專利名稱：鋅鎳一次電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)電源領(lǐng)域，更詳細(xì)地是一種采用泡沫鎳、鎳網(wǎng)或鎳帶為導(dǎo)電基體，以β型羥基氧化鎳為活性物質(zhì)的鋅鎳一次電池及其制備方法。
堿性鋅錳電池是目前已普遍使用的一種高能一次電池，標(biāo)稱電壓為1.50V。其正極由電解二氧化錳粉加導(dǎo)電劑組成，負(fù)極為鋅膏，電解液為高濃度的氫氧化鉀水溶液。其所采用的原材料相對(duì)較便宜，同時(shí)又具有較高的重量比能量，因此成為迄今性能價(jià)格比最高的一種一次電池。
但堿性鋅錳電池也存在以下缺點(diǎn)(1)堿性鋅錳電池的正極活性物質(zhì)為電解二氧化錳粉，電池的開路電壓只有1.50V。不能完全滿足目前日益增長(zhǎng)的高科技產(chǎn)品的需求。
(2)堿性鋅錳電池的正極活性物質(zhì)電解二氧化錳粉的導(dǎo)電性能較差，必須將其與石墨粉等導(dǎo)電材料進(jìn)行機(jī)械混合并壓制成粉環(huán)，然后將三個(gè)粉環(huán)壓實(shí)在一起并緊緊貼著電池殼才能作為堿性鋅錳電池的正極。造成電池內(nèi)阻較大，活性物質(zhì)利用率較低。
(3)堿性鋅錳電池的負(fù)極采用銅針作集流體，接觸面小，極化較大，造成這種電池的大電流放電性能和連續(xù)放電性能較差。
人類對(duì)鋅鎳電池體系的研究已有上百年的歷史[F.R.McLarnon，E.J.Cairns，J.Electrochem.Soc.138(1991)645-664]，但研究的主要是可充電的二次鋅鎳電池。對(duì)于一次鋅鎳電池的制備方法及用電解法制備β型羥基氧化鎳正極活性物質(zhì)的方法，迄今尚未見有公開報(bào)導(dǎo)。
本發(fā)明的目的還在于提供由上述方法所制備的鋅鎳一次電池。
該鋅鎳一次電池的制備方法如下將正極片卷成圓筒形套進(jìn)電池殼中，在正極片的中間套入隔膜筒，在隔膜筒的中間注入電解液，待電解液全部被隔膜吸收后注入負(fù)極鋅膏，插入負(fù)極集流體，最后對(duì)電池進(jìn)行封口、包裝、貯存。
所述負(fù)極鋅膏的組成包括重量百分比為55％-75％、粒徑為20-200目的金屬鋅合金粉，1％-5％的氧化鋅，0-1％的銦、鉍、鉛或其化合物，1％-5％的糊化劑，以及重量百分比為20％-45％、濃度為1-14M的氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液；糊化劑可以是羧甲基纖維素(CMC)、聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯醇(PVA)、聚氧化乙烯(PEO)等中的一種或幾種的混合物。
所述負(fù)極集流體通過下述方法制備得到先將負(fù)極蓋帽與銅針焊接在一起，然后與尼龍密封圈相組合，最后將銅網(wǎng)集流體(圖1中的9)與銅針(圖1中的1)焊接制成鋅鎳一次電池的負(fù)極集流體。
所述電解質(zhì)溶液為飽和氧化鋅的氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液。該氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液的濃度為1-14M。
采用厚度為0.10-0.35mm的金屬殼作為電池容器。
所述隔膜是厚度為0.10-0.30mm的維尼龍、聚丙烯或聚乙烯無紡布。
