[发明专利]一种电池壳用导电涂料、其制备方法及用途

说明书

本发明提供了一种电池壳用导电涂料、其制备方法及用途，所述导电涂料包括水性乳液和导电功能材料；所述水性乳液包括树脂、偶联剂和乳化剂。本发明中，使用新型导电涂料，不但可以提高电池壳和正极环接触面积，增加集流效果和导电性，又能有效减少长期贮存期间电池壳中不利于电池的金属元素的扩散，提高了碱锰电池长期贮存放电性能，大大减少了电池的长期贮存后的漏液率。

技术领域

本发明属于碱锰电池的技术领域，涉及一种电池壳用导电涂料、其制备方法及用途。

背景技术

随着碱锰电池作为环保型物美价廉日用商品，持续受到市场欢迎，目前市场应用广阔，发展前景良好。近年来随着技术进步和市场需求改变，碱锰电池要求高功率放电及长的贮存寿命，市场需求碱锰电池的贮存寿命普遍大于5年，并追求10年的长保质期。碱锰电池生产过程中，钢壳作为容器外壳，又作为正极环(活性物质二氧化锰)的集流体，和正极环接触的导电性特别重要。因钢壳是金属，表面光滑，和正极环接触点少，一般都会在钢壳表面喷涂一层导电剂，增加接触面积从而增加导电性。另外，钢壳主要成分是铁，而铁是碱锰电池的有害杂质，长期碱性环境贮存，钢壳能有轻微铁扩散到负极，引起电池负极锌的自放电，产生氢气，从而引起电池漏液失效。目前钢壳表面镀镍处理和喷涂石墨乳处理抑制铁的扩散。

CN111162278A公开了一种碱锰电池用导电剂，所述导电剂由树脂组合物与导电功能材料混和均匀而成；其中，树脂组合物成份占20～100重量份，导电功能材料成份占50～100重量份；所述树脂组合物的材料配方比例按重量份计如下：热塑性橡胶30～60份，增粘树脂40～60份，增塑剂4～10份，抗氧剂及其它助剂0.5～1份；其中，热塑性橡胶为溶聚丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物或其混合物中的任意一种或几种。

CN1390894A公开了一种电池壳内壁导电涂料，其重量份数组成如下：树脂10～20份、导电粉30～50份、有机溶剂30～60份，所述树脂是聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂一种或一种以上，其制备方法是先将聚氨酯树脂与分散剂混合，加入有机溶剂和导电粉，最后加入导电助剂。

CN1481038A公开了一种碱锰电池用导电剂及其生产方法。属精细化学材料领域。目的是提供一种使用方便成本低的碱锰电池用导电剂及其生产方法。其技术方案为：一种碱锰电池用导电剂由树脂组合物溶液与导电功能材料混炼而成；其混炼成份的重量份比为：乙烯类树脂10～30份，共聚类树脂5～15份，偶联剂1～2份，酮类溶剂80～160份，酯类溶剂20～40份，苯类溶剂20～40份，烷类溶剂20～40份，四氢呋喃20～40份，增塑剂5～10份；导电功能材料包括石墨或炭黑50～100份；其生产步骤为：树脂组合物混料→搅拌使树脂溶解→加入导电功能材料搅拌润湿→研磨分散→成品检验包装进库。该文献中所提供的方法使用了有机溶剂，存在不环保的问题。

以上三个已公开的专利文献均存在一些相同的问题，不论是导电剂还是导电涂料，当应用于碱锰电池中时，导电性一般，且长期存放后在碱性电解液中和钢壳结合变差，不能阻止钢壳铁的扩散。无法满足目前市场上10年保质期的需求。

目前国内碱锰电池用的导电剂仍为通用型导电剂，在碱锰电池中使用存在如下不足：1)该导电剂的涂膜电阻大，一般大于300Ω/膜长5.0cm×宽1.5cm×厚60μm，有的高达数KΩ/膜长5.0cm×宽1.5cm×厚60μm，用它制造的碱锰电池，其内阻大，大功率放电的电流值低；2)这种导电剂的涂膜与钢壳的粘附一般属物理粘附，粘附力不足，导致电池内阻大，大功率放电的电流值低另外，用这种导电剂制得的碱锰电池的自放电量大，会导致电池在储存时电性能下降过快。

如何提高钢壳内壁和正极环接触面积，既增加集流效果和导电性，又能有效减少长期贮存期间钢壳中不利于电池的金属元素的扩散，同时还要提高碱锰电池长期贮存放电性能，减少电池的长期贮存后漏液率，这是亟待解决的技术问题。

发明内容