池正极材料进行合理的配方及工艺设计，可以使得活性物质利用率达到85%以上，而对应负极利用率70%以上；80% DOD放电深度、0.1C充放循环，电池寿命达到200次以上。而且在应急状态下，将电解液注入电池盒中，快速激活电池，放电；后续，充放电，循环使用。
【附图说明】
[0044]图1碱性锌锰贮备式二次电池整体示意图；
[0045]图2碱性锌锰贮备式二次电池极群示意图；
[0046]图中:1、电池槽；2、储液槽；3、激活装置；4、正负极柱；5、极群；6、正极片；7、负极片；8、隔膜；
[0047]图3实施例1的30AH碱性锌锰贮备二次电池的1h率充放电曲线图。
【具体实施方式】
[0048]下面结合附图和实例对本发明进一步说明。以下没有特殊说明，正极片中所有组分加入量百分比均为正极片活性物质的重量百分比，负极片中所有组分加入量百分比均为负极片锌粉的重量百分比。所有材料没有特别说明均为市售。
[0049]实施例1:
[0050]首先将电解MnO2以及15%胶体石墨、5% Bi203>2% PbO放入搅拌釜中进行分散，分散时间30min，然后加入5% 1moI/L KOH溶液、I % CMC,2% PTFE及适量H2O进行搅拌分散，而后将正极浆料均匀分散至正极集流体泡沫镍中，制成正极片6 ;将Zn粉以及10%Zn0、2%胶体石墨、2% Ca(OH)2放入搅拌釜中进行分散，分散时间30min，然后加入I % CMC、2% PTFE及适量H2O搅拌分散均匀，而后将负极浆料均匀分散在负极集流体铜网表面，制成负极片7。以一片MnO2正极片6、一片Zn负极片7的方式叠成所需规格的极群5,其中，Zn负极片7的数量比MnO2正极片6多出一片；将叠好的极群5装入电池槽I中，正负极各自并联并连接正负极极柱4，引出电池端子，采用环氧树脂胶密封电池盒。最后配制以6mol/LKOH溶液为主体复配饱和ZnO的电解液，将电解液注满储液槽2，即制得碱性锌锰贮备式二次电池。
[0051 ] 在电解液储液槽中设有专门的电解液通道，通过激活装置3控制；当激活装置3打开，即顶穿电解液通道时，电解液由储液槽中迅速注入电池槽中，完成快速激活电池，进行放电。
[0052]碱性锌锰贮备式二次电池放电截止电压1.0V，放电结束后，采用0.1C恒流充电至1.65V，1.65V恒压充电至电流小于0.0lC ;充放电曲线详见图3。
[0053]实施例2
[0054]首先，将电解MnO2以及20%胶体石墨、5% Ni (OH) 2放入搅拌釜中进行分散，分散时间25min，然后加入6% 6mol/L KOH溶液、I % CMC、3 % PTFE及适量H2O进行搅拌分散，而后将正极浆料均匀分散至正极集流体泡沫镍中，制成正极片6 ;将Zn粉以及5% ZnOU %CNTs,3% Ca(OH)2放入搅拌釜中进行分散，分散时间25min，然后加入1% CMC,2% PTFE及适量H2O搅拌分散均匀，而后将负极浆料均匀分散在负极集流体铜网表面，制成负极片7。
[0055]以一片MnO2正极片6、一片Zn负极片7的方式叠成所需规格的极群5，其中，Zn负极片7的数量比MnO2正极片6多出一片；将叠好的极群5装入电池槽I中，正负极各自并联并连接正负极极柱4，引出电池端子，采用环氧树脂胶密封电池盒。最后配置以8mol/LKOH溶液为主体复配饱和ZnO电解液，将电解液注满储液槽2，即制得碱性锌锰贮备式二次电池。
[0056]碱性锌锰贮备式二次电池放电截止电压1.0V，放电结束后，采用0.1C恒流充电至
1.65V，1.65V恒压充电至电流小于0.0lCo
[0057]本发明电池虽然以附图和上述实施例进行说明，但并不限于本实施例和附图。综上可见，本发明电池不仅能够长时间处于贮备状态，一旦注入电解液，可以实现快速激活，且激活过程不会放出大量热量，无气体产生，性能安全可靠。
[0058]另外，本发明电池完全不需要初充电及浮充即可快速激活放电，放电电压、平台稳定，放电时间长；本发明电池在激活放电后，可充放电循环使用，使用寿命达200次以上。
[0059]本发明电池结构简单、操作方便，激活时间短；电池放电性能、充放循环稳定，且循环寿命长、成本低，易于制备推广。
【主权项】