本發(fā)明的鋅鎳一次電池的正極包括重量百分比為60％-90％的β型羥基氧化鎳活性物質(zhì)、10％-40％的導(dǎo)電基體以及0-30％的電池添加劑。該正極通過下述方法制備得到(1)從電極導(dǎo)電基體引出一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電端子，導(dǎo)電基體厚度為0.1-3.0mm；導(dǎo)電基體可以是發(fā)泡鎳、鎳網(wǎng)、鎳帶中的任何一種；(2)將氫氧化鎳粉與電池添加劑混合均勻，其中氫氧化鎳粉的重量百分比含量為70％-98％；氫氧化鎳粉可以是球型氫氧化鎳、普通氫氧化鎳中的任何一種或兩種的混合物；電池添加劑可以是石墨粉、乙炔黑、導(dǎo)電碳黑、金屬鎳粉、金屬鎘粉、金屬銅粉、金屬鋅粉、鈷化合物、錳化合物、鋁化合物、鋅化合物、鎘化合物、鋰化合物等中的一種或幾種的混合物；添加量為重量百分比0-30％的含量。
(3)將重量百分比為1％-10％的粘結(jié)劑加溶劑溶解；粘結(jié)劑可以是水溶性或水分散性的，如羧甲基纖維素(CMC)、聚四氟乙烯(PTFE)乳液、聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯醇(PVA)、聚氧化乙烯(PEO)等，也可以是非水溶性的，如聚偏氟乙烯(PVDF)等；溶劑可以是水性的，如水、乙醇等，也可以是非水性的，如N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺等；粘結(jié)劑可以添加上述的一種，也可以添加上述幾種的混合物。
(4)將溶解了粘結(jié)劑的溶劑與已經(jīng)混合均勻了的氫氧化鎳粉與電池添加劑一起配成漿料，控制活性物質(zhì)氫氧化鎳粉的量在所需范圍內(nèi)，把漿料涂覆在導(dǎo)電基體上，在60-120℃的條件下烘干，用直徑100-400mm的雙滾軋機(jī)將該涂覆了漿料的導(dǎo)電基體軋至0.20-0.90mm厚度成型為正極片，或采用100-500噸的油壓機(jī)將該涂覆了漿料的導(dǎo)電基體壓至0.20-0.90mm厚度成型為正極片。
該正極的成型還可采用干法工藝制備將混合均勻的氫氧化鎳和電池添加劑粉料(注無需配成漿料)直接與導(dǎo)電基體一起通過直徑為100-400mm的雙滾軋機(jī)軋至0.20-0.90mm的厚度成型為正極片，或采用100-500噸的油壓機(jī)將混合均勻的氫氧化鎳和電池添加劑粉料與導(dǎo)電基體一起壓至0.20-0.90mm的厚度成型為正極片。
(5)用電解化成技術(shù)將上述已成型正極片中的氫氧化鎳轉(zhuǎn)變成β型羥基氧化鎳。用以對(duì)正極進(jìn)行電解反應(yīng)的對(duì)電極可以是金屬鈦電極、石墨電極或者氧化鎘電極。氧化鎘對(duì)電極是采用與正極片相同尺寸的鍍鎳鋼帶兩片，將氧化鎘粉與粘結(jié)劑、水配成漿料，涂覆在鋼帶表面上，在60-150℃的條件下烘干，用直徑為50-400mm的雙滾軋機(jī)軋至0.30-0.90mm的厚度成形。
(6)將正極片和作為對(duì)電極的金屬鈦電極、石墨電極或氧化鎘電極浸入盛有堿性電解液的電解槽中；堿性電解液的濃度為1-12M。該堿性電解液由氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰中的一種或幾種溶于去離子水、蒸餾水或自來水而制得。兩片對(duì)電極分置于正極片的兩面。整流源的正極端與正極片相聯(lián)，負(fù)極端與兩片對(duì)電極相聯(lián)。電解槽的電流密度控制在0.1-50mA/cm2，電壓控制在1.4-3.0V，電解時(shí)間為0.5-24小時(shí)。
