一種鋅空氣電池負(fù)極及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋅空氣電池負(fù)極及其制備方法，包括鋅極板，所述的鋅極板分為三層，上下層均為鋅粉層，中間層為集流體，制備方法包括制備無汞鋅粉、制備下層鋅粉層、制備中間集流體、制備上層鋅粉層以及真空干燥等步驟；本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：解決了在電池貯存時(shí)電解液與電池負(fù)極之間的接觸，同時(shí)在使用過程中不用一一打開電池上蓋、不用再次定量加注，減少了電池在使用時(shí)的繁瑣和對(duì)人員的技術(shù)要求，提高了電池在使用時(shí)放電的一致性。
【專利說明】一種鋅空氣電池負(fù)極及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種鋅空氣電池，具體地說是一種鋅空氣電池負(fù)極及其制備方法，屬于鋅空氣電池領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋅空氣電池(zinc air battery),是用活性炭吸附空氣中的氧或純氧作為正極活性物質(zhì)，以鋅為負(fù)極，以氯化銨或苛性堿溶液為電解質(zhì)的一種原電池，又稱鋅氧電池。鋅空氣電池有比能量大、功率特性穩(wěn)定、安全性好、成本低、環(huán)保等儲(chǔ)存優(yōu)勢。目前鋅空氣電池有機(jī)械插塊式、液體循環(huán)式、注入式及一次性貧液式等分類，但是目前相對(duì)應(yīng)用較成熟的為機(jī)械插塊式電池，機(jī)械插塊式鋅空氣電池為富液態(tài)電池，即電解液充滿于負(fù)極與正極之間。這種負(fù)極為堿性濕態(tài)鋅粉壓制而成，因而不便于電池外部保存，原因是金屬鋅本身就是很活潑的元素，再加上堿性物質(zhì)在鋅粉里面會(huì)加快它的氧化，也就是自放電。從而降低了電池的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種鋅空氣電池負(fù)極及其制備方法，該電池負(fù)極能夠有效避免由于鋅極在長時(shí)間存放時(shí)的自放電的問題，延長了電池的使用壽命，同時(shí)鋅極板的四周均有集流體，可以應(yīng)用于不同外形結(jié)構(gòu)上的機(jī)械插塊式鋅空氣電池上，應(yīng)用廣泛，而且制備方便簡單。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005]一種鋅空氣電池負(fù)極，包括鋅極板，所述的鋅極板分為三層，上下層均為鋅粉層，中間層為集流體。
[0006]進(jìn)一步地，集流體從所述鋅極板的四周延伸出來。
[0007]進(jìn)一步地，所述的集流體為金屬網(wǎng)或金屬絲。
[0008]其中，金屬網(wǎng)優(yōu)選為拉網(wǎng)或沖網(wǎng)0.3?3.5個(gè)孔/cm2 ;金屬絲優(yōu)選直徑為0.1?0.8mmο
[0009]一種鋅空氣電池負(fù)極的制備方法，包括以下步驟:
[0010](I)制備無汞鋅粉:鋅粉30?300目，優(yōu)選為60目；并加入純凈水，純凈水占鋅粉重量百分?jǐn)?shù)的4?7%，優(yōu)選為5.5% ；
[0011]其中，純凈水中還含有重量分?jǐn)?shù)5?15%的聚乙烯醇，優(yōu)選為10%。
[0012](2)將步驟⑴的鋅粉置于負(fù)極模具內(nèi)；
[0013](3)將步驟(2)的負(fù)極模具置于高頻振動(dòng)臺(tái)上振平；
[0014](4)將集流體水平鋪于上述步驟(3)已振平的鋅粉上；
[0015](5)另取鋅粉平鋪于步驟(4)的集流體上，并重復(fù)上述步驟(3)；
[0016](6)將步驟(5)的模具移至壓機(jī)上，以2.7?ΙΟΤ/cm2的壓力加壓I?3min后卸壓；[0017](7)卸壓后將模具平移至退模機(jī)上退模，得到負(fù)極極板；
[0018](8)將步驟(7)得到的負(fù)極極板放入真空干燥箱，進(jìn)行真空干燥后取出保持即可。
[0019]進(jìn)一步地,所述步驟(3)的振幅為±lmm?± 5mm,頻率為300?800次/min,振動(dòng)時(shí)間為20?90秒。
[0020]進(jìn)一步地，所述的集流體為金屬網(wǎng)或金屬絲。
[0021]進(jìn)一步地，步驟(5)的鋅粉重量與步驟(2)的鋅粉重量相等。
[0022]進(jìn)一步地，所述步驟(6)鋅極板在壓制時(shí)，使用中性紙或厚度小于0.6mm的中性塑料制品，將鋅極板的上下兩層均與模具隔開，避免與模具板粘連。
[0023]進(jìn)一步地，所述步驟(8)真空干燥為干燥箱在真空條件下，保持溫度為50?75°C，干燥30?60min后，將干燥箱內(nèi)溫度降到室溫，打開真空干燥箱，取出負(fù)極板后，用真空袋抽真空保存。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:解決了在電池貯存時(shí)電解液與電池負(fù)極之間的接觸，同時(shí)在使用過程中不用一一打開電池上蓋、不用再次定量加注，減少了電池在使用時(shí)的繁瑣和對(duì)人員的技術(shù)要求，提高了電池在使用時(shí)放電的一致性。
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)施例鋅空氣電池負(fù)極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖中:1_鋅極板、2-鋅粉層、3-集流體。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0029]實(shí)施例1
