專利名稱:扣式空氣電池中空氣電極的工藝的制作方法
本發(fā)明屬于化學電源。
扣式空氣電池中空氣電極的工藝在已有技術(shù)例如《電源技術(shù)》1977年第2期、日本專利(“空氣電池的制造法”JP58-34568)等文獻已經(jīng)提出過。該已有技術(shù)中為保證空氣電極的良好性能，成型工藝有幾種。一種是聚乙烯粘接的空氣電極，其工藝特點是先制得聚乙烯粘結(jié)活性碳的粉料，再經(jīng)過熱壓成型，工藝復雜(《電源技術(shù)》1984年第6期)。另二種是具有氟樹脂疏水透氣層的空氣電極的成型方法。其一是將制得的疏水透氣層薄片與壓入集流網(wǎng)的催化層薄片分別裝入電池殼體內(nèi)，加壓成型，這種方法造成疏水透氣層與催化層間出現(xiàn)縫隙，降低了電極的性能;另一種方法是先裝入疏水透氣層，再裝入集流網(wǎng)，最后注入膏狀催化劑并加壓，這樣雖可保證疏水透氣層與催化層間的良好接觸，但工藝過程復雜，效率低。(日本專利昭58-34568)構(gòu)成空氣電極的疏水透氣層國內(nèi)外已有報導，有的采用可溶性鹽類作發(fā)孔劑(《電源技術(shù)》1977年NO2);有的雖用溶劑作發(fā)孔劑，但是用粉末氟塑料(《電源技術(shù)》1984年NO6)，但它們的缺點是孔徑不均勻，成型困難，工藝過程比較復雜，還有一種方法是以聚乙烯-活性碳用煤油溶脹，再經(jīng)過熱壓制備的空氣電極，為提高疏水性使電極較厚，靠電極與電池底部凸起部分壓合實現(xiàn)電接觸，但是歐姆內(nèi)阻較高。現(xiàn)有技術(shù)中末發(fā)現(xiàn)有與本發(fā)明相同的工藝。
本發(fā)明的目的在于提供了一種扣式空氣電極中空氣電極的工藝方法，制備一種疏水透氣層從而簡化已有的生產(chǎn)工藝、降低成本，提高生產(chǎn)率。
扣式空氣電池中水份的散失是電池失效的主要原因。本發(fā)明以酒精為發(fā)孔劑制得具有高度纖維化的聚四氟乙烯疏水透氣層，可有效地減少電池中水分的散失。該疏水透氣層的工藝條件是100毫升聚四氟乙烯乳劑加入200～300毫升酒精，于水浴上加熱并不斷攪拌使乳液凝聚。將凝聚的膠體在雙棍輾壓機上并不斷調(diào)整壓縮比的情況下多次折疊輾壓，壓制成0.2毫米的薄膜。將該薄膜經(jīng)丙酮抽提10小時以上，然后自然干燥，酒精揮發(fā)后形成均勻細小的微孔，即獲得適合扣式空氣電池使用的聚四氟乙烯疏水透氣膜。
本發(fā)明的空氣電極中的催化層是在100克活性碳中加入酒精，使之呈糊狀，然后加入20克聚四氟乙烯乳液攪拌，在水浴上凝聚為膠體。將該膠體輾壓成0.4毫米的薄膜。待酒精及水份自然干燥之后，在薄膜的一面上涂以5NAgNO3，并用肼還原，制得以Ag為催化劑、活性碳為主體的催化層，Ag含量為5～10毫克/〔厘米〕2。
將40～80目的鎳網(wǎng)與催化層以200～250kg/cm2的壓力壓合在一起。在催化層的另一面與聚四氟乙烯疏水透氣層以100～120kg/cm2的壓力合在一起，壓力不宜過大，否則會使疏水透氣層的孔率過低。
本發(fā)明的另一要點是以聚四氟乙烯為疏水透氣層的空氣電極具有金屬集流網(wǎng)，為使金屬集流網(wǎng)與電池殼體之間形成良好的電接觸，采取了將空氣電極沖制成直徑與外殼內(nèi)徑相等且具有0.02毫米正公差用模具壓入電池殼內(nèi)，使切口部分露出的鎳網(wǎng)與電池殼保持良好的電接觸。
圖1是由恒電勢測得的本發(fā)明方法制得的空氣電極的極化曲線。極化的極限電流為220mA/cm2。