1.一种碱性锌锰贮备式二次电池，包括电池槽和用于贮备电解液的电解液储液槽，所述电解液储液槽通过电解液管道与所述电池槽连接，且通过激活装置控制电解液管道开闭，在所述电池槽外部设置有正极极柱和负极极柱，电池槽内部设置有正极片和负极片，所述的正极片与正极极柱相连，所述的负极片与负极极柱相连； 所述的正极片包括活性物质、导电材料、粘结剂、正极添加剂，所述活性物质为高价态氧化物； 所述的负极片包括活性物质、导电材料、粘结剂、结构型添加剂，所述活性物质为锌粉、氧化锌，氧化锌添加量为5?10%，锌粉重量计； 所述的电解液为碱性水溶液。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述的高价态氧化物为高铁酸盐、锰酸盐、二氧化锰中的一种或多种，优选所述的高价态氧化物为电解二氧化锰。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述的正极片中导电材料为碳纤维、导电炭黑、石墨、碳纳米管中的一种或多种，正极片的导电材料加入量为0%?30%，优选10%?20%，正极片活性物质重量计；优选，所述的正极片中导电材料为石墨和碳纳米管混合物，其中石墨加入量为O?25 %，碳纳米管量为O?5 %，最优选石墨加入量12?18 %，碳纳米管量为1%?3%,正极片活性物质重量计。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述负极片中导电材料为碳纤维、导电炭黑、石墨、碳纳米管、CoO中的一种或多种，导电材料加入量为负极片锌粉重量的0%?10%;优选，所述负极片中导电材料为石墨与CoO混合物,石墨为2?4%, CoO为0.5?2%,负极片锌粉重量计。
5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述的粘结剂优选为PTFE、PVDF,SBR、PVA, CMC、环氧树脂系胶中的一种或几种，正极片中粘结剂的加入量为0%?10%，优选2%?5%，正极片活性物质重量计，负极片中粘结剂的加入量为0%?10%，优选2%?4%，负极片锌粉重量计；优选，所述的粘结剂优选为PTFE、CMC混合物，在正极片中加入量PTFE为2?4%，CMC为I?2%，正极片活性物质重量计，在负极片中加入量PTFE为I?3%，CMC为0.5?2%，负极片锌粉重量计。
6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述的正极添加剂为Bi203、Pb0、Ni(OH)2,Ce02、K2S04、K0H、酒石酸钾中的一种或多种；正极添加剂的加入量为0%?20%，优选5%?10%,正极活性物质重量计。
7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述的结构型添加剂为氢氧化钙、氢氧化钡、氧化锌，优选氢氧化钙；所述的结构型添加剂添加量为0%?20%，优选2%?10%，负极片锌粉重量计。
8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述正极片中的KOH溶液，浓度为6?lOmol/L，与正极片活性物质重量比为5:70?6:65 ;所述的电解液为含有KOH或NaOH的溶液，优选KOH溶液；电解液的浓度为3?lOmol/L，优选为6?8mol/L。
9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述的电解液中还包括缓蚀剂，所述的缓蚀剂可以是锌、铟、铅、铋、铈等金属可溶盐类、六次甲基四胺一种或多种，缓蚀剂的添加量为0%?10%，优选1%?3%，以电解液重量计。
10.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，正极片和负极片组成极群置于电池槽中，所述的极群是指正极片与负极片间隔叠加，且负极片数量比正极片多一片，正极片并联后与正极极柱连接，负极片并联后与负极极柱相连，优选在所述的集群的每个正极片与紧邻的负极片之间设有碱性防枝晶隔膜，所述的碱性防枝晶隔膜可以是PE、PP、AGS、无纺布、PP接枝膜或其复合型隔膜，碱性电池专用隔膜纸中的一种，优选为PP或无纺布与PP接枝膜的复合隔膜。
【专利摘要】本发明提供一种碱性锌锰贮备式二次电池，该电池包括电池槽和用于贮备电解液的电解液储液槽，电解液储液槽通过电解液管道与所述电池槽连接，且通过激活装置控制电解液管道开闭，在电池槽外部设置有正极极柱和负极极柱，电池槽内部设置有正极片和负极片，正极片与正极极柱相连，负极片与负极极柱相连；正极片包括活性物质、导电材料、粘结剂、添加剂；所述的负极片包括活性物质、导电材料、粘结剂、结构型添加剂；所述的电解液为碱性水溶液。本发明可以保证电池能够长时间处于贮备状态，一旦电解液注入，电池快速激活，激活过程产生少量热，几乎无气体产生，安全可靠；另外，本发明电池完全不需要初充电及浮充即可快速激活放电，放电电压、平台稳定，放电时间长；本发明电池在激活放电后，可充放电循环使用，使用寿命达200次以上。
【IPC分类】H01M10-28, H01M4-505, H01M4-38
【公开号】CN104701521
【申请号】CN201310659109
【发明人】宋永江, 曹从伟, 孙宁, 蒋敏
【申请人】常州优特科新能源科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年12月5日