電解結(jié)束后正極片中的氫氧化鎳轉(zhuǎn)化為β型羥基氧化鎳。將附有β型羥基氧化鎳的正極片取出，用去離子水、蒸餾水或自來水洗凈后即可作為鋅鎳一次電池的正極備用，而金屬鈦電極、石墨電極或氧化鎘電極可留下反復(fù)使用。
電解化成技術(shù)制備鋅鎳一次電池正極活性物質(zhì)β型羥基氧化鎳的原理如下β-NiOOH在過充電時(shí)會(huì)形成γ-NiOOH，但通過加入適宜的添加劑及控制反應(yīng)條件可有效地抑制γ-NiOOH的生成。
鋅鎳一次電池的工作原理如下正極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)電池總反應(yīng)本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)采用電解化成技術(shù)制備鋅鎳一次電池正極的工藝簡(jiǎn)單、密度高、比表面積大、質(zhì)量容易控制；(2)β型羥基氧化鎳的導(dǎo)電性能優(yōu)越，作為正極組裝成的鋅鎳電池的內(nèi)阻小、比功率大、比能量高；(3)正負(fù)極活性物質(zhì)涂覆于比表面積大的金屬導(dǎo)電基體上，增大了電極反應(yīng)的有效面積，降低了極化，有助于降低電池的內(nèi)阻，提高電池的大電流放電性能，也提高了電池正負(fù)極活性物質(zhì)的利用率；(4)本發(fā)明制備的鋅鎳一次電池具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)比能量高，實(shí)際值大于110Wh/kg(堿性鋅錳電池的為73Wh/kg)；比功率較大，可超過200W/kg(堿性鋅錳電池的為140W/kg)；工作電壓高，平均工作電壓達(dá)到1.54V(堿性鋅錳電池為1.20V)，放電曲線平穩(wěn)，放電平臺(tái)寬(堿性鋅錳電池?zé)o放電平臺(tái))；大電流放電性能優(yōu)良；成本低，無環(huán)境污染等。
本發(fā)明為鋅鎳一次電池的實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化打下了良好的基礎(chǔ)。


圖1是本發(fā)明制備的鋅鎳一次電池的徑向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明制備的β-NiOOH樣品的X射線衍射圖譜；圖3是本發(fā)明制備的AA型鋅鎳一次電池與同型號(hào)的堿性鋅錳電池同以100mA電流恒流放電至1.0V的放電曲線比較圖。
由圖2可見在X射線衍射2θ角度分別為18.353，37.278，66.759處顯示了較明顯的三強(qiáng)峰，表明樣品結(jié)構(gòu)為β-NiOOH；而45度和52度附近的衍射峰則為金屬鎳基體。
圖3中實(shí)線為本發(fā)明制備的AA型鋅鎳一次電池的放電曲線，虛線為同型號(hào)堿性鋅錳電池的放電曲線。由圖可見堿性鋅錳電池的放電電壓遠(yuǎn)低于鋅鎳電池。
實(shí)施例1裁剪尺寸為40×100mm，厚度為0.25mm的鎳帶一片作為正極的導(dǎo)電基體，點(diǎn)焊一個(gè)導(dǎo)電端子，將重量百分比為70％的普通氫氧化鎳粉，27％的導(dǎo)電添加劑石墨粉混合均勻，再將重量百分比為3％的PVA粘結(jié)劑先用水溶解，再與上述混合物加水一起混合均勻配成正極漿料，涂覆在鎳帶上，在100℃的烘箱中烘干，正極漿料的凈干增重量控制在8±0.1g，用直徑400mm的雙滾軋機(jī)將鎳帶極片軋至0.50mm厚，浸入盛有濃度為14M的氫氧化鈉水溶液(其中還含氫氧化鋰40g/l)的電解槽中。
