锌—空气电池

锌—空气电池

●扣式锌空气电池市场：1990 世界101百万只

日本8—5百万

用量统计：助听器94%

BB机4%

其它用2%

日本市场：助听器59%

BB机41%

●752厂Zn—Air电池工艺

1 .C电极材料：青岛东风化工厂104型。

工艺：1）过120目 C ：AB=5 ：1混合

2）活化：活化剂：AgNO3、Fe(NO3)3、Cu(NO3)2.3H2O、NH4NO3.9H2O

Fe(NO3)3根据所需电压决定用量。

3）烘干：在1000C经常搅动1—2H，降温至80—900C，烘干为止。

4）热分解：用玻璃布包好放入铁盒内，周围用C粉保护，逐渐升温到3800C（约3H），在3800C下保温2H，自然冷却至常温。

5）热化：低压聚乙烯（分子量148000—183300）+C粉+航空煤油，加热1300C，搅动至能拉糖丝

6）倒入瓷盘，快速冷却至不烫手为止，用手搓碎后用尼龙布包住，冷压，把煤油挤掉。

7）粉碎，过60目。

8）热压：170—1800C保压2分。

9）同样压力，冷压1.5分后脱摸,用铁板压住.

10) 用苯或甲苯浸泡4—5H.

11) 抽风至无苯味,再在低于800C下烘干,烘箱不关严.

2锌电极工艺;锌粉: 上海硫酸厂工业用锌粉. 制备工艺: 1) 汞齐化:在瓷缸中H2O+HgCl2(4%Hg计),溶解,加锌粉搅匀.

2) 加二级HCl 2Kg+H2O,液面高出锌粉快速搅匀,浸泡一晚.

3) 用自来水洗,再用蒸溜水洗至无Cl—为止(用AgNO3检查).

4) 用乙醇洗。

5）用600C抽风干燥2.5H, 得含Zn 80—90%

Hg 3%

Fe 0.002以下

6) 过60目

7) 成型: 加3%纤维素粉(上海出),再加3%CMC(IH8)混合搅匀,再过60目.每片锌极重31.6g,

压力120Kg/cm2(摸具垫纸,便于脱摸).

3电液KOH d=1.3—1.4

4指标S c=50 ╳90mm2, Wc=11g, δ=1.8—2.2mm2

双电极放电至1.1V, 3A 放20AH.

5总装: 尼龙冲压壳,环氧胶粘结

●清华实验室锌空气电池工艺

1 Zn极

1）除氧Zn +HCl(1:4)→搅拌1H

2）汞齐化Zn +HgCl2 →ZnCl2 + Hg Zn : Hg=100 : 4将计算好的HgCl2量加水溶解，倒入1）中，搅拌1H。

3）冲洗Zn粉，先用自来水，再用纯水冲洗至中性，最后用酒精、丙酮冲洗，风干，或酒精冲洗后真空干燥。4）压制锌极：处理好的锌粉100g+CMC4g混合过100目筛，取20分两次装模，夹银丝网。极板面积：4ⅹ9cm,压力表指示280kg/cm2,,压力机活塞直径：56mm.

2隔膜处理

1）皂化处理将三醋酸纤维素隔膜〔C6H7O2(CH3COO)〕n放在KOH(200g)+CH3OH(800g)45℃恒温溶液内浸泡半小时，使其能对水

↓

Ag2O浸润。反应为：

〔C6H7O2(CH3COO)〕n +CH3OH --→〔C6H7O2(OH)〕n +CH3COOCH

45℃恒温（醋酸甲酯）在KOH中用水冲至中性2)Ag、Mg盐溶液浸泡，为粘上Mg、Ag离子。

在AgNO3(10g/l) + Mg(NO3)2(17.4g/l)液中浸泡45-50分。

3）40%KOH中固银：将隔膜从Ag、Mg盐溶液中提出，控干水，放在40%KOH中浸40分至棕红色。反应：

AgNO3 + KOH --→ AgOH + KNO3 + H2O Ag2O为棕红色

3C极工艺

C：青岛东风化工厂104型

1）内层：聚乙烯（1.5g）+活性碳(10g),混合,取5g+Ag(2g)混合研磨,过60目筛得C、Ag混合粉.

2）外层: 聚乙烯(2.5g) +活性碳(10g)

3）聚乙烯(1.5g) +汽油(60ml,200#),加热130℃成糊状,加入10gC,加热130℃,搅拌,趁热挤出所含汽油,搓碎60目,得

C粉.

4) Ag粉制造:

联銨在冰盐环境降温至-4--10℃,边搅拌,成白雪状.↘

AgNO3 25%水溶液加热至近沸点↗混合,Ag↓,冲洗到中性,抽滤,烘干,过200目,得Ag粉.

5) 压制C极

极板模:4ⅹ9cm2 ,压力表:450Kg/cm2 ,:压力机活塞:ф56mm,内外两层,中间夹银丝网,重4—5g.快速加热到200--220℃,保压2—3分,取下,冷压, 压力表指100Kg/cm2,冷后取出.

6) 电液KOH密度1.3—1.4

7) 装配: 隔膜包锌极,外两片C极,夹紧,C极中间通气

电池水平: 工作电压:1V,放电温度:30℃以上.

一般电流密度:111mA/cm2—140mA/cm2

最高:166mA/cm2---200mA/cm2

用168个尺寸为10ⅹ18cm2电池组装成两箱，与坦克电瓶尺寸相同。

空载电压：39.2V

起动电压: 19.6V

起动电流: 820A

*锌空电池催化电极的制备和研究王先友湘潭大学

电池2003，6，P360

催化剂的合成：La(NO3)3•6H2O: Ca(NO3)2•4H2O: Co(NO3)2•6H2O

=0.6: 0.4: 0.1 共0.05mol加入到1mol/l的100ml柠檬酸溶液中,生成的配合物在70℃下蒸发至浆糊状,再在90℃干燥2天,在200℃燃烧2小时,再在马辐炉中700℃赔烧2h,迅速冷却至室温

催化剂: 活性炭=15:85加PTFE和水调成糊状,涂到0.5×1cm2泡沫镍,烘干备用,用压片机15Mpa压力压实3分钟.

催化剂种类-0.1V时的电流-0.3V时的电流△I/△V

La0.6Ca0.4CoO315% -0.03395 -0.06754 0.168

MnO215%,CaO5% -0.02971 -0.06541 0.1785

MnO220% -0.02505 - 0.05788 0.1642

MnO25%,Ni(OH)215% -0.02640 -0.05345 0.1353

硷锰和锌空电池放电性能比较

硷锰锌空

电流/ mA 10 10

开路电压/V 1.602 1.383

终止电压/V 0.800 0.800

中值电压/V 1.273 1.202

终止容量/mAh 1205.149 1819.443

起始内阻/mΩ4531.2 4532.8

平均内阻/ mΩ4078.08 3885.26

终止时间/min 7055 10496

文献:

1高比特性实用锌空电池电源技术,2000,(2):63-66.

2实用圆柱形锌空电池的开发电池工业,2000,5(6):261-266

3 La1-x Ca x Fe1-y Co y O对氧气还原的催化活性无机材料学报,1999,14(4). 5铝空电池氧电极催化剂的工艺研究电源技术,1994,(2):23-27.

6 International Journal of Hydrogen Energy,2002,27:45-55.

7 J Electrochem Soc,1997,144:3 801-3 806.

8 Carbon-based air electrodes carrying MnO2 in zinc-air batteries J Power Sources, 2000,91:83-85