專利名稱：無汞全防糊式鋅錳電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的糊式鋅錳電池。
背景技術(shù)：
糊式鋅錳電池是最傳統(tǒng)的民用電池，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、材料易得、工藝成熟、成本低、 間放性能好的優(yōu)點(diǎn)。一次電池中的堿性鋅錳電池，我國(guó)已實(shí)現(xiàn)了無汞化，但對(duì)普通鋅錳電池包括糊式 鋅錳電池，國(guó)家現(xiàn)時(shí)的環(huán)保要求是低汞，要求汞含量不能大于0. 025%。汞的作用是作為緩 蝕劑添加到電池里以抑制鋅的腐蝕，提高電池的貯存性能。糊式電池的去汞難度較大，從符 合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略考慮，只有真正實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)不添加汞，從源頭上減少有害物質(zhì)，才能符合 國(guó)家清潔生產(chǎn)的要求和環(huán)保要求。而聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署有關(guān)國(guó)際防治汞污染的要求提出簽 署國(guó)際公約或針對(duì)相關(guān)國(guó)家簽署減少汞的約定性條約。因此，采用代汞緩蝕劑確保電池的 性能是一重大研究課題，至目前為止，采用單一的緩蝕劑均未能很好起到緩蝕作用，電池的 電性能也達(dá)不到采用氯化汞做緩蝕劑的水平。國(guó)內(nèi)某大型電池總廠采用以PVA與B(OH)3生成的醇硼樹脂為主，再輔以十六烷基 或十八烷基三甲基氯化銨的緩蝕劑實(shí)現(xiàn)無汞，但它對(duì)傳統(tǒng)工藝的電液配方和電芯成型工藝 等都需要改動(dòng)，實(shí)施起來存在困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可保留原傳統(tǒng)電池生產(chǎn)工藝又能保證電池性能達(dá)到國(guó) 際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的無汞全防糊式鋅錳電池。本發(fā)明包括鐵底、鋅筒、隔離層、電芯、炭棒和銅帽；隔離層的主要成份是面粉、淀 粉、電解液和代汞緩蝕劑；其中代汞緩蝕劑在隔離層中的重量百分比為十二烷基苯磺酸鈉含量為0. 03 % -0. 05 %、十六烷基三甲基溴化銨含量為0. 025% -0. 04%,三氯化鉍含量為0. 02 % -0. 06 %。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，隔離層由重量比為1.5% -2.5%的聚丙烯酰胺、 24 % -30 %的氯化銨、12 % -15 %的氯化鋅、7 % -10 %的面粉、17. 5 % -20 %的淀粉和適量的 水?dāng)嚢杌旌吓渲瞥蓾{糊，并與代汞緩蝕劑混和。本發(fā)明采用陰陽(yáng)離子型有機(jī)緩蝕劑復(fù)配，并添加無機(jī)緩蝕劑，利用多種緩蝕劑的 協(xié)同作用，以達(dá)到增強(qiáng)緩蝕效果，電性能水平與含汞電池持平。本發(fā)明的有益效果是①以傳統(tǒng)的糊式鋅錳電池工藝為基礎(chǔ)，采用無汞緩蝕劑取代氯化汞緩蝕劑，生產(chǎn) 工藝不需做調(diào)整；緩蝕劑材料易得，成本低。②獨(dú)特的緩蝕劑配方使多種緩蝕劑協(xié)同作用，取得較好的緩蝕效果，電池性能與 含汞電池持平，個(gè)別放電項(xiàng)目高于含汞電池。
