CN1405908A - 碱性干电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种碱性干电池，它包括正极、负极和碱性电解质，负极含有活性物质的锌粉，正极采用80％(重量)以上的γ－羟基氧化镍作为活性物质，其中还包含有含氧的锌、钴化合物或它们的混合物，该含氧的锌、钴化合物或它们的混合物含量为γ－羟基氧化镍的0.1～10％(重量)。用本发明制得的碱性干电池与现有技术相比，它的大负荷放电特性大大改善，长期储存，大电流性能更显优越，为电池行业增添了一种性能优良的新品种。

Description

碱性干电池
技术领域
本发明涉及化学电源技术领域，具体地说是一种使用γ-羟基氧化镍作为正极活性物质的碱性干电池。
背景技术
在化学电源系列中，电池放电后不能用简单的充电方法使活性物质复原而继续使用的电池，属于原电池，又叫一次干电池。最常见的有碱性锌一二氧化锰电池、但由于其存在放电曲线不平坦，高压段放电容量低的缺点，已不适应目前一些放电功率高、终止电压高的电子产品。近年来，采用羟基氧化镍或包含二氧化锰和羟基氧化镍作为正极活性物质的碱性电池已相继问世，它们与常规不含羟基氧化镍的碱性干电池相比，其大电流性能有所提高。申请号为“01116672.x”、“正极材料和镍-锌电池”，它就是以β-羟基氧化镍作为正极活性物质，以锌粉作为负极的活性物质。但该电池在长期储存以后，仍然存在大电流性能下降较快的缺陷。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种具有优良大负荷放电特性，使用寿命长，价格便宜的改性碱性电池。
本发明的目的可以通过以下方式来实现：
本发明产品包括含有正极、负极和碱性电解质。正极采用含有80％以上的γ-羟基氧化镍作为活性物质，其中还包含有含氧化合物，它可以选用至少一种的含氧的锌化合物或含氧的钴化合物或者是它们的混合物；负极以锌粉作为活性物质；含氧化合物主要是氧化锌和二氧化钴，它的含量为γ-羟基氧化镍的0.1％～10％(重量百分比)比较好；用此方法制得的碱性干电池，与现有技术相比，它的大负荷放电特征大大改善，这种碱性干电池长期储存后，大电流性能更显优越，为电池行业增添了一种性能优良的新品种。
附图说明
附图是本发明碱性电池的剖面图。
具体实施方式
实施例1
该电池的正极外壳1由镀镍钢制成，石墨涂层膜2涂于外壳1的内部，将含有γ-羟基氧化镍的正极环3装入正极外壳1内，并施压将它紧贴于正极外壳的内表面。隔膜纸4放入正极环3内，注入约40％(重量百分比)的氢氧化钾水溶液作为电解液，使隔膜纸4和正极环3充分吸液。然后将作为负极活性物质的锌膏5，放入隔膜纸4内部。该锌膏5是由锌粉、碱性电解液(如氢氧化钾、氢氧化钠)以及粘合剂聚丙烯酸钠混合，制得的凝胶状物质。负极集流体铜钉6与密封圈7和负极末端的铁底8结合成集电体，最后经刻线、卷边，封口，即制成了碱性干电池。
其中正极环按以下组份和步骤组成：
将活性物质γ-羟基氧化镍、导电剂石墨和硬脂酸类粘合剂以100∶4～6∶0.3～0.5的重量比充分混合，接着加入4％(重量百分比)的碱性电解液(KOH或NaOH)，搅拌均匀、轧片、造粒，形成一定粒径。先将形成的粒子在一定压力下成型制成正极环“a”，再将含量为40％的氢氧化钾水溶液作为电解液注入隔膜纸中，然后用锌粉、聚丙烯酸钠、碱性电解液(其中KOH浓度为38～42％，ZnO浓度为4～8％)按重量比100∶0.1～2∶40～60进行混合，制成凝胶状物质作为负极锌膏5。将制得的正极环“a”和负极锌膏5按上述方法组装成电池“A”，测量起始阶段和70℃下储存7天后的放电持续时间，表中显示了测量结果。
实施例2
用与实施例1相同的方式，将二氧化锰替代上述的γ-羟基氧化镍制成的正极环“b”，和负极锌膏5，组成碱性干电池“B”，测量起始阶段和70℃下储存7天后的放电持续时间，表中显示了它的测量结果。
实施例3
