专利名称:扣式空气电池中空气电极的工艺的制作方法
本发明属于化学电源。
扣式空气电池中空气电极的工艺在已有技术例如《电源技术》1977年第2期、日本专利(“空气电池的制造法”JP58-34568)等文献已经提出过。该已有技术中为保证空气电极的良好性能，成型工艺有几种。一种是聚乙烯粘接的空气电极，其工艺特点是先制得聚乙烯粘结活性碳的粉料，再经过热压成型，工艺复杂(《电源技术》1984年第6期)。另二种是具有氟树脂疏水透气层的空气电极的成型方法。其一是将制得的疏水透气层薄片与压入集流网的催化层薄片分别装入电池壳体内，加压成型，这种方法造成疏水透气层与催化层间出现缝隙，降低了电极的性能;另一种方法是先装入疏水透气层，再装入集流网，最后注入膏状催化剂并加压，这样虽可保证疏水透气层与催化层间的良好接触，但工艺过程复杂，效率低。(日本专利昭58-34568)构成空气电极的疏水透气层国内外已有报导，有的采用可溶性盐类作发孔剂(《电源技术》1977年NO2);有的虽用溶剂作发孔剂，但是用粉末氟塑料(《电源技术》1984年NO6)，但它们的缺点是孔径不均匀，成型困难，工艺过程比较复杂，还有一种方法是以聚乙烯-活性碳用煤油溶胀，再经过热压制备的空气电极，为提高疏水性使电极较厚，靠电极与电池底部凸起部分压合实现电接触，但是欧姆内阻较高。现有技术中末发现有与本发明相同的工艺。
本发明的目的在于提供了一种扣式空气电极中空气电极的工艺方法，制备一种疏水透气层从而简化已有的生产工艺、降低成本，提高生产率。
扣式空气电池中水份的散失是电池失效的主要原因。本发明以酒精为发孔剂制得具有高度纤维化的聚四氟乙烯疏水透气层，可有效地减少电池中水分的散失。该疏水透气层的工艺条件是100毫升聚四氟乙烯乳剂加入200～300毫升酒精，于水浴上加热并不断搅拌使乳液凝聚。将凝聚的胶体在双棍辗压机上并不断调整压缩比的情况下多次折叠辗压，压制成0.2毫米的薄膜。将该薄膜经丙酮抽提10小时以上，然后自然干燥，酒精挥发后形成均匀细小的微孔，即获得适合扣式空气电池使用的聚四氟乙烯疏水透气膜。
本发明的空气电极中的催化层是在100克活性碳中加入酒精，使之呈糊状，然后加入20克聚四氟乙烯乳液搅拌，在水浴上凝聚为胶体。将该胶体辗压成0.4毫米的薄膜。待酒精及水份自然干燥之后，在薄膜的一面上涂以5NAgNO3，并用肼还原，制得以Ag为催化剂、活性碳为主体的催化层，Ag含量为5～10毫克/〔厘米〕2。
将40～80目的镍网与催化层以200～250kg/cm2的压力压合在一起。在催化层的另一面与聚四氟乙烯疏水透气层以100～120kg/cm2的压力合在一起，压力不宜过大，否则会使疏水透气层的孔率过低。
本发明的另一要点是以聚四氟乙烯为疏水透气层的空气电极具有金属集流网，为使金属集流网与电池壳体之间形成良好的电接触，采取了将空气电极冲制成直径与外壳内径相等且具有0.02毫米正公差用模具压入电池壳内，使切口部分露出的镍网与电池壳保持良好的电接触。
图1是由恒电势测得的本发明方法制得的空气电极的极化曲线。极化的极限电流为220mA/cm2。
本发明制得的以酒精为发孔剂且具有高度纤维化的聚四氟乙烯疏水透气层可有效地减少电池中水份的散失，提高了电池的工作寿命。本发明制得的空气电极厚度为0.5～0.7mm，既保证了疏水透气层与催化层间的紧密结合，而且易于操作，根据不同规格的扣式空气电池的需要，可将空气电极冲制成不同直径的圆片，便于连续化生产，提高生产率。该空气电极由于冲制成具有空气电池外壳内径约0.2mm的正公差，镍网与电池壳保持了非常良好的电接触。用本空气电极与锌负极构成的扣式锌-空气电池，以φ11.6×5.4型为例。每生产100万只可节省银300～400kg;每生产100万只电子手表用φ7.9×3.0的扣式空气电池可节省银100kg，红济效益显著。
本发明的生产扣式空气电极的工艺可生产中小电流密度工作的扣式空气电池用空气电极。
权利要求
1.本发明属于化学电源。空气电极是由催化层与疏水透气层组成的。本发明的特征在于先将40～80目的镍网铺在催化层上以150～250kg/cm2的压力压合在一起，将催化层无镍网的一面与疏水透气层以100kg/cm2的压力压合在一起构成扣式空气电池的空气电极薄片。
2.按照权利要求
1所述的扣式空气电池的空气电极工艺，其特征在于所说的疏水透气层是按下述工艺方法制得的100毫升聚四氟乙烯乳液加入200～300毫升酒精，在水浴上加热并不断搅拌，使乳液凝聚。将凝聚的胶体在双辊压机上逐渐调整压缩比多次折叠辗压压制成0.2毫米厚的薄膜，将薄膜经丙酮抽提10小时以上，然后将其自然干燥，酒精挥发后形成均匀细小的微孔，这样就制备出高度纤维化的聚四氟乙烯均匀微孔的疏水透气层。
3.根据权利要求
1所述的扣式空气电池的空气电极工艺，其特征在于根据不同规格的扣式空气电池的要求将空气电极薄片冲制成不同直径的圆片，该圆片直径与电池壳的内径相同且具有0.02毫米的正公差，然后用模具将其压入电池壳内，使切口处镍网露出部分与电池壳有良好的电接触。
专利摘要
一种扣式空气电池中空气电极的工艺，属于化学电源。该工艺的特征是制取以酒精为发孔剂并高度纤维化的聚四氟乙烯疏水透气层，以银为催化剂、活性碳为主体的催化层，然后催化层与镍网压合，再与疏水透气层压合构成空气电极。将这种空气电极冲制成与扣式电池外壳内径相等且有+0.2公差的圆片，经模具压入电池壳内，使切口部分与外壳保持良好的电接触。扣式锌—空气电池可代替锌—氧化银电池使用，可节省大量贵金属银。
文档编号H01M4/00GK85100016SQ85100016
公开日1985年11月10日 申请日期1985年4月1日
发明者吕鸣祥, 申群英 申请人:天津大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan