[实用新型]负极集电体具有电镀层的钮扣电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及碱性电池、特别是涉及一种碱性无汞钮扣电池。

背景技术

传统的碱性电池(包括锌-二氧化锰电池及锌-氧化银电池等)，均加入汞，汞与电池负极金属产生汞齐，以防止电池内负极锌膏与电池负极负极集电体的铁或不锈钢基层之间反应而产生氢，造成电池气胀及漏液。近年人类致力保护环境，世界各国先后推出了不少环保标准及法律，其中各国对汞的使用特别关注。汞，亦称水银，毒性非常高，口服、吸入或接触后可导致脑和肝的损伤。

为了减少使用汞，碱性柱型及钮扣电池已发现在其电池负极金属表面电镀上氢过电位较高的材料(如铟、锡等金属)以取代汞，成功防止电池内锌膏与负极集电体的钢铁或不锈钢基层之间反应而产生氢气。但这些做法还是未能完全解决电池气胀及漏液等问题，其防气胀、防漏液的稳定性、恶劣环境存放测试及较严格的破坏性试验，相对传统含汞的碱性电池，均不理想。因此，很多研究针对现时负极集电体各电镀层的的弱点而展开，包括最底层的镍镀层或铜层，之后电镀上的铟镀层、锡镀层或各合金镀层有针孔及镀层不均匀等缺点。

从电镀层解剖分析，现在的电池负极集电体内无论电镀上镍层、铜层，再电镀上铟层或锡层、铟合金层、锡合金层等，均发现负极集电体内的折弯部位(参考本实用新型图1显示出的钮扣电池的负极集电体的剖视图，A位置)，由于其形状的关系，很难均匀地电镀上金属层，这个问题成为镀层的弱点，使电池内锌膏与负极集电体的钢铁或不锈钢基层之间反应而产生氢气，出现了未能完全解决电池气胀及漏液的现象。

发明内容

本实用新型专利的目的在于提供一种更有效、均匀、少孔隙、更薄、价格便宜的电镀层、并能更有效防止气胀和漏液的无汞钮扣电池。

一种负极集电体具有电镀层的钮扣电池，包括：负极集电体1、负极锌膏2、隔膜3、绝缘密封圈4、正极粉饼5及正极壳体6；正极粉饼5填充在正极壳体6的底部，隔膜3设置于正极粉饼上，隔开正极粉饼与负极锌膏，负极锌膏2填充于负极集电体1的凹部内，上述绝缘密封圈4设置在上负极集电体1与正极壳体6之间，其特征在于：

负极集电体1的内外面电镀有镍镀层8作为底层，在负极集电体的内凹面上，在镍镀层8上还电镀有一层铟层、锡层、铟合金层、锡合金层或铟-锡合金层10。

在负极集电体的内凹面上，在镍镀层8和铟层、锡层、铟合金层、锡合金层或铟-锡合金层10之间还电镀有一层铜层或含铜合金层9。

上述含铜合金层9为锌铜合金层或铜铋合金层。

上述铜层或含铜合金层9及铟层、锡层、铟合金层、锡合金层或铟-锡合金层10由负极集电体1内凹面覆盖至负极集电体外表面不超出负极集电体顶面11。

上述镍镀层8，铜层或含铜合金层9及铟层、锡层、铟合金层、锡合金层或铟-锡合金层10的厚度分别在0.1μm至5μm之间。

上述铜层或含铜合金层9及铟层、锡层、铟合金层、锡合金层或铟-锡合金层10的厚度分别在0.1μm至2μm之间。

所述正极粉饼5为二氧化锰或二氧化锰及氧化银的混合物。

所述负极锌膏2含有氧化铟或氢氧化铟，并填充于负极集电体凹部内。

负极集电体由一层铁片或者不锈钢片制成，周边有U形回折部。

电解液中具有增加导电度的电解质。

根据法拉第定律(Faraday′s Law)金属的还原速率与电流的大小成正比。然而，若金属还原速率太快，会造成金属沉积镀件上时，外表面还原速较快将洞口封死，形成洞内留下孔隙，致使镀层不密致，不平均及有孔隙。

因此，本实用新型专利通过(1)添加增加导电度的电解质；(2)降低电镀电流使电镀层更均匀、致密、更薄来克服现有技术电池气胀及漏液等现象。

本实用新型与现有技术比较的优点及效果为：

(1)添加了增加导电度的电解质能提高金属离子浓度，大大提高了金属离子的传送速率，有助将足够的金属离子带到反应位置。特别是当镀件形状凹凸及不规则，在电镀时，形状凹凸及不规则形的镀件的不同位置其电位有所不同，高电位电镀金属层或合金层变厚，低电位电镀金属层或合金层变薄，造成不均匀的金属层或合金层，因而成为电镀层的弱点。添加了增加导电度的电解质则有效解决此问题，电镀出均匀的镀层。

(2)研究发现通过使用较低电流进行电镀，并添加增加导电度的电解质，能有效降低金属还原的速率，使各电镀层(包括镍层、铜层，以及其后再电镀上的铟层、锡层、铟合金层、锡合金层等)结构中的金属或合金沉积充填达到均匀分布且不含任何空隙。