专利名称：锌空电池的锌电极的制作方法
技术领域：
本发明涉及锌空电池，尤其涉及锌空电池的锌电极。
背景技术：
锌空电池以金属锌为负极活性物质，空气中的氧气为正极活性物质，两活性物质在空气电极与电解液的界面处被空气电极的催化层所催化发生电化学反应而产生电能。锌空电池原材料丰富易得、放电性能稳定、能量密度高、成本低且对环境友好，用途广泛；然而由于其锌电极存在析氢、枝晶、形变等问题造成电池容量较低、电学性能欠佳等，影响了锌空电池商业化的步伐。往锌电极中添加一定量的添加剂是改善锌电极电学性能的一个重要方法。在含有锌电极的电池中，通过利用汞将锌粒汞齐化而减缓锌腐蚀，随着社会对环境污染物含量的要求的日趋严格，汞的使用量得到了严格的控制，于是人们开始寻找其他抑制枝晶的形成、 抑制ZnO的生成、抑制腐蚀、防止钝化、改善Si的可逆性从而提高电池的性能和使用寿命的各种方法。有在锌粉中添加或混合此、Bi、Ca和Al元素，通过这些微量元素在电极内部孔道上的溶解-沉淀并积聚，提高了电极表面及内部的活性；也有在电极中加入无机和/或有机缓蚀剂来减缓锌电极的析氢量、增加锌电极的导电性，提高锌电极的放电容量；然而这些方法效果还不够理想。
发明内容
本发明的目的就是为了克服锌电极存在析氢、枝晶、形变等问题造成电池容量衰减快、电学性能欠佳以及现有通过添加Pb、Bi、Ca和Al元素或是加入无机和/或有机缓蚀剂等方法来增强电极放电容量的效果不够理想等缺陷而提供一种能够更有效地抑制析氢、 抑制锌枝晶的形成，抑制电极的钝化，更好的提高电极放电性能的锌空电池的锌电极。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种锌空电池的锌电极，由锌粉、粘结剂、电解液和微晶纤维素按重量份配比参数混合搅拌制成，所述各成分的重量份为锌粉 50、粘结剂0. 5 5、电解液40 70、微晶纤维素0. 1 0. 5。优选的，所述电解液IOOml中KOH含量35g 50g、四烷基氢氧化铵0. 3g 1. 5g、 十二烷基苯磺酸钠0. 5g 2. 5g，Zn的化合物Og 1. 5g、K2CO3 Og 15g，余量为蒸馏水。更优选，所述电解液IOOml中KOH含量50g、四烷基氢氧化铵1. 0g、十二烷基苯磺酸钠2. Og, Zn的化合物0. 9g、K2TO3 12g，余量为蒸馏水。优选的，所述S1的化合物为aiO、Zn (OH)2, Zn2CO3中的一种或几种的混合物。优选的，所述粘结剂为羧甲基纤维素钠CMC、聚乙稀酸PVA、聚四氟乙烯PTFE、聚环氧乙烷ΡΕ0、羟丙基甲基纤维素HPMC中的一种或几种混合而成。优选的，所述锌粉粒度为80目 150目，比表面积为30 100 Itl2 /g。与现有技术相比，本发明的有益效果如下
1、通过添加四烷基氢氧化铵来抑制锌枝晶的形成，提高了锌的放电性能；且更清洁、安全。2、锌电极表层吸收了添加的十二烷基苯磺酸钠，仍保持多孔结构，利于离子的扩散，抑制了电极的钝化，提高了电极的放电性能。3、孔隙率与孔径的分布均对锌电极放电性能有所影响，通过添加微晶纤维素在电极内部建立离子通道，保证电解液到达反应场所，从而进一步提高了电极的放电性能。
图1为四烷基氢氧化铵和十二烷基苯磺酸钠的不同添加量下锌空电池放电容量图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明中Si的化合物为aiO、Zn(OH)2, Zn2CO3中的一种或几种的混合物；粘结剂为羧甲基纤维素钠CMC、聚乙稀酸PVA、聚四氟乙烯PTFE、聚环氧乙烷ΡΕ0、羟丙基甲基纤维素HPMC中的一种或几种混合而成。为实验对比效果需要，以下实施例中采用的Si的化合物为&ι0，粘结剂为羧甲基纤维素钠CMC。实施例1
