一种球状、类球状锌粉的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子材料技术领域，特别涉及一种球状、类球状锌粉的制备方法。
【背景技术】
[0002]目前制备锌粉主要采用的雾化法。雾化法的介质有高压空气、高压惰性气体和高压水。由于高压惰性气体和高压水的生产成本比较高，所以目前最常见的是高压空气作为介质制备锌粉，雾化法的冷却介质分为空气冷却和水冷却，目前常用的是空气冷却介质。
[0003]例如现有技术CN1529369A公开了一种无汞碱锰电池用锌粉的方法，其特征在于先将熔点高的铝和/或钙于开始熔化时就置于中频感应炉底部，等锌锭完全熔化后，于炉温为550°C?640°C条件下加入铟和铋，进行合金化，连续均匀地搅拌3?4分钟，再将中频感应炉旋至85KW升温8?14分钟，控制温度为650?720°C，然后停止加热，趁热倾倒入中间包进行雾化过程，然后进行筛分除去粒度大于850μπι的颗粒，最后进行颗粒均匀化处理即得成品。
[0004]CN103100709A公开了一种数码产品的碱性锌锰电池用锌粉的方法，其特征在于，包括以下几个步骤:步骤Α:将锌锭加热至490°C至640°C，添加铟、铋、铝、镁中的至少两种元素合金化;步骤B:将步骤A所得到的合金锌液进行雾化，形成锌粉体;步骤C:该步骤B所得到的粉体经过振动筛的分级后，即得到碱性锌锰电池用锌粉。
[0005]雾化法制备锌粉由于受其工艺的影响，其存在的技术问题及缺陷存在以下几个方面:
[0006]1.雾化法制粉桶工艺一般都是半敞开式系统，很容易受到客观因素主要是外界因素的影响，比如:外界温度、湿度、风力等，所以雾化法制备的锌粉质量受外界干扰相对比较大。
[0007]2.雾化法的制备的锌粉形貌大多呈无规则形状，主要是棒状、针状，片状等，因此，其比表面积相对较大，化学活性相对较高，不利于碱性电池长时间的储存(10年)。
[0008]3.雾化法制备的锌粉由于其雾化介质和冷却介质都是空气，所以其氧化度相对较高，一般达到0.2 %以上，且其锌粉不利于长时间仓储。
[0009]4.雾化法制备的锌粉松密度一般都在3g/cm3以下，因此制作的碱性电池比容量很难再提尚。
【发明内容】
[0010]鉴于现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种球状、类球状锌粉的制备方法，包括:
[0011 ] (1)、制备锌合金液，锌合金直径范围为，溶剂包括，浓度范围为；
[0012](2)、将步骤(1)的锌合金液加入离心雾化设备，通过喷嘴小孔，流入高速旋转的转盘，然后锌合金液被转盘甩出，并在含有一定比例的氧气和惰性气体的离心雾化桶内，经过筛分分级出球状或类球状锌粉。
[0013]所述筛分分级出球状或类球状锌粉的粒径优选分布在25μηι?150μηι，优选松装密度在 3.0g/cm3 ?5.0g/cm3。
[0014]综合考虑离心雾化制粉工艺的锌粉形状、碱锰电池电性能的要求以及离心雾化设备自身的特点通过大量实验选定上述优选的参数。该参数制得的球状、类球状锌粉可以达到市场对碱锰电池各项电性能的要求。且该方法的直收率可以达到95%以上。
[0015]然而，采用其他离心雾化方法，进一步粒径筛分，只能得到松密度为3g/cm3以下的产品；且多为棒状、针状，片状等，比表面积相对较大，化学活性相对较高，不利于碱性电池长时间的储存(10年)。
[0016]所述锌合金液为合金化后锌合金液，该合金液是通过在锌锭恪化之后，在450?600°C之间添加一定比例100?500ppm的In、Bi两种元素，或者另外按一定比例0?300ppm的添加Al、Ca等其中1种或2种元素进行合金化形成锌合金液。
[0017]所述步骤(2)中将步骤(1)的锌合金液加入离心雾化设备的中间保温炉内保温温度一般控制在450?700°C之间，打开流量控制阀，通过喷嘴小孔，喷嘴小孔直径为1?5mm之间。
[0018]所述转盘的材料可以是石墨、陶瓷、铁质、钛合金等一种或者多种组合。
[0019]所述转盘的形状和构造可以是无弧度的平滑圆盘、有一定弧度的杯子形状或碗状，直径在3?10cm之间。
[0020]所述高速指的转速范围在12000?30000转/分。
[0021]所述惰性气体可以是氮气或者是氩气。
[0022]所述氧气和惰性气体的体积比例<1/10(V/V)。
[0023]所述锌合金是指在锌锭恪化之后，在450?600°C之间添加一定比例100?500ppm的In、Bi两种元素，或者另外按一定比例0?300ppm的添加Al、Ca等其中1种或2种元素进行合金化形成锌合金。
[0024]所述方法制备得到的球状、类球状锌粉主要用于碱性锌锰电池负极材料中。如数码相机、遥控器、玩具等使用的碱性电池。
[0025]本发明相对于现有技术的有益效果包括:
[0026]主要是在密闭的集粉桶内进行生产锌粉，且在含有一定氧气的惰性气体的保护下完成，解决了雾化法制备锌粉的质量稳定性相对差，生产的锌粉形貌无规则引起活性较高，造成电池长期存放过程中出现自放电引起的安全问题，且松装密度已经很难再提高等问题。因离心法制备的球状、类球状锌粉通过调节转速来调整锌粉粒度分布和粒径大小，通过调节集粉桶的含氧量，来调节锌粉的形貌、形状和松装密度大小。从而实现碱性锌锰电池的高容量、高功率、高储存寿命的综合性能。
[0027]锌粉可用于碱性锌锰电池的负极材料，制作的电池具有高比容量、高功率、高储存寿命等较好的综合电性能。此离心法制备锌粉的工艺流程短，受干扰因素少、能耗低。
【附图说明】
[0028]本发明所用离心物化设备示意图，其中，1-离心雾化设备;2-锌合金液;3-漏包;4-转盘;5-高速马达，6-锌粉。
【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但发明的实施方式不限于此。
[0030]实施例1
[0031]采用图1所示的设备。一种球状、类球状锌粉的制备方法，包括:
[0032](1)、制备锌合金(具体化学成分有In、Bi两种，必要