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本發(fā)明適宜用于制造各種型號(hào)規(guī)格的糊式鋅錳電池。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)具有銅帽1、炭棒2、塑料蓋3、紙錢4、浙青封口層 5、封電芯面層6、電芯7、隔離層8、鋅筒9、托底紙10、絕緣底11和鐵底12。該電池的隔離 層8為糊式(即漿糊層)，其主要成份是面粉、淀粉、電解液和代汞緩蝕劑；外包裝采用商標(biāo) 紙，對(duì)電池的防漏具有苛刻的要求，電池是具有鐵底的全防獨(dú)特結(jié)構(gòu)。參見圖2，本發(fā)明采用重量比為1. 5% -2. 5%的聚丙烯酰胺、24% _30%的氯化銨、 12% -15%的氯化鋅、7% -10%面粉、17. 5% -20%的淀粉和適量的水?dāng)嚢杌旌吓渲瞥蓾{ 糊，然后加入重量比0. 03% -0. 05%十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、0. 025% -0. 04%十六烷基 三甲基溴化銨(CTAB)含量及0. 02% -0. 06%三氯化鉍(BiCl3)，通過攪拌、過濾、調(diào)節(jié)粘度， 并使水的重量比為余量，配成無汞的漿液，輸入生產(chǎn)線，注入鋅筒內(nèi)，在鋅筒與電芯之間形 成隔離層，通過熟化工序使?jié){液固定不流動(dòng)，無汞緩蝕劑均勻分布在其中，起到抑制鋅的腐 蝕的作用。實(shí)施例1 R20S無汞全防糊式鋅錳電池電解液配方為每升電液中含ZnCl2 15.5%, NH4Cl 20%，余量為水；每升電液中投入面、淀粉的比例為3 7，漿液中含面粉8%、淀粉18.5%、 聚丙烯酰胺2%、氯化銨25%、氯化鋅14%、余量為水。漿液中另加入無汞緩蝕劑十六烷基 三甲基溴化銨(CTAB)O. 03%、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)O. 04%、三氯化鉍(BiCl3) 0. 03%。 通過攪拌、過濾、控制粘度，配成無汞的漿液，輸入生產(chǎn)線，注入鋅筒內(nèi)，在鋅筒與電芯之間 形成隔離層，通過糊化工序使?jié){液熟化凝固不流動(dòng)，無汞緩蝕劑均勻分布在其中，起到抑制 鋅的腐蝕的作用。實(shí)施例2 電解液配方和漿液配方同實(shí)施例1，唯不同的是漿液中加入無汞緩蝕劑十六 烷基三甲基溴化銨(CTAB)O. 025 %,十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)O. 035 %、三氯化鉍 (BiCl3)O. 05%。實(shí)施例3 電解液配方和漿液配方同實(shí)施例1，唯不同的是漿液中加入無汞緩蝕劑十六 烷基三甲基溴化銨(CTAB)O. 025 %,十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)O. 035 %、三氯化鉍 (BiCl3)O. 04%。以上三個(gè)實(shí)施例的電池生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)的全防糊式鋅錳電池生產(chǎn)工藝相同。按照 三個(gè)實(shí)施例的緩蝕劑配比所生產(chǎn)電池的開路電壓為1. 65V-1. 725V，短路電流彡6. OA,電 性能全部符合GB8897. 2-2005標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)過電池試驗(yàn)，觀察新電、貯存半年及一年的鋅筒內(nèi)表面的腐蝕情況，表明本發(fā)明三種緩蝕劑具有協(xié)同的緩蝕效果。糊式鋅錳電池中鋅的化學(xué)腐蝕過程中存在共軛的電極反應(yīng)，即鋅的陽(yáng)極溶解和氫 氣的陰極析出。陽(yáng)極Zn_2e — Zn+陰極2H++2e—H2 個(gè)無論阻斷共軛反應(yīng)的任一反應(yīng)都可能阻斷腐蝕過程的進(jìn)行，十二烷基苯磺酸鈉屬 陰極型緩蝕劑，十六烷基三甲基溴化銨屬于陽(yáng)極型緩蝕劑，兩者化學(xué)穩(wěn)定性較高，耐高溫、 耐酸性好，兩者協(xié)同顯示較強(qiáng)的加和增效作用，在電極表面生成起物理屏障作用的吸附層， 從而降低鋅的腐蝕。