[发明专利]环保型锌锰合金及锌锰电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保型锌锰合金及锌锰电池。

背景技术

锌锰电池发展至今有100多年的历史，它价格低廉、使用方便，因此仍是使用最广，产量最大的一次电池。然而锌锰电池制造过程中添加的汞、镉、铅是公认的有毒害物质对环境影响相当严重，并危及到人身健康，在环保意识日益增强的今天，限制在电池中使用这些物质是必然的趋势。

欧盟从2008年9月26日实施新的电池及蓄电池指令2006/66/EC，新指令规定：禁止销售汞含量高于0.0005％，镉含量高于0.002％的电池(Ni/Cd和扣式电池除外)和蓄电池(不包括铅酸电池)，铅含量的限值为0.004％，超过此含量必须标注单独回收的标识，并采用金属元素Pb进行标记，但铅含量最高限度不能高于0.1％。国标GB 24427-2009对普通锌锰干电池规定的是：汞≤0.0001％，镉≤0.02％，铅≤0.2％。

现今汞在锌锰电池中已很少被采用了，但国内市场上的普通锌锰干电池含镉量和含铅量还是不低的，普通P型纸板电池镉占整节电池重量比约0.01％-0.02％，铅为0.1％-0.2％，镉铅主要在负极锌筒制造过程中加入，锌筒一般占电池总重的20％-33％，电池其它部件中的镉和铅含量极低可忽略。将镉和铅溶入锌中，在酸性电解液中，镉(-0.408)和铅(-0.126)的标准电极电位比锌(-0.761)高，能提高锌的化学活性和析氢过电位，降低析氢腐蚀速度，增加化学稳定性。在机械加工方面，适量的铅能增加锌的机械强度，特别是延展性和可加工性，镉还能增加锌的硬度。常规含镉、铅的负极锌筒制作过程一般为：

(1)纯锌熔解，加入适量镉、铅金属，形成合金。

(2)冷却成形，得到预定厚度的锌板或锌块；

(3)冲制成圆形或六角形锌饼；

(4)锌饼挤压拉伸成锌筒；

(5)切头得到预定高度的锌筒。

基于以上特点，在普通锌锰电池被禁止加入有毒的汞之后，镉和铅就是必不可少需加入到负极锌筒中的物质，并沿用至今。但镉和铅是重金属，易造成污染，应被取代。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种环保、机械性能良好的锌锰合金。

本发明所提供的锌锰合金，由如下质量百分含量的物质组成：

锰    0.01％～0.05％、

镁    0～0.0025％、

铝    0.001％～0.005％、

余量为锌和杂质。

本发明的锌锰合金，其中所述锰0.015％、镁0.001％、铝0.002％、余量为锌和杂质。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种环保、成本更低并有良好电性能的锌锰电池。

本发明所提供的环保型锌锰电池，其负极锌筒由锌锰合金制成，所述锌锰合金由如下质量百分含量的物质组成：

锰    0.01％～0.05％、

镁    0～0.0025％、

铝    0.001％～0.005％、

余量为锌和杂质。

本发明的环保型锌锰电池，其中所述锰0.015％、镁0.001％、铝0.002％、余量为锌和杂质。

本发明的锌锰合金环保、机械性能良好、抗腐蚀性能更优越，作为负极材料，在电池贮存或使用能做到比常规锌筒更不易穿孔。

本发明的锌锰电池，无毒无害对环境友好，其电性能和常规含镉、铅锌锰电池一样甚至更优，负极材料更为节省，成本更低，可替代市场上含镉、铅甚至含汞普通锌锰电池，完全解决废旧普通锌锰电池污染环境的问题。

具体实施方式

实施例

一、制作锌筒(Zn-0.015Mn-0.001Mg-0.002Al)

(1)0^#或1^#锌锭熔解，加入金属锰、镁、铝；锰的质量百分含量为0.015％、镁的质量百分含量为0.001％、Al的质量百分含量为0.002％，500℃左右保温半小时形成多元锌合金溶液；

(2)多元锌合金溶液经铸造和冷却，二辊轧机轧制得到预定厚度的锌板；

(3)锌板冲制成预定直径的小圆饼状或六角形状锌粒，锌粒在冲饼机上用凹凸模具挤压拉伸得到预定外径和壁厚的锌筒；

(4)按预定高度切除口部多余的端头得到成品锌筒(Zn-0.015Mn-0.001Mg-0.002Al)。

二、制作锌筒(Zn-0.05Mn-0.0025Mg-0.005Al)