用電解化成技術(shù)將上述已成型正極片中的氫氧化鎳轉(zhuǎn)變成β型羥基氧化鎳。用以對(duì)正極片進(jìn)行電解化成反應(yīng)的對(duì)電極為金屬鈦電極。金屬鈦電極的尺寸為40×100mm。將金屬鈦電極與正極片一起浸入同一個(gè)電解槽中，兩片金屬鈦電極分置于正極片的兩面。整流源的正極端與正極片相聯(lián)接，負(fù)極端則與兩片金屬鈦電極相聯(lián)接。電解槽的電流密度控制為0.1mA/cm2，電壓控制在1.4V，電解時(shí)間為24小時(shí)。
電解結(jié)束后將已經(jīng)由氫氧化鎳轉(zhuǎn)化成羥基氧化鎳的正極片取出，用蒸餾水洗凈后即可作為鋅鎳一次電池的正極備用。金屬鈦電極則可留下反復(fù)使用。
稱取重量百分比為55％的合金鋅粉，5％的氧化鋅粉，5％的糊化劑CMC，35％的濃度為14M的氫氧化鉀溶液，混合制成負(fù)極鋅膏。
將負(fù)極蓋帽與銅針先焊接在一起，再與尼龍密封圈組合，最后將尺寸為5×30mm的銅網(wǎng)集流體與銅針焊接在一起制成鋅鎳一次電池的負(fù)極集流體。
將制備好的鋅鎳一次電池正極片卷成圓筒形套進(jìn)AA型的電池殼中；中間套入直徑為9mm，高度為48mm的隔膜筒；隔膜筒由聚乙烯無紡布制成；在隔膜筒中注入14M氫氧化鉀電解液1g；待電解液全部被隔膜吸收后再注入上述的負(fù)極鋅膏5.5g；在鋅膏中插入負(fù)極集流體；最后對(duì)電池進(jìn)行封口、包裝、貯存。
將裝配好的AA型鋅鎳一次電池在常溫下進(jìn)行100mA電流恒流連續(xù)放電至電壓降到1.0V的電性能測(cè)試。測(cè)得電池的開路電壓為1.785V，放電容量為1356.6mAh。
實(shí)施例2裁剪尺寸為40×100mm，厚度為0.25mm的鎳網(wǎng)一片作為正極的導(dǎo)電基體，點(diǎn)焊一個(gè)導(dǎo)電端子；將重量百分比為98％的球型氫氧化鎳粉，2％的導(dǎo)電添加劑混合均勻；將混合均勻的氫氧化鎳和導(dǎo)電添加劑乙炔黑正極粉料直接與鎳網(wǎng)導(dǎo)電基體一起通過直徑為100-400mm的雙滾軋機(jī)軋至0.50mm厚度成型為正極片，正極粉料的凈干增重量控制在8±0.1g；或采用100-500噸的油壓機(jī)將混合均勻的氫氧化鎳粉和導(dǎo)電添加劑乙炔黑粉料與鎳網(wǎng)導(dǎo)電基體一起壓至0.50mm厚度成型為正極片。將正極片浸入盛有1M氫氧化鈉水溶液(含氫氧化鋰10g/l)的電解槽中。
用電解化成技術(shù)將上述正極片中的氫氧化鎳轉(zhuǎn)變成β型羥基氧化鎳。用以對(duì)正極片進(jìn)行電解化成反應(yīng)的對(duì)電極為石墨電極。石墨電極是尺寸為40×100mm的石墨板。將石墨電極與正極片一起浸入同一個(gè)電解槽中，兩片石墨電極分置于正極片的兩面。整流源的正極端與正極片相聯(lián)接，負(fù)極端則與兩片石墨電極相聯(lián)接。電解槽的電流密度控制為50mA/cm2，電壓控制在3.0V，電解時(shí)間為0.5小時(shí)。
電解結(jié)束后將已經(jīng)由氫氧化鎳轉(zhuǎn)化成羥基氧化鎳的正極片取出，用自來水洗凈后即可作為鋅鎳一次電池的正極備用。石墨電極則可留下反復(fù)使用。
稱取重量百分比為75％的合金鋅粉，1％的氧化鋅粉，1％的糊化劑CMC，23％濃度為1M的氫氧化鉀溶液，混合制成負(fù)極鋅膏。
將負(fù)極蓋帽與銅針先焊接在一起，再與尼龍密封圈組合，最后將尺寸為5×30mm的銅網(wǎng)集流體與銅針焊接在一起制成鋅鎳一次電池的負(fù)極集流體。
