一次镁—二氧化锰电池的制作方法

文档序号:7099775阅读:869来源:国知局
专利名称:一次镁—二氧化锰电池的制作方法
技术领域
本发明涉及一种一次镁-二氧化锰电池,属于干电池技术。
背景技术
镁-二氧化锰电池具有许多其它系列电池,特别是锌锰干电池无可比拟的优点由于金属镁的电极电位较负,因而组成电池的开路电压和工作电压高;由于镁的电化学当量小,所以镁电池的重量比能量高;锌锰干电池中要添加数量不等的汞,因而当电池使用完扔掉后,这些废弃电池中的汞会污染土壤、江河和大气。而镁-二氧化锰电池从原材料到生产过程直至使用完后的废弃物全过程无任何污染源产生;同时镁电池还能够大电流放电等许多优点。
镁-二氧化锰电池的上述优点,引起了国内、外许多研究者的兴趣,他们早就开始对镁-二氧化锰电池进行了深入的研究。希望能以镁-二氧化锰电池替代现行的锌锰干电池,并有一些研究文章发表专利CN2257080虽然描述的是镁-二氧化锰电池,但专利讲述的是投水电池,即电池在贮存期间没有水,电池临使用前向电池内注水并立即使用。
项目年度编号99041382的镁锰861电池,虽然也是镁-二氧化锰电池,但它是迭层电池,同时它们的镁合金成份没有添加Ce、Si、Cu等元素,更未提及隔膜的制作。
由于该电池有重大的技术难关尚未突破,所以时至今日,镁-二氧化锰电池仍未实现商品化。目前来看,主要技术难点有两个;首先是镁在电池中表面容易生成一层致密的钝化膜,当电池开始放电、镁要发生氧化反应时,钝化膜阻滞了这种反应,需要时间撕破这层钝化膜,反应才能顺利进行,学术界把这种现象称为“电压滞后现象”;再者,当镁表面的钝化膜撕裂后,在镁电极上不但有需要的电极反应发生,同时电池内的水极容易和镁反应,生产氢气,这是不希望发生的付反应。水是电池中的活性物质,水生成氢气,将使活性物质消耗致使电池容量下降,生成的氢气又容易使电池“气胀”。

发明内容
针对以上所述两个技术难点,本发明的目的在于提供一种一次镁-二氧化锰电池。该电池具有容量大,放电电压高,无污染等特点为达到上述目的,本发明是通过下述技术方案加以实现的。一种一次镁一二氧化锰电池,该电池的正极材料为电解二氧化锰、乙炔黑、石墨、氯化锌及氯化镁,其特征在于,该电池的负极材料为以高纯度镁为镁合金的基底,含有质量为1%-10%的Al、0.1%-0.25%的Mn、0.5%-2%的Zn、0.1%-1%的Ce、0.05%的Cu、0.1%的Si、0.005%的Fe和0.005%Ni,余量为镁;在电池正、负极之间的隔膜材料为等重量比的甲基纤维和羧甲基纤维,含有质量为1%-15%轻质氧化镁、质量为1%-5%的铬酸锂和质量为0.1%-4%的对羟基二苯聚氧乙烯。
本发明的优点在于,与锌锰电池相比工作电压提高了20%;连续放电容量提高5倍;间歇放电容量提高50%以上;电池工作电压可在10-1秒内达到峰值。
具体实施例方式
实施实例一以高纯度镁金属为基底,添加1%的Al、0.2%的Mn、0.1%Zn、0.3%Ce、0.005%Cu、0.1%Si、0.005%的Fe和0.005%Ni,配制成镁合金,以此合金作电池负极;在隔膜的制作过程,于等重量比的甲基纤维和羧甲基纤维中,添加1%的轻质氧化镁、5%的铬酸锂和0.5%的对羟基二苯聚氧乙烯,并按通用干电池的组装方法组装成5号镁-二氧化锰电池,并对电池进行了测试,结果如下恒流40mA连续放电,终止电压1.70V,放电时间为90小时,放出容量3.2Ah;间歇放电,每天恒流40mA放电1小时,共放38天放出容量1.5Ah。
实施实例二以高纯度镁金属为基底,添加6%的Al、0.2%的Mn、0.15%的Zn、0.8%的Ce、0.005%的Cu、0.1%的Si、0.005%的Fe和0.005%Ni配制成镁合金,以此合金作电池负极,在隔膜的制作过程,于等重量比的甲基纤维和羧甲基纤维中,添加15%轻质氧化镁、1%的铬酸锂和1.5%的对羟基二苯聚氧乙烯,并按通用干电池的组装方法组装成5号镁-二氧化锰电池,并对电池进行了测试,结果如下恒流40mA连续放电,终止电压1.70V,放电时间为98小时,放出容量3.8Ah;间歇放电,每天恒流放电1小时,共放了43天放出容量1.7Ah。
权利要求
1.一种一次镁-二氧化锰电池,该电池的正极材料为电解二氧化锰、乙炔黑、石墨、氯化锌及氯化镁,其特征在于,该电池的负极材料为以高纯度镁为镁合金的基底,含有质量为1%-10%的Al、0.1%-0.25%的Mn、0.5%-2%的Zn、0.1%-1%的Ce、0.05%的Cu、0.1%的Si、0.005%的Fe和0.005%Ni,余量为镁;在电池正、负极之间的隔膜材料为等重量比的甲基纤维和羧甲基纤维,还含有质量为1%-15%轻质氧化镁、质量为1%-5%的铬酸锂和质量为0.1%-4%的对羟基二苯聚氧乙烯。
全文摘要
本发明公开了一种一次镁-二氧化锰电池,属于干电池技术。该电池的正极材料为电解二氧化锰、乙炔黑、石墨、氯化锌及氯化镁,其特征在于,该电池的负极材料为以高纯度镁为镁合金的基底,含有质量为1%-10%的Al、0.1%-0.25%的Mn、0.5%-2%的Zn、0.1%-1%的Ce、0.05%的Cu、0.1%的Si、0.005%的Fe和0.005%Ni,余量为镁;在电池正、负极之间的隔膜材料为等重量比的甲基纤维和羧甲基纤维,含有质量为1%-15%轻质氧化镁、质量为1%-5%的铬酸锂和质量为0.1%-4%的对羟基二苯聚氧乙烯。本发明的优点在于,该电池具有容量大,放电电压高,无污染等特点。
文档编号H01M4/46GK1710736SQ200510014048
公开日2005年12月21日 申请日期2005年6月28日 优先权日2005年6月28日
发明者李宏斌 申请人:李宏斌
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