[0030]一種鋅空氣電池負(fù)極，包括鋅極板1，所述的鋅極板I分為三層，上下層均為鋅粉層2，中間層為集流體3，上下鋅粉厚度總和為I?14.8mm，集流體厚度為0.3?2mm ;所述集流體3從所述鋅極板I水平方向的四周延伸出來；所述的集流體3為金屬網(wǎng)或金屬絲。
[0031]實(shí)施例2
[0032]一種實(shí)施例2所述鋅空氣電池負(fù)極的制備方法，包括以下步驟:
[0033](I)制備無汞鋅粉:鋅粉30?300目；并加入純凈水，純凈水占鋅粉重量百分?jǐn)?shù)的4?7% ;純凈水中還含有重量分?jǐn)?shù)5?15%的聚乙烯醇；
[0034](2)將步驟(I)的鋅粉置于負(fù)極模具內(nèi)；
[0035](3)將步驟⑵的負(fù)極模具置于高頻振動(dòng)臺(tái)上振平；振幅為±lmm?±5mm，頻率為300?800次/min，振動(dòng)時(shí)間為20?90秒。
[0036](4)將集流體水平鋪于上述步驟(3)已振平的鋅粉上；
[0037](5)另取鋅粉(鋅粉重量與步驟(2)的鋅粉重量相等)平鋪于步驟(4)的集流體上，并重復(fù)上述步驟(3)；
[0038](6)將步驟(5)的模具移至壓機(jī)上，以2.7?10噸/cm2的壓力加壓I?3min后卸壓；鋅極板在壓制時(shí)，使用中性紙或厚度小于0.6mm的中性塑料制品，將鋅極板的上下兩層均與模具隔開，避免與模具板粘連。
[0039](7)卸壓后將模具平移至退模機(jī)上退模，得到負(fù)極極板；
[0040](8)將步驟(7)得到的負(fù)極極板放入真空干燥箱，真空度-0.01?-0.08MPa,保持溫度為50?75°C，干燥30?60min后，將干燥箱內(nèi)溫度降到室溫，打開真空干燥箱，取出負(fù)極板后，用真空袋抽真空保存。
[0041]所述的集流體為金屬網(wǎng)或金屬絲。其中，金屬網(wǎng)要求為拉網(wǎng)或沖網(wǎng)0.3?3.5個(gè)孔/cm2 ;金屬絲直徑為0.1?0.8mm。
[0042]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋅空氣電池負(fù)極，包括鋅極板，其特征在于:所述的鋅極板分為三層，上下層均為鋅粉層，中間層為集流體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅空氣電池負(fù)極，其特征在于:集流體從所述鋅極板的四周延伸出來。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋅空氣電池負(fù)極，其特征在于:所述的集流體為金屬網(wǎng)或金屬絲，金屬網(wǎng)為拉網(wǎng)或沖網(wǎng)0.3?3.5個(gè)孔/cm2,金屬絲直徑為0.1?0.8mm。
4.一種權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的鋅空氣電池負(fù)極的制備方法，包括以下步驟: (1)制備無汞鋅粉:鋅粉30?300目；并加入純凈水，純凈水占鋅粉重量百分?jǐn)?shù)的4?7% ； (2)將步驟(I)的鋅粉置于負(fù)極模具內(nèi)； (3)將步驟(2)的負(fù)極模具置于高頻振動(dòng)臺(tái)上振平； (4)將集流體水平鋪于上述步驟(3)已振平的鋅粉上； (5)另取鋅粉平鋪于步驟(4)的集流體上，并重復(fù)上述步驟(3)； (6)將步驟(5)的模具移至壓機(jī)上，以2.7?lOT/cm2的壓力加壓I?3min后卸壓； (7)卸壓后將模具平移至退模機(jī)上退模，得到負(fù)極極板； (8)將步驟(7)得到的負(fù)極極板放入真空干燥箱，進(jìn)行真空干燥后取出保持即可。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:純凈水中還含有重量分?jǐn)?shù)5?15%的聚乙烯醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)的振幅為±lmm?±5mm，頻率為300?800次/min，振動(dòng)時(shí)間為20?90秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(5)的鋅粉重量與步驟(2)的鋅粉重量相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(6)鋅極板在壓制時(shí)，使用中性紙或厚度小于0.6mm的中性塑料制品，將鋅極板的上下兩層均與模具隔開，避免與模具板粘連。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(8)真空干燥為干燥箱在真空條件下，保持溫度為50?75°C，干燥30?60min后，將干燥箱內(nèi)溫度降到室溫，打開真空干燥箱，取出負(fù)極板后，用真空袋抽真空保存。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:所述的集流體為金屬網(wǎng)或金屬絲。
【文檔編號(hào)】H01M4/06GK103794748SQ201210431841
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月2日
【發(fā)明者】劉偉春, 劉鵬飛, 許文 申請(qǐng)人:九能京通(天津)新能源科技有限公司