將制備好的鋅鎳電池正極片卷成圓筒形套進(jìn)AA型的電池殼中；中間套入直徑為9mm，高度為48mm的隔膜筒；隔膜筒由聚丙烯無紡布制成；在隔膜筒中注入1M氫氧化鉀電解液1g；待電解液全部被隔膜吸收后再注入上述的負(fù)極鋅膏6.5g；插入負(fù)極集流體；最后對(duì)電池進(jìn)行封口、包裝、貯存。
將裝配好的AA型鋅鎳一次電池在常溫下進(jìn)行100mA電流恒流連續(xù)放電至電壓降到1.0V的電性能測(cè)試。測(cè)得電池的開路電壓為1.845V，放電容量為756.6mAh。
實(shí)施例3裁剪面密度為450g/m2，尺寸為40×100mm，厚度為2.0mm的發(fā)泡鎳一片作為正極的導(dǎo)電基體。發(fā)泡鎳導(dǎo)電基體的金屬鎳含量＞99.5％；其它雜質(zhì)含量為碳≤200ppm，鐵≤100ppm，硫≤80ppm，銅≤100ppm，硅≤50ppm；孔隙率≥95％，孔數(shù)80～110ppi。其抗拉強(qiáng)度縱向≥1.25N/mm2，橫向≥1.00N/mm2；延伸率縱向≥5％，橫向≥12％。
在上述的發(fā)泡鎳片上點(diǎn)焊一個(gè)導(dǎo)電端子；將重量百分比為93％的球型氫氧化鎳粉，與重量百分比為6％的導(dǎo)電添加劑金屬鎳粉混合均勻，再將1％的CMC粘結(jié)劑先用水溶解，再與正極粉料加水一起混合均勻配成正極漿料，涂覆在發(fā)泡鎳片里面；正極漿料的凈干增重量控制在8±0.1g，在80℃的烘箱中烘干，用直徑300mm的雙滾軋機(jī)將該發(fā)泡鎳片軋至0.55mm厚成型為正極片。將該正極片浸入盛有濃度為7M的氫氧化鉀水溶液(其中還含有氫氧化鋰20g/l)的電解槽中。
用電解化成技術(shù)將上述已成型正極片中的氫氧化鎳轉(zhuǎn)變成β型羥基氧化鎳。用以對(duì)正極片進(jìn)行電解化成反應(yīng)的對(duì)電極為氧化鎘電極。氧化鎘電極的制備是采用兩片尺寸為40×100mm的鍍鎳鋼帶，將重量百分比為95％的氧化鎘粉、5％的CMC粘結(jié)劑、適量的水配成漿料，涂覆在鍍鎳鋼帶上，在80℃的烘箱中烘干，單片電極漿料的凈干增重量為8±0.1g，用直徑100mm的雙滾軋機(jī)軋至0.50mm厚成型。將上述制備好的氧化鎘電極與正極片一起浸入同一個(gè)電解槽中，兩片氧化鎘電極分置于正極片的兩面。整流源的正極端與正極片相聯(lián)接，負(fù)極端與兩片氧化鎘電極相聯(lián)接。電解槽的電流密度控制為2.5mA/cm2，電壓控制在1.80V，電解時(shí)間為12小時(shí)。
電解結(jié)束后將已經(jīng)由氫氧化鎳轉(zhuǎn)化成羥基氧化鎳的正極片取出，用去離子水洗凈后即可作為鋅鎳一次電池的正極備用。而氧化鎘電極則可留待下次反復(fù)使用。
稱取重量百分比為68％的合金鋅粉，2％的氧化鋅粉，1％的糊化劑CMC，29％濃度為10M的氫氧化鉀溶液，混合制成負(fù)極鋅膏。
將負(fù)極蓋帽與銅針先焊接在一起，再與尼龍密封圈組合，最后將尺寸為5×30mm的銅網(wǎng)集流體與銅針焊接在一起制成鋅鎳一次電池的負(fù)極集流體。
將制備好的鋅鎳電池正極片卷成圓筒形套進(jìn)AA型的電池殼中；中間套入直徑為9mm，高度為48mm的隔膜筒；隔膜筒由維尼龍無紡布制成；在隔膜筒中注入濃度為10M的氫氧化鉀電解液1g；待電解液全部被隔膜吸收后再注入上述的負(fù)極鋅膏6.0g；在鋅膏中插入負(fù)極集流體；最后對(duì)電池進(jìn)行封口、包裝、貯存。
將裝配好的AA型鋅鎳一次電池在常溫下與AA型堿性鋅錳電池對(duì)比地進(jìn)行同為100mA電流恒流連續(xù)放電至電壓降到1.0V的電性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如表1所示