用与实施例1相同的方式，将含有3.5％(重量百分比)氧化锌的γ-羟基氧化镍，替代实施例1中的γ-羟基氧化镍制得的正极环“c”，和负极锌膏5组装成碱性干电池“C”，测量起始阶段和70℃下储存7天后的放电持续时间，表中显示了它的测量结果。
实施例4
用与实施例1相同的方式，将含有2.5％(重量百分比)氧化钴的γ-羟基氧化镍，替代实施例1中的γ-羟基氧化镍制得的正极环“d”，和负极锌膏5组装成碱性干电池“D”，测量起始阶段和70℃下储存7天后的放电持续时间，表中显示了它的测量结果。
实施例5
用与实施例1相同的方式，将含有6％(重量百分比)氧化锌和二氧化钴混合物的γ-羟基氧化镍，替代实施例1中的γ-羟基氧化镍制得的正极环“e”，和负极锌膏5组装成碱性干电池“E”测量起始阶段和70℃下储存7天后的放电持续时间，表中显示了它的测量结果。
实施例6
用与实施例1相同的方法，将含有10％(重量)氧化锌和二氧化钴混合物的γ-羟基氧化镍，替代实施例1中的γ-羟基氧化镍制得的正极环“f”，和负极锌膏5组装成碱性干电池“F”，测量起始阶段和70℃下储存7天后的放电持续时间，表中显示了它的测量结果。
实施例7
用与实施例1相同的方法，将β-羟基氧化镍替代实施例1中的γ-羟基氧化镍，制得的正极环“g”，和负极锌膏5组装成碱性干电池“G”，测量起始阶段和70℃下储存7天后的放电持续时间，表中显示了它的测量结果。
实施例8
用与实施例1相同的方法，将含有6％氧化锌和二氧化钴混合物的β-羟基氧化镍替代实施例1中的γ-羟基氧化镍制得的正极环“h”，和负极锌膏5组装成碱性干电池“H”，测量起始阶段和70℃下储存7天后的放电持续时间，表中显示了它的测量结果。
将上述正极环和锌膏、电解液分别制的碱性干电池A、B、C、D、E、F、G、H，并分别测试起始阶段和70℃下储存7天的碱性干电池，在1500mA的恒流下连续放电至电压1.0伏的放电时间。
    电池 正极活性物质 包含的氧化物     放电时间(分钟)
    起始 70℃下储存7天
    A   γ-NiOOH     38     12
    B     MnO2     13     0.5
    C   γ-NiOOH     3.5％ZnO2     36     18
    D   γ-NiOOH   2.5％CoO2     35     17
    E   γ-NiOOH 约6％ZnO/CoO2     40     23
    F   γ-NiOOH 约10％ZnO/CoO2     37     22
    G   β-NiOOH     33     10
    H   β-NiOOH 约6％ZnO/CoO2     32     15
从上表可见，关于电池的初始性能，在这些电池中二氧化锰作为正极活性物质，其大负荷放电特性远低于β、γ-羟基氧化镍作为活性物质的电池；以β-羟基氧化镍作为正极活性物质，其大负荷放电特性比γ-羟基氧化镍作为正极活性物质的电池略差；加入不同氧化物的羟基氧化镍作为活性物质，其电池的初始性能基本相同，70℃下储存7天后，二氧化锰作为正极活性物质的电池，其大负荷放电特性几乎为0，包含有氧化锌和二氧化钴的γ-羟基氧化镍作为活性物质，高温储存后具有优良的大负荷放电特性，比以β-羟基氧化镍作为正极活性物质的电池好。

Claims (2)

1.一种碱性干电池，它包括正极、负极和碱性电解质，负极含有锌粉作为活性物质，其特征在于正极采用80％(重量)以上的r--羟基氧化镍作为活性物质，其中还包含有含氧的锌、钴化合物或它们的混合物及导电剂石墨。
2.根据权利要求1所述的碱性干电池，其特征在于所述正极的含氧的锌、钴化合物或它们的混合物的含量为γ-羟基氧化镍的0.1％～10％(重量)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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