專利名稱:扣式鋅空氣電池空氣電極制作工藝的制作方法
本發(fā)明屬于化學(xué)電源。
扣式鋅空氣電池具有比能量高、材料來源豐富、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是近年來發(fā)展的一種具有較好應(yīng)用前景的微型電池。這種電池的空氣電極的制作工藝，在已有技術(shù)，例如天津大學(xué)的發(fā)明專利申請CN85100016“扣式空氣電池中空氣電極的工藝”、《電池》1986年第三期等文獻(xiàn)中已經(jīng)提出過。這些已有技術(shù)中，空氣電極通常是由不銹鋼(或鎳)金屬集流網(wǎng)、催化層和防水透氣層組成的，其中催化層是以銀或二氧化錳為催化劑，以活性炭為主體，加入少量粘結(jié)劑聚四氟乙烯乳劑構(gòu)成的，防水透氣層是由多孔聚乙烯或高度纖維化的聚四氟乙烯構(gòu)成。具體制作工藝雖有多種，但迄今為止，用這種已有技術(shù)制作的扣式鋅空氣電池，其公稱電壓僅為1.40V，15kΩ負(fù)荷電壓為1.20V～1.35V，僅能在助聽器之類的微型電器上獲得應(yīng)用，而有著廣闊市場的微型計算器和電子手表等微型電器要求電池公稱電壓為1.5V，工作電壓大于1.35V。因而現(xiàn)有技術(shù)制作的扣式鋅空氣電池不能在微型計算器和電子手表中獲得應(yīng)用。而且這些現(xiàn)有技術(shù)中空氣電極的制作工藝也較復(fù)雜，工序多，成本高。現(xiàn)有技術(shù)中沒有發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明相同的工藝。
本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提供一種空氣電極新工藝方法，使扣式鋅空氣電池開路電壓穩(wěn)定在1.5V以上，4.7kΩ負(fù)荷電壓在1.35V以上。
本發(fā)明的空氣電極直接由催化層與防水透氣層構(gòu)成，催化層由載體導(dǎo)電材料(膠體石墨、乙炔黑，活性炭)和催化劑(二氧化錳)組成，防水透氣層采用多層聚四氟乙烯薄膜組成。本發(fā)明的空氣電極中的催化層是采用下述工藝方法制得的將100克電解二氧化錳，加入0～20克膠體石墨粉、0～10克乙炔黑、0～20克活性炭、1～5克聚四氟乙烯粉料倒入球磨壇中，連續(xù)球磨數(shù)小時后，加入少量1∶1的氫氧化鉀溶液或蒸餾水，然后加壓成形，壓力不能過大，壓成不同直徑的圓形或其它形式的片狀，即制得催化層。
本發(fā)明中的防水透氣層是采用市售0.15毫米厚的普通聚四氟乙烯薄膜，多層疊合沖制成與催化層外型尺寸相同的片狀而制成的。
本發(fā)明的另一特點(diǎn)是不采用金屬集流網(wǎng)，直接將制得的催化層和防水層薄片分別裝入電池的鋼殼體內(nèi)，使催化層與鋼殼體直接接觸，借助壓力使接觸良好。
本發(fā)明采用的空氣電極制作工藝，大幅度改善了扣式鋅空氣電池的微安級放電性能，提高了電池的開路電壓和放電電壓，可使電池的開路電壓穩(wěn)定在1.5V以上，在4.7kΩ負(fù)荷時放電電壓穩(wěn)定在1.35V以上，從而使扣式鋅空氣電池接近了鋅銀電池的電壓性能，比堿錳扣式電池具有更好的電壓特性和更大的容量，擴(kuò)大了扣式鋅空氣電池的應(yīng)用范圍，可以取代鋅銀扣式電池和堿錳扣式電池，節(jié)約大量貴金屬白銀。還可以減少工序，簡化生產(chǎn)工藝，提高工效，降低成本。采用本發(fā)明制造的扣式鋅空氣電池可用于計算器、電子手表等微型電器中。
圖1是采用本發(fā)明方法制得的空氣電極的JQF6m2扣式鋅空氣電池在5.1kΩ定電阻負(fù)荷連續(xù)放電時測得的電壓曲線。電池的開路電壓為1.56V，放電電壓平穩(wěn)段為1.38V。
采用本發(fā)明的方法，以JQF6m2規(guī)格的扣式鋅空氣電池為例，將按上述工藝制得的催化層壓成厚度為1.5+0.1毫米、直徑φ11.0毫米的圓片，防水透氣層沖制成直徑φ11.0毫米的圓片，然后將二種薄片分別裝入φ11.6×5.4毫米電池殼體內(nèi)，使催化層與殼體接觸，再加上適當(dāng)壓力使接觸良好，即可制得JQF6m2規(guī)格的扣式鋅空氣電池的空氣電極。如果將催化層和防水透氣層沖制成其它厚度、直徑的圓片，就可制得不同直徑規(guī)格的扣式鋅空氣電池的空氣電極。
權(quán)利要求
1.一種扣式鋅空氣電池的空氣電極，它是由催化層與防水透氣層組成的，其特征在于催化層是以下述工藝方法制得的將100克電解二氧化錳，加入0～20克膠體石墨粉，0～10克乙炔黑，0～20克活性炭，1～5克聚四氟乙烯粉料倒入球磨壇中，連續(xù)球磨數(shù)小時后，加入少量1∶1的氫氧化鉀溶液或蒸餾水，然后加壓成形，壓成片狀，即制得催化層。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的空氣電極，其特征在于防水透氣層是采用0.15毫米厚普通聚四氟乙烯薄膜，疊合多層沖制而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的空氣電極，其特征在于不采用金屬集流網(wǎng)，直接將催化層和防水透氣層薄片裝入電池殼體內(nèi)，使催化層與殼體直接接觸，借助壓力使接觸良好。
專利摘要
一種扣式鋅空氣電池的空氣電極制作工藝，屬于化學(xué)電源。該工藝的特征是制取以二氧化錳為催化劑、以膠體石墨、乙炔黑、活性炭為載體的催化層，以普通聚四氟乙烯疊合沖制成的防水透氣層，然后將催化層和防水透氣層直接與電池殼體壓合構(gòu)成扣式鋅空氣電池的空氣電極。用這種工藝制得的扣式鋅空氣電池具有良好的電壓性能，可以取代鋅銀電池和堿錳電池，能廣泛用于微型計算器和電子手表中，并可節(jié)省大量貴金屬銀。
文檔編號H01M4/04GK87102865SQ87102865
公開日1988年11月2日 申請日期1987年4月16日
發(fā)明者潘孟蘭, 夏黎萱, 趙世村 申請人:國營第七五二廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan