專(zhuān)利名稱(chēng)：一種堿性鋅系列電池中代汞緩蝕劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及堿性鋅系列電池，特別提供了鋅系列電池中代汞緩蝕劑。
堿性鋅系列化學(xué)電源，其陽(yáng)極為鋅，陰極為二氧化錳、氧化銀、氧化汞、氧化鎳及空氣等，電解液則為堿性溶液。堿性鋅系列電池由于容量高、功率大等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的青睞，但電池中存在著較嚴(yán)重的自放電現(xiàn)象，常常加入一定量的汞(一般認(rèn)為鋅粉中含有3.6％Hg即可滿(mǎn)足電池正常使用的基本要求)。眾所周知，汞不僅對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)人體也造成極大的危害。隨著環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，用低毒或無(wú)毒緩蝕劑代替汞成為迫在眉睫的問(wèn)題。
人們常常通過(guò)使用耐蝕鋅合金、添加有機(jī)緩蝕及無(wú)機(jī)緩蝕劑等途徑達(dá)到降汞與去汞的目的。在專(zhuān)利號(hào)為4,735,876(1988)的美國(guó)專(zhuān)利中，Miura等人認(rèn)為鋅粉中含有In、Al、Mg、Pb等元素可以降低鋅粉中汞含量，而不影響電池的正常使用。Rossler等人專(zhuān)利號(hào)為4,195,120(1980)的美國(guó)專(zhuān)利中指出，聚氧乙烯磷酸酯通過(guò)在鋅表面上吸附而抑制氫氣的產(chǎn)生和鋅陽(yáng)極溶解，其含量為0.001％-5％(相對(duì)于鋅粉重量)。Katsuo等人在專(zhuān)利號(hào)為JP61,176,068(1986)的日本專(zhuān)利中指出，將鋅粉放入含有SnCL2的水溶液中進(jìn)行表面處理一段時(shí)間后，過(guò)濾、清洗、干燥，從而得到表面含有錫的鋅粉，這種鋅粉在堿液中析氫量明顯降低。
本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)毒的且效果好的代汞緩蝕劑。
本發(fā)明提供緩蝕劑主要由一些無(wú)機(jī)化合物復(fù)合而成，其分子式為MYXZ，其陰離子基團(tuán)可能為SO42-，Cl-，PO43-，SiO32-，NO3-，SCN-，OH-，S2-，、灑石酸根、檸檬酸根、偏磷酸根一種或幾種，對(duì)應(yīng)的陰離子M可以為Ca2+，Mg2+，Cs+，Li+，Na+，Al3+，Sn2+，In3+，Sb3+，Bi3+，Ga3+，Ce3+，La3+，Ag+等金屬離子中的二到五種。可以直接添加到電液中或者將鋅粉放入其水溶液中進(jìn)行表面處理，也可以?xún)煞N方法兼而有之，其含量為0.005-5％(相對(duì)于鋅粉重量，不同)。該緩蝕劑主要通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或吸附，沉積或吸附于鋅表面，對(duì)腐蝕反應(yīng)起到減緩作用。
為進(jìn)一步提高其緩蝕效果可添加一種季銨鹽型陽(yáng)離子緩蝕劑，其分子式為R1R2R3R4NBr，其中R1-R4為烷基或芳香基，其含碳數(shù)為1-18，其含量為0.0001-0.5％，作為緩蝕劑2由于其表面活性，吸附于電極與溶液界面上，陰礙H2O及OH-向電極表面擴(kuò)散，從而對(duì)鋅陽(yáng)極溶解及陰極析氫反應(yīng)起到抑制作用。這種季銨鹽型陽(yáng)離子緩蝕劑，也可單獨(dú)添加，當(dāng)然效果相對(duì)差一些。
下面通過(guò)實(shí)施例詳述本發(fā)明實(shí)例1電解質(zhì)溶液采用含有少量鋅酸鹽的40％KOH溶液；樣品鋅粒度為150-200目，純度為99.995％，取樣量為1.0g；實(shí)驗(yàn)溫度為50±1℃下述實(shí)例均是在上述實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行的。
向電液中添加由La2(SO4)3和偏磷酸鈉組成的緩蝕劑1(含量為0.3％)，鋅粉在其中儲(chǔ)存14天之后，測(cè)得析氫量為0.95ml，鋅粉在不含緩蝕劑的溶液中(即空白溶液)，在相同期間內(nèi)析氫量為13.4ml，而含Hg4％的鋅粉在空白溶液中在相同條件下，析氫量為0.41ml。
實(shí)施例2將鋅粉在含有由CeCl30.3％、CsOH0.6％、GaCl30.7％、AgNO30.4％等組成的緩蝕劑1的水溶液中進(jìn)行表面處理，然后在堿液中儲(chǔ)存14天，測(cè)得析氫量為0.45ml，接近含Hg4％的鋅粉的析氫水平。
實(shí)施例3向電液中添加十六烷基三甲基溴化銨(含量為0.02％)，鋅粉在14天儲(chǔ)存期間內(nèi)析氫量為2.55ml。
實(shí)施例4將按實(shí)例2方法處理得到的鋅粉放入含有0.03％緩蝕劑2的堿液中，在14天的儲(chǔ)存期間內(nèi)析氫量為0.35ml，優(yōu)于含Hg4％鋅粉的緩蝕效果。
實(shí)施例5向堿液中添加與實(shí)例1中相同組成及含量的緩蝕劑1和與實(shí)例3中相同含量的緩蝕劑2，鋅粉在14天的儲(chǔ)存期內(nèi)析氫量為0.55ml，優(yōu)于單獨(dú)添加兩種緩蝕劑的效果。
權(quán)利要求
1.一種堿性鋅系列電池中代汞緩蝕劑，其特征在于該緩蝕劑主要由一些無(wú)機(jī)化合物復(fù)合而成，其分子式為MYXZ，陰離子基團(tuán)X可以為SO42-，Cl-，PO43-NO4-，SiO32-，SCN-，OH-，S2-，灑石酸根，檸檬酸根，偏磷酸根中的一種或幾種，對(duì)應(yīng)的陰離子M可以為Ca2+，Mg2+，Cs+Li+，Na+，Al3+，Sn2+，In3+，Sb3+，Bi3+，Ga3+，Ce3+，La3+，Ag+等金屬離子中的二到五種，其相對(duì)于鋅粉的添加量為0.005-5％wt。
2.按權(quán)利要求1所述堿性鋅系列電池中代汞緩蝕劑，其特征在于，還可添加0.0001-0.5％wt季銨鹽的作助劑，其分子式為R1R2R3R4NBr，其中R1-R4為烷基或芳香基，其含碳數(shù)為1-18。
全文摘要
一種堿性鋅系列電池中代汞緩蝕劑，其特征在于該緩蝕劑主要由一些無(wú)機(jī)化合物復(fù)合而成，其分子式為M
文檔編號(hào)H01M2/32GK1147158SQ95112048
公開(kāi)日1997年4月9日 申請(qǐng)日期1995年10月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月11日
發(fā)明者王建明, 曹楚南, 林海潮 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬腐蝕與防護(hù)研究所