[发明专利]一种刮浆制备锌电极的方法

说明书

技术领域

本发明属于锌电池用锌电极制备技术领域，特别是涉及一种刮浆制备锌电极的方法。

背景技术

目前，制作锌电池用锌电极的主要方法包括：粉末压成法、涂膏法及电沉积法。粉末压成法制备锌电极主要过程包括：将含有粘结剂的锌活性物质直接压于导电骨架上，模压成型，该方法制备的电极厚度较厚，并且不均匀、强度差，电极在充放电过程中极化较大、变形严重，进而导致电池后期性能下降迅速，缩短电池寿命，并且不能连续化生产以及容易污染环境等不足；涂膏法制备锌电极主要过程包括：将活性物质中加入适量的粘结剂，调成膏状，涂于导电骨架上，模压成型，该方法制备的锌电极，活性物质循环性能较好，但不能实现连续化生产，质量一致性水平较低；电沉积式制备锌电极，需要消耗大量电能，一般只限于高速率放电的一次贮备电池。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的问题，提供了一种操作简单、可连续化生产、制成的电极分布均匀性好、厚度薄，从而改善大电流密度放电性能的刮浆制备锌电极的方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题采用的技术方案是：

刮浆制备锌电极的方法，包括以下过程：

(1)按比例制备锌浆：

先按质量百分比为0.1％～5％将粘结剂加入到热水中，搅拌至溶解并成透明状粘结剂水溶液，冷却至室温；再按固体含量为锌活性物质质量百分比0.2％～2％称取粘结剂水溶液，将粘结剂水溶液和蒸馏水混合搅拌均匀后，加入含有添加剂的锌活性物质混合搅拌成锌浆；

其中：粘结剂为甲基纤维素MC、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素HPMC、聚乙烯醇PVA、聚环氧乙烷PEO、聚四氟乙烯PTFE及丁苯橡胶SBR的一种或几种混合成的耐碱性粘结剂；

锌活性物质为含质量百分比0.5％～3％添加剂的锌粉或氧化锌粉或锌粉与氧化锌粉的混合物；

其中：添加剂为铍、镁、钙、锶、钡、铝、镓、铟、铊、锡、铅、铋、钛、铬、锆、镉、汞、钇、镧系元素，及其氧化物或其氢氧化物中的一种或几种混合物；

(2)将混合成的锌浆置于电极刮浆用装置的浆槽中，导电骨架自下至上穿过浆槽，使导电骨架两面粘上浆料，再穿过浆槽上面两刮具的间隙，刮掉多余的浆料，制备出连续电极带；

(3)将连续电极带烘干、辊压后裁剪成所需尺寸的锌电极片，然后将导耳处清洗干净，再进行点焊或辊焊导耳，得到锌电极。

本发明还可以采取如下技术措施来实现：

刮浆制备锌电极的方法，将所述(1)中粘结剂水溶液加入淀粉溶液，搅拌均匀，然后再将含有添加剂的锌活性物质混合成锌浆；

其中：淀粉溶液的配制方法是按1％～2％的质量百分比称取淀粉，将其慢慢加入到100℃的热水中，搅拌2min后，冷却至室温。

刮浆制备锌电极的方法，所述淀粉溶液固体质量百分含量为锌活性物质的0.1％～1％。

刮浆制备锌电极的方法，所述导电骨架为金属拉网、金属编织网、冲孔金属网或泡沫金属网之一种。

刮浆制备锌电极的方法，所述(3)中导耳处清洗设备为干粉清洗机。

刮浆制备锌电极的方法，所述导电骨架上的金属为银、铜、镍、带镀层的铜或带镀层的镍，所述镀层材料为锌、铅、银、锡中一种。

本发明具有的优点和积极效果是：由于采用了刮浆制备锌电极的方法，实现电极薄、均匀性好，强度好，具有良好的大电流密度放电性能，从而提高了电池的比功率和比能量。同时刮浆方法可以连续进行，操作简单、能节省大量的人力物力，提高电极的质量一致性水平及电池生产效率，同时对生产环境污染小，解决了目前传统方法不能实现电极自动化连续生产的问题。

附图说明

图1为本发明刮浆制备锌电极的装置示意图，

图2为本发明刮浆制备锌电极的锌电极剖视图，

图3为本发明刮浆制备锌电极的均匀性测试分布图；

图4为本发明刮浆制备锌电极与压成式锌电极均匀一致性比较图；

图5为本发明刮浆制备锌电极在166mA/cm²电流密度下的放电曲线。

图中的标号分别为：1-浆槽；2-刮刀；3-导电骨架；4-锌活性物质。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参照附图1-5：

实施例1：

2％ HPMC溶液的配制：

称取2gHPMC粉，将其慢慢加入到98g 80℃左右的蒸馏水中，不断搅拌，直至溶解成透明状，冷却至室温。

锌浆的合成：