[发明专利]碱锰电池集流体表面处理方法

说明书

本发明属于碱锰电池集流体表面化学镀铟处理方法。

碱锰电池在贮存期间，由于锌阳极与插入阳极中的电池集流体之间发生电化学反应而产生氢气，导致电池内压力增加，电解液从电池中排出，从而降低电池的防漏性能，在某些情况下还会引起电池爆裂或爆炸事故发生.对于无汞碱锰电池，电池集流体的表面状态对电池内产生氢气的多少影响尤为明显，必须妥善地解决这一问题。

美国杜拉塞尔公司在CN1100567A中提出一种制备电化学电池集电器的方法，该方法涉及给导线镀铟，然后将之拉细，拉细的导线被截成预定长度，一般为钉形，作为碱性电池中的集电器。具体处理工艺规程包括阴极净化、阳极净化、表面活化、电镀铟、拉伸五个步骤。但是该处理工艺存在下列不足：(1)电镀过程中采用铟阳极，一次性投资增大；(2)电池集流体两端面并无铟层，不能较好地抑制氢气析出；(3)需外加电镀电源。

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足而提出的一种碱锰电池集流体表面处理方法，该方法根据化学镀原理，直接化学镀铟于整个集流体表面而形成致密、均匀镀铟层，能够有效抑制氢气析出和防止环境污染。

为了实现上述发明目的，其技术方案是在现有技术基础上对电池集流体进行化学镀前处理，直接化学镀铟于整个电池集流体表面，镀铟后的中和、干燥。其中：1.化学镀铟

目的是在整个电池集流体表面上形成致密、均匀、导电性好、析氢过电位高的铟层，抑制氢气析出，提高电池贮存、防漏性能。

化学镀铟溶液由在同一升溶液中含有0.005-0.1mol铟盐，0.05-2mol络合剂，0.5-5mol氯化铵，0.05-2mol次亚磷酸盐，100-150ml浓氨水，余量为蒸馏水。其中，络合剂在乙二胺四乙酸盐、草酸盐、氟化物、柠檬酸盐、醋酸盐、酒石酸盐、硫氰化物、氨三乙酸、亚氨基二乙酸、乙酰丙酮中任选择1-5种物质，对于2-5种混合络合剂中各物质均可以等摩尔数混合或以不等摩尔数混合。

溶液配制方法是将计算量的络合剂、氯化铵、次亚磷酸盐、铟盐分别用蒸馏水溶解后加入槽内，搅拌均匀，再加入计算量的浓氨水，加蒸馏水至所需体积，搅拌均匀。

化学镀铟的方法是将表面活化的电池集流体浸入到镀铟槽中，即可镀上一层铟。镀液温度控制在10-92℃，时间1-60分钟。

化学镀铟溶液中铟盐提供In³⁺；络合剂能与In³⁺形成适当配位数的络离子，使形成的化学镀铟层更加致密；还原剂次亚磷酸盐能将铟络合物还原并产生In⁰，沉积于电池集流体表面；氨水、氯化铵能保证镀铟溶液pH值呈碱性，使还原剂有强的还原能力。

2.镀铟后的中和、干燥处理1)为了抑制电池集流体上的铟层变色而影响电气性能，镀铟后须用0.1-1.0mol/L酒石酸或硼酸溶液中和处理，避免残留溶液粘附于集流体表面。中和液温度控制在15-80℃，中和时间为1-60分钟。经中和处理后，用蒸馏水清洗。2)将已清洗干净后的镀铟电池集流体置于50-80℃热风吹干。若镀铟集流体不立即使用，须密封保存。

碱锰电池是当今世界民用电池中档次较高的电池产品，是我国″九五″期间重点发展的电池品种之一，它具有优越的电气性能，是当代最成功的高功率电池，也是性能价格比最佳的电池，已广泛应用于照像机、剃须刀、闪光灯、便携式收音机、BP机、CD机、电动玩具等电子装置中。但目前所生产的主要是高汞或低汞碱锰电池，汞对环境造成了极大的污染。为了保护和改善生态环境，降低汞对环境的污染，现有含汞碱锰电池已不能满足经济可持续发展战略的需要，必将被无汞碱锰电池所代替。从2005年1月1日起，国内将禁止生产汞含量大于电池重量0.0001％的碱锰电池，本发明提出的″碱锰电池集流体表面处理方法″所获得的镀铟集流体特别适合于无汞碱锰电池对高性能的电池集流体的需要。

图1为本发明的工艺流程图。

实施例1

按图1所示工艺流程图，将用于5号碱锰电池(LR₆)的铜钉集流体首先进行镀铟前处理，以获得清洁表面。其方法为：1)化学抛光

作用是整平，以获得平滑、光亮表面。

抛光液组成为：33％浓H₂SO₄，5％浓HNO₃，0.2％浓HCl，13％CrO₃，余量为水。