的目的在于提供一种无毒的且效果好的代汞缓蚀剂。

本发明提供缓蚀剂主要由一些无机化合物复合而成，其分子式为：M_YX_Z，其阴离子基团可能为SO₄ ^2-，Cl^-，PO₄ ^3-，SiO₃ ^2-，NO₃ ^-，SCN^-，OH^-，S^2-，、洒石酸根、柠檬酸根、偏磷酸根一种或几种，对应的阴离子M可以为Ca²⁺，Mg²⁺，C^s+，Li⁺，Na⁺，Al³⁺，Sn²⁺，In³⁺，Sb³⁺，Bi³⁺，Ga³⁺，Ce³⁺，La³⁺，Ag⁺等金属离子中的二到五种。可以直接添加到电液中或者将锌粉放入其水溶液中进行表面处理，也可以两种方法兼而有之，其含量为0.005-5％(相对于锌粉重量，不同)。该缓蚀剂主要通过化学反应或吸附，沉积或吸附于锌表面，对腐蚀反应起到减缓作用。

为进一步提高其缓蚀效果可添加一种季铵盐型阳离子缓蚀剂，其分子式为R₁R₂R₃R₄NBr，其中R₁-R₄为烷基或芳香基，其含碳数为1-18，其含量为0.0001-0.5％，作为缓蚀剂2由于其表面活性，吸附于电极与溶液界面上，阴碍H₂O及OH^-向电极表面扩散，从而对锌阳极溶解及阴极析氢反应起到抑制作用。这种季铵盐型阳离子缓蚀剂，也可单独添加，当然效果相对差一些。

下面通过实施例详述本发明

实例1

电解质溶液采用含有少量锌酸盐的40％KOH溶液；样品锌粒度为150-200目，纯度为99.995％，取样量为1.0g；实验温度为50±1℃下述实例均是在上述实验条件下进行的。

向电液中添加由La₂(SO₄)₃和偏磷酸钠组成的缓蚀剂1(含量为0.3％)，锌粉在其中储存14天之后，测得析氢量为0.95ml，锌粉在不含缓蚀剂的溶液中(即空白溶液)，在相同期间内析氢量为13.4ml，而含Hg4％的锌粉在空白溶液中在相同条件下，析氢量为0.41ml。

实施例2将锌粉在含有由CeCl₃0.3％、CsOH0.6％、GaCl₃0.7％、AgNO₃0.4％等组成的缓蚀剂1的水溶液中进行表面处理，然后在碱液中储存14天，测得析氢量为0.45ml，接近含Hg4％的锌粉的析氢水平。

实施例3向电液中添加十六烷基三甲基溴化铵(含量为0.02％)，锌粉在14天储存期间内析氢量为2.55ml。

实施例4将按实例2方法处理得到的锌粉放入含有0.03％缓蚀剂2的碱液中，在14天的储存期间内析氢量为0.35ml，优于含Hg4％锌粉的缓蚀效果。

实施例5向碱液中添加与实例1中相同组成及含量的缓蚀剂1和与实例3中相同含量的缓蚀剂2，锌粉在14天的储存期内析氢量为0.55ml，优于单独添加两种缓蚀剂的效果。

Claims

1.一种碱性锌系列电池中代汞缓蚀剂，其特征在于：该缓蚀剂主要由一些无机化合物复合而成，其分子式为M_YX_Z，阴离子基团X可以为SO₄ ^2-，Cl^-，PO₄ ^3- NO₄ ^-，SiO₃ ^2-，SCN^-，OH^-，S^2-，洒石酸根，柠檬酸根，偏磷酸根中的一种或几种，对应的阴离子M可以为Ca²⁺，Mg²⁺，Cs⁺Li⁺，Na⁺，Al³⁺，Sn²⁺，In³⁺，Sb³⁺，Bi³⁺，Ga³⁺，Ce³⁺，La³⁺，Ag⁺等金属离子中的二到五种，其相对于锌粉的添加量为0.005-5％wt。

2.按权利要求1所述碱性锌系列电池中代汞缓蚀剂，其特征在于，还可添加0.0001-0.5％wt季铵盐的作助剂，其分子式为R₁R₂R₃R₄NBr，其中R₁-R₄为烷基或芳香基，其含碳数为1-18。