本發(fā)明制得的以酒精為發(fā)孔劑且具有高度纖維化的聚四氟乙烯疏水透氣層可有效地減少電池中水份的散失，提高了電池的工作壽命。本發(fā)明制得的空氣電極厚度為0.5～0.7mm，既保證了疏水透氣層與催化層間的緊密結(jié)合，而且易于操作，根據(jù)不同規(guī)格的扣式空氣電池的需要，可將空氣電極沖制成不同直徑的圓片，便于連續(xù)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。該空氣電極由于沖制成具有空氣電池外殼內(nèi)徑約0.2mm的正公差，鎳網(wǎng)與電池殼保持了非常良好的電接觸。用本空氣電極與鋅負極構(gòu)成的扣式鋅-空氣電池，以φ11.6×5.4型為例。每生產(chǎn)100萬只可節(jié)省銀300～400kg;每生產(chǎn)100萬只電子手表用φ7.9×3.0的扣式空氣電池可節(jié)省銀100kg，紅濟效益顯著。
本發(fā)明的生產(chǎn)扣式空氣電極的工藝可生產(chǎn)中小電流密度工作的扣式空氣電池用空氣電極。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明屬于化學電源?？諝怆姌O是由催化層與疏水透氣層組成的。本發(fā)明的特征在于先將40～80目的鎳網(wǎng)鋪在催化層上以150～250kg/cm2的壓力壓合在一起，將催化層無鎳網(wǎng)的一面與疏水透氣層以100kg/cm2的壓力壓合在一起構(gòu)成扣式空氣電池的空氣電極薄片。
2.按照權(quán)利要求
1所述的扣式空氣電池的空氣電極工藝，其特征在于所說的疏水透氣層是按下述工藝方法制得的100毫升聚四氟乙烯乳液加入200～300毫升酒精，在水浴上加熱并不斷攪拌，使乳液凝聚。將凝聚的膠體在雙輥壓機上逐漸調(diào)整壓縮比多次折疊輾壓壓制成0.2毫米厚的薄膜，將薄膜經(jīng)丙酮抽提10小時以上，然后將其自然干燥，酒精揮發(fā)后形成均勻細小的微孔，這樣就制備出高度纖維化的聚四氟乙烯均勻微孔的疏水透氣層。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的扣式空氣電池的空氣電極工藝，其特征在于根據(jù)不同規(guī)格的扣式空氣電池的要求將空氣電極薄片沖制成不同直徑的圓片，該圓片直徑與電池殼的內(nèi)徑相同且具有0.02毫米的正公差，然后用模具將其壓入電池殼內(nèi)，使切口處鎳網(wǎng)露出部分與電池殼有良好的電接觸。
專利摘要
一種扣式空氣電池中空氣電極的工藝，屬于化學電源。該工藝的特征是制取以酒精為發(fā)孔劑并高度纖維化的聚四氟乙烯疏水透氣層，以銀為催化劑、活性碳為主體的催化層，然后催化層與鎳網(wǎng)壓合，再與疏水透氣層壓合構(gòu)成空氣電極。將這種空氣電極沖制成與扣式電池外殼內(nèi)徑相等且有+0.2公差的圓片，經(jīng)模具壓入電池殼內(nèi)，使切口部分與外殼保持良好的電接觸?？凼戒\—空氣電池可代替鋅—氧化銀電池使用，可節(jié)省大量貴金屬銀。
文檔編號H01M4/00GK85100016SQ85100016
公開日1985年11月10日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者呂鳴祥, 申群英 申請人:天津大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan