[发明专利]无汞碱性钮扣电池

说明书

技术领域

本发明涉及碱性钮扣电池，尤其是无汞碱性钮扣电池及其制造方法。

背景技术

碱性钮扣电池通常具有以下结构：正极电化学活性物质、正极杯壳体、 正负极之间的隔离垫圈、负极电化学活性物质、负极杯壳体、隔膜。套上 隔离垫圈并装有负极电化学活性物质的负极杯被容纳有正极电化学活性 物质的正极杯所包裹，负极杯封闭的凸形金属面向外，容纳有负极电化学 活性物质的开口端面向正极电化学活性物质，隔膜被置于正和负极电化学 活性物质之间。

负极电化学活性物质现有技术都用汞齐化锌粉配制而成，汞在碱性电 解液中具有很高的析氢过电位，由于汞的存在，可有效地抑制锌粉在碱性 电解液中的自腐蚀析氢。此外，汞齐化锌粉与增稠剂及氢氧化钾、氢氧化 钠或氢氧化钾与氢氧化钠混合的碱性电解液，混合后装入到负极杯壳体内 时，锌粉中含有的汞会在负极杯壳体内表的铜层上，扩散而覆盖形成高析 氢过电位的阻挡层，可有效地抑制负极杯壳体表面氢气的产生。

然而，由于环保法律、法规的限制，逐渐禁止在原电池中使用汞，迫 使原电池生产商放弃在电池中添加汞。碱性钮扣电池无汞化后，电池内部 析氢的机会高于含汞电池。由于碱性钮扣电池结构特殊(见图1-包括图 1A和1B)，电池内部物质紧密填充无空隙，没有气体缓冲的空间，即便少 量的气体也会在电池内部形成较大的压力，有可能导致电池发生漏液、膨 胀或爆炸，从而引来可靠性和安全方面的问题。

目前碱性钮扣电池无汞化，在技术上，主要采取以下措施：1.使用含 有铟等金属元素的无汞锌粉及添加抑氢缓蚀剂，减少锌阳极在碱性电解液 中自腐蚀的析氢；2.在负极杯壳体内表面电镀高析氢过电位的非汞金属， 如铟或锡，以减低锌阳极和与之接触的集流体金属间因存在电位差而引起 的放电析氢。

已有诸多的研究和专利在围绕上述的2个主题进行改进。专利 CA1106913、US6602629、US6300011、US6602629、JP2006179325、 CN200410039193、CN200620063306、CN17348131、CN1757128属于改进碱 性无汞钮扣电池锌阳极性能的类型；US6830847、EP1365459、 JP2004363125、JP2004363126、CN101271973、CN101299457、CN101075675、 CN1941461、CN101177783、CN1838457属于改进无汞电池负极集流体性能 的类型。

无论哪种方式，当负极电化学活性物质中有低析氢过电位的杂质或负 极杯壳体的制作有针孔和/或裂缝等缺陷时，电池内部便不可避免地要析 出氢气。

碱性钮扣电池无汞化后，由于原材料中存在有析氢过电位低的杂质、 零配件及装配制造过程中的机械性损伤缺陷，在组装完成后，电池的负极 上会发生析出氢气的现象，这些氢气被封闭在钮扣电池的内部，有可能造 成电池的电功能失效、内部的电解液泄漏、电池体膨胀或爆炸。

美国专利US6333123提出了在碱性圆柱电池的负极内置吸氢元件的 设计，将金属氧化物或高锰酸盐与氢重组催化剂及粘合剂混合后用隔膜包 裹起来作为独立的吸氢组件，该吸氢组件被放置在负极锌膏内，以吸收负 极放出的氢气。在该发明的设计中，吸氢组件要占据负极电化学活性物质 的空间，从而降低电池的放电容量，此专利也未见在无汞碱性钮扣电池中 有应用。

发明内容

针对现有的碱性钮扣电池无汞化技术中存在的问题，本发明提供了一 种无汞碱性钮扣电池制造技术，其中部分的技术方案如下：

1.一种无汞碱性钮扣电池，

其特征在于：

电池中的正极电化学活性物质中添加有消氢催化剂；以及

用于隔离电池中的正和负极电化学活性物质之间的隔膜为能透过 氢气的隔膜。

2.根据技术方案1的无汞碱性钮扣电池，其具有以下特征a)和/或 b)：

i.所述碱性钮扣电池由或基本上由正极电化学活性物质、正极杯 壳体、正负极之间的隔离垫圈、负极电化学活性物质、负极杯 壳体和隔膜组成；

ii.电池中的正极物质含有电化学活性物质及石墨，并加有碱性电 解液。

3.根据技术方案1-2之一的无汞碱性钮扣电池，其中所述正极电化 学活性物质是：

.电解二氧化锰、

.氧化银、

或