表1AA型鋅鎳一次電池與AA型堿性鋅錳電池的電性能對(duì)照
權(quán)利要求
1.一種鋅鎳一次電池的制備方法，其特征在于將正極片卷成圓筒形套進(jìn)電池殼中，在正極片的中間套入隔膜筒，在隔膜筒的中間注入電解液，待電解液全部被隔膜吸收后注入負(fù)極鋅膏，插入負(fù)極集流體，最后對(duì)電池進(jìn)行封口、包裝、貯存。
2.一種鋅鎳一次電池的制備方法，其特征在于所述負(fù)極鋅膏的組成包括重量百分比為55％-75％、粒徑為20-200目的金屬鋅合金粉，重量百分比為1％-5％的氧化鋅，0-1％的銦、鉍、鉛或其化合物，1％-5％的糊化劑，以及重量百分比為20％-45％濃度為1-14M的氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液；所述糊化劑是羧甲基纖維素(CMC)、聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯醇(PVA)、聚氧化乙烯(PEO)其中一種或幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋅鎳一次電池的制備方法，其特征在于所述負(fù)極集流體通過下述方法制備得到先將負(fù)極蓋帽與銅針先焊接在一起，然后與尼龍密封圈相組合，最后將銅網(wǎng)集流體與銅針焊接制成鋅鎳一次電池的負(fù)極集流體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的鋅鎳一次電池的制備方法，其特征在于所述電解質(zhì)溶液為飽和氧化鋅的氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液，該氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液的濃度為1-14M。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的鋅鎳一次電池的制備方法，其特征在于所述電池容器的金屬殼厚度為0.10-0.35mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的鋅鎳一次電池的制備方法，其特征在于所述隔膜是厚度為0.10-0.30mm的維尼龍、聚丙烯或聚乙烯無紡布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的鋅鎳一次電池的制備方法，其特征在于所述的正極包括重量百分比為60％-90％的β型羥基氧化鎳活性物質(zhì)、10％-40％的導(dǎo)電基體以及0-30％的電池添加劑，通過下述方法制備得到(1)從電極導(dǎo)電基體引出一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電端子，導(dǎo)電基體厚度為0.1-3.0mm；導(dǎo)電基體可以是發(fā)泡鎳、鎳網(wǎng)、鎳帶中的任何一種；(2)將氫氧化鎳粉與電池添加劑混合均勻，其中氫氧化鎳粉的重量百分比含量為70％-98％；氫氧化鎳粉是球型氫氧化鎳、氫氧化鎳中一種或兩種的混合物；電池添加劑是石墨粉、乙炔黑、導(dǎo)電碳黑、金屬鎳粉、金屬鎘粉、金屬銅粉、金屬鋅粉、鈷化合物、錳化合物、鋁化合物、鋅化合物、鎘化合物、鋰化合物中的一種或幾種混合物；添加量為重量百分比0-30％的含量；(3)將重量百分比為1％-10％的粘結(jié)劑加溶劑溶解；粘結(jié)劑是水溶性或水分散性的羧甲基纖維素(CMC)、聚四氟乙烯(PTFE)乳液、聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯醇(PVA)、聚氧化乙烯(PEO)，或是非水溶性的聚偏氟乙烯(PVDF)；溶劑是水性的水、或乙醇，或是非水性的N-甲基吡咯烷酮、或二甲基乙酰胺；粘結(jié)劑添加上述的一種或一種以上混合物。