本发明一种提高锌电极析氢过电位的方法。
背景技术：
金属锌作为碱性电池的负极活性物质，具有较高的比能量和比功率，电极电势较负，其阳极溶解反应极化较小，电化学当量较低，电极过程可逆，且锌资源丰富，成本低。尽管如此，由于锌本身的热力学不稳定性，化学活泼性，锌电极在充放电过程中容易产生锌枝晶且易钝化或被腐蚀、变形严重。在工程实际应用中，主要采取的手段是在锌电极中加入单质汞或氧化汞使锌电极汞齐化来抑制锌电极的自放电。在锌电极中添加氧化汞的作用是，充电时HgO早于ZnO还原，还原的Hg与Zn形成合金从而提高锌电极的析氢过电位，因而可以提高锌电极的充电效率与充电深度。二次电池中添加氧化汞，除了具有以上作用外，还可以抑制在充放电循环和湿搁置过程中氢气的析出，这样就可以保持锌电极的容量以及减少锌电极的变形、枝晶生长等，同时还可以维持电池壳内压力恒定，防止电解液泄露等。但由于汞具有毒性，危害生产工人的身心健康。因此，采用其它方法来提高锌电极的析氢过电位显得尤为重要。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：提供一种提高锌电极析氢过电位的方法，以减少碱性电池用负极板的容量损失，减少锌电极形变、枝晶生长，抑制电池湿荷电过程的气体析出，防止壳体破裂，出现安全隐患。
本发明的技术方案是：一种提高锌电极析氢过电位的方法，在锌电极中加入PbO和Bi2O3。
将活性锌粉与质量百分数为0.5-1%的PbO及3-3.6%的Bi2O3混合均匀后，形成混合锌粉；然后按照100g混合锌粉加入3.0% PVA 30～31ml的比例混合形成混合锌膏，然后在集流体上铺一层云母代原纸，将混合锌膏涂覆于集流体上，形成待处理的锌电极；将待处理的锌电极经过压制、化成、干燥后，形成待用的锌电极。
所述的添加剂为分析纯试剂。
所述的活性锌粉由质量分数为70%～80%的氧化锌粉与20%～30%的锌粉组成。
所述的集流体为一定厚度经过化成处理的网状银骨架集流体，其中银质量分数为99%。
本发明的有益效果：本发明通过选择一定比例析氢过电位高的金属氧化物添加剂，以提高锌电极化成过程、充电过程的析氢过电位，减少氢气析出，从而增加充电效率。同时减少湿荷电过程锌电极的容量损失及降低锌电极的腐蚀，抑制氢气析出，减少安全隐患。
用该种锌电极组装的碱性锌银蓄电池，与采用传统制备方法制备的锌电极相比，可提高单体电池的充电电压，放电电压，减少单体电池的容量损失。
本发明与现有锌电极制造技术相比，效果明显，操作简单，无毒无害。
附图说明
图1为采用本发明技术制备锌电极过程的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明的实施例：如图1所示，将70%～80%的氧化锌与20%～30%的锌粉进行混合后，加入1%的PbO及3%的Bi2O3添加剂，将其混合均匀，并用浓度为3%的PVA水溶液将其调成膏状。在专用模具内将混合锌膏涂覆于银骨架集流体上，经过压制，化成干燥等工艺，即制备出待用的锌电极。
将待用的锌电极与银电极通过隔膜进行单装，形成极板组。将极板组装入盛装单体的容器中，加入一定量电解液即可对外供电。隔膜可以是再生纤维素膜、或聚丙烯和非编织人造纤维毡的一种或多种。电解液为浓度为35%氢氧化钾水溶液。
通过本方法制备的锌电极与传统工艺制备的锌电极均与相同的银电极组装成锌银单体电池，本方法制备的单体电池工作电压较传统锌电极的单体电池在86mA/cm2电流密度下工作时，工作电压高0.025V左右，湿荷电2个月后、循环5周次后，放电容量高30%左右。