由锌粉、粘结剂、电解液和微晶纤维素按重量份配比参数混合搅拌制成锌电极，所述各成分的重量份为锌粉50、粘结剂3. 5、电解液60、微晶纤维素0. 35。所述电解液IOOml中KOH含量50g、四烷基氢氧化铵1. 0g、十二烷基苯磺酸钠 2. Og, Zn的化合物0. 9g、K2CO3 12g，余量为蒸馏水。实施例2
由锌粉、粘结剂、电解液和微晶纤维素按重量份配比参数混合搅拌制成锌电极，所述各成分的重量份为锌粉50、粘结剂3. 5、电解液60、微晶纤维素0. 35。所述电解液IOOml中KOH含量50g、四烷基氢氧化铵0.3g、十二烷基苯磺酸钠 0. 5g，Zn的化合物0. 9g、K2CO3 12g，余量为蒸馏水。实施例3
由锌粉、粘结剂、电解液和微晶纤维素按重量份配比参数混合搅拌制成锌电极，所述各成分的重量份为锌粉50、粘结剂3. 5、电解液60、微晶纤维素0. 35。所述电解液IOOml中KOH含量50g、四烷基氢氧化铵1. 5g、十二烷基苯磺酸钠 2. 5g，Zn的化合物0. 9g、K2CO3 12g，余量为蒸馏水。实施例4
由锌粉、粘结剂、电解液和微晶纤维素按重量份配比参数混合搅拌制成锌电极，所述各成分的重量份为锌粉50、粘结剂3. 5、电解液60、微晶纤维素0. 35。所述电解液IOOml中KOH含量50g、Zn的化合物0. 9g、K2CO3 12g，余量为蒸馏水。实施例4为对比实施例，将上述实施例分别制得的的锌电极放入一个密封的装置中，并放置在60°C的环境下存放一个月测试其产生的气体量来进行析氢量的比较，如下表所示
权利要求
1.一种锌空电池的锌电极，其特征在于所述锌电极由锌粉、粘结剂、电解液和微晶纤维素按重量份配比参数混合搅拌制成，所述各成分的重量份为锌粉50、粘结剂0. 5 5、电解液40 70、微晶纤维素0. 1 0. 5。
2.如权利要求1所述锌空电池的锌电极，其特征在于所述电解液IOOml中KOH含量 35g 50g、四烷基氢氧化铵0. 3g 1. 5g、十二烷基苯磺酸钠0. 5g 2. 5g，Zn的化合物 Og 1.5g、K2C03 Og 15g，余量为蒸馏水。
3.如权利要求2所述锌空电池的锌电极，其特征在于所述电解液IOOml中KOH含量 50g、四烷基氢氧化铵1. 0g、十二烷基苯磺酸钠2. Og, Zn的化合物0. 9g、K2C03 12g，余量为蒸馏水。
4.如权利要求1至3中任一项所述锌空电池的锌电极，其特征在于所述Si的化合物为&ι0、Zn (OH)2, Zn2CO3中的一种或几种的混合物。
5.如权利要求1至3中任一项所述锌空电池的锌电极，其特征在于所述粘结剂为羧甲基纤维素钠CMC、聚乙稀酸PVA、聚四氟乙烯PTFE、聚环氧乙烷ΡΕ0、羟丙基甲基纤维素 HPMC中的一种或几种混合而成。
6.如权利要求1至3中任一项所述锌空电池的锌电极，其特征在于所述锌粉粒度为 80目 150目，比表面积为30 100 m2 /g。
全文摘要
本发明涉及一种锌空电池的锌电极，由锌粉、粘结剂、电解液和微晶纤维素按重量份配比参数混合搅拌制成，所述各成分的重量份为锌粉50、粘结剂0.5～5、电解液40～70、微晶纤维素0.1～0.5。所述电解液100ml中KOH含量35g～50g、四烷基氢氧化铵0.3g～1.5g、十二烷基苯磺酸钠0.5g～2.5g，Zn的化合物0g～1.5g、K2CO30g～15g，余量为蒸馏水。与现有技术相比，本发明能够更有效地抑制析氢、抑制锌枝晶的形成，抑制电极的钝化，更好的提高电极放电性能。
文档编号H01M4/02GK102306794SQ20111025461
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者不公告发明人 申请人:上海尧豫实业有限公司