三氯化鉍的加入在鋅的表面形成致密的金屬鉍膜，加強(qiáng)緩蝕效果，但氯 化鉍的溶解方式和加入的混和攪拌方式對(duì)緩蝕效果有很大影響，需要關(guān)鍵控制。本發(fā)明用無毒無害的有機(jī)緩蝕劑十二烷基苯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨以 及無機(jī)緩蝕劑三氯化鉍代替有毒的氯化汞作為電池鋅電極的緩蝕劑，取得較好的緩蝕效 果，電池性能達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。從而在生產(chǎn)源頭上解決了汞的污染問題，達(dá)到清潔 生產(chǎn)和實(shí)施環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的目的，對(duì)一次電池全面實(shí)現(xiàn)無汞化、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步具有重要 的意義。采用多種緩蝕劑的協(xié)同作用達(dá)到代汞緩蝕效果，并可保留原生產(chǎn)工藝，是本發(fā)明的 創(chuàng)新所在。在相同工藝條件下，特別是在采用氯化汞作緩蝕劑的全防糊式電池生產(chǎn)工藝 條件不改變的情況下，采用本發(fā)明的緩蝕劑，生產(chǎn)制作的無汞電池產(chǎn)品經(jīng)過上級(jí)技術(shù)監(jiān) 督檢驗(yàn)站檢測(cè)(見表1)和企業(yè)質(zhì)檢部門檢驗(yàn)(見表2)，完全符合GB/T8897. 1-2003、 GB8897. 2-2005標(biāo)準(zhǔn)要求，汞含量< 0. 0001 %，達(dá)到無汞化。表 1 表2電池貯存半年，無汞電池與含汞電池放電性能測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
一種無汞全防糊式鋅錳電池，包括鐵底、鋅筒、隔離層、電芯、炭棒和銅帽；所述隔離層的主要成份是面粉、淀粉、電解液和代汞緩蝕劑；其特征在于所述代汞緩蝕劑在隔離層中的重量百分比為十二烷基苯磺酸鈉含量為0.03％ 0.05％、十六烷基三甲基溴化銨含量為0.025％ 0.04％、三氯化鉍含量為0.02％ 0.06％。
2.按照權(quán)利要求1所述的無汞全防糊式鋅錳電池，其特征在于所述隔離層由重量比 為1. 5% -2. 5%的聚丙烯酰胺、24% -30%的氯化銨、12% -15%的氯化鋅、7% -10%的面 粉、17. 5% -20%的淀粉和適量的水?dāng)嚢杌旌吓渲瞥蓾{糊，并與所述代汞緩蝕劑混和。
全文摘要
無汞全防糊式鋅錳電池涉及一種改進(jìn)的糊式鋅錳電池。本發(fā)明包括鐵底、鋅筒、隔離層、電芯、炭棒和銅帽；隔離層的主要成份是面粉、淀粉、電解液和代汞緩蝕劑；其中代汞緩蝕劑在隔離層中的重量百分比為十二烷基苯磺酸鈉含量為0.03％-0.05％、十六烷基三甲基溴化銨含量0.025％-0.04％三氯化鉍含量為0.02％-0.06％。本發(fā)明采用陰陽(yáng)離子型有機(jī)緩蝕劑復(fù)配，并添加無機(jī)緩蝕劑，利用多種緩蝕劑的協(xié)同作用，顯著增強(qiáng)緩蝕效果。本發(fā)明以傳統(tǒng)的糊式鋅錳電池工藝為基礎(chǔ)，生產(chǎn)工藝不需做調(diào)整，緩蝕劑材料易得，成本低，電性能水平與含汞電池持平，適宜用于制造各種型號(hào)規(guī)格的糊式鋅錳電池。
文檔編號(hào)H01M6/06GK101924223SQ20091004029
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者何永洪, 劉煦, 潘燕鋒, 邱仕洲 申請(qǐng)人:廣州市虎頭電池集團(tuán)有限公司