(4)將溶解了粘結(jié)劑的溶劑與已經(jīng)混合均勻了的氫氧化鎳粉和電池添加劑一起配成漿料，控制活性物質(zhì)的量在所需范圍內(nèi)，將漿料涂覆在導(dǎo)電基體上，在60-120℃的條件下烘干，用直徑100-400mm的雙滾軋機(jī)將該涂覆了漿料的導(dǎo)電基體軋至0.20-0.90mm的厚度成型為正極片，或采用100-500噸的油壓機(jī)將該涂覆了漿料的導(dǎo)電基體壓至0.20-0.90mm的厚度成型為正極片；(5)用電解化成技術(shù)將上述已成型正極片中的氫氧化鎳轉(zhuǎn)變成β型羥基氧化鎳，用以對(duì)正極進(jìn)行電解化成反應(yīng)的對(duì)電極可以是金屬鈦電極、石墨電極或者氧化鎘電極，氧化鎘對(duì)電極是采用與正極片相同尺寸的鍍鎳鋼帶兩片，將氧化鎘粉與粘結(jié)劑、水配成漿料，涂覆在鋼帶表面上，在60-150℃的條件下烘干，用直徑為50-400mm的雙滾軋機(jī)軋至0.30-0.90mm厚成型；(6)將正極片和作為對(duì)電極的金屬鈦電極、石墨電極或氧化鎘電極浸入盛有堿性電解液的電解槽中；堿性電解液的濃度為1-12M。該堿性電解液由氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰中的一種或幾種溶于去離子水、蒸餾水或自來水而制得，兩片對(duì)電極分置于正極片的兩面，整流源的正極端與正極片相連，負(fù)極端與兩片對(duì)電極相聯(lián)，電解槽的電流密度控制在0.1-50mA/cm2，電壓控制在1.4-3.0V，電解時(shí)間為0.5-24小時(shí)。
8.權(quán)利要求1所述的方法制備的鋅鎳一次電池
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以β型羥基氧化鎳為正極活性物質(zhì)，金屬鋅合金粉為負(fù)極活性物質(zhì)，氫氧化鉀或氫氧化鈉的堿性水溶液為電解液的鋅鎳一次電池及其正極的制備方法，該電池的結(jié)構(gòu)與堿性鋅錳電池的相類似，均采用反極式結(jié)構(gòu)，即正極與作為電池殼的金屬殼相接觸；用維尼龍、聚丙烯或聚乙烯無紡布制作的隔膜簡(jiǎn)裝載負(fù)極鋅膏并起將正負(fù)電極隔離的作用；將已焊接相聯(lián)的銅針與銅網(wǎng)集流體插入負(fù)極鋅膏中作為負(fù)極的集流體。正極是采用泡沫鎳、鎳網(wǎng)或鎳帶為導(dǎo)電基體，將氫氧化鎳及其添加劑涂敷于導(dǎo)電基體上，然后浸入堿性電解槽中進(jìn)行電解化成而制得。本發(fā)明制備的鋅鎳一次電池具有電壓高、放電比能量大、內(nèi)阻小、大電流放電性能優(yōu)異等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M6/04GK1434529SQ0311388
公開日2003年8月6日 申請(qǐng)日期2003年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月10日
發(fā)明者周震濤, 劉澧蒲 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)