本发明专利技术公开了用于锌锰电池电解液的天然提取物组合物及其用途以及锌锰电池电解液和锌锰电池，该组合物包括咪唑啉衍生物、氨基酸衍生物和甾醇衍生物；本发明专利技术的组合物具有优异的缓蚀效果和良好的导电性，耐低温性、耐高温性；其作为锌锰电池的电解液使用时，可以在非工作状态时抑制负极材料自放电性能从而可以降低电池的自损耗、大大延长电池的使用寿命，而在电池工作中由于导电性能良好可以发挥出正常的电池性能；更为重要的是，该组合物不含有重金属汞，避免了废弃电池可能带来的重金属污染，降低了后续处理成本和环境污染风险。其耐低温可以达到‑30℃、耐高温可以达到100℃。
Natural extract composition for zinc manganese battery electrolyte and its use as well as zinc manganese battery electrolyte and zinc manganese battery
The invention discloses a natural extract composition of electrolyte of zinc manganese battery and use thereof and zinc manganese battery electrolyte and zinc manganese battery, comprising the imidazoline derivatives, amino acid derivatives and sterol derivatives; the composition of the invention has excellent corrosion inhibition and good electrical conductivity, low temperature resistance, high temperature resistance; its use as a the electrolyte of zinc manganese battery, can inhibit the self discharge performance of cathode material so as to reduce the battery in the non working state of self loss, greatly prolonging the service life of the battery, and the battery at work due to good conductivity can play a normal cell performance; more importantly, the composition does not contain mercury. To avoid the heavy metal pollution of waste batteries may bring, reduce the processing cost and the risk of environmental pollution. The temperature can reach 30 DEG C, high temperature can reach 100 DEG C.
【技术实现步骤摘要】
用于锌锰电池电解液的天然提取物组合物及其用途以及锌锰电池电解液和锌锰电池
本专利技术属于电池
，具体涉及可用于锌锰电池电解液的天然提取物组合物及其用途以及由该组合物制备的锌锰电池电解液和锌锰电池。
技术介绍
锌锰电池目前仍然是消费量最大、应用最广泛的一次电池，但随着用电器具向高功率化发展，传统的锌锰电池已不能适应电器具更新的需要；因此，发达国家对传统电池的改良十分重视，以期达到延长其寿命周期的目的。锌锰干电池一般可分为酸性锌锰干电池和碱性锌锰电池，酸性锌锰干电池是以锌筒作为负极，并经汞齐化处理，使表面性质更为均匀，以减少锌的腐蚀，提高电池的储藏性能，正极材料是由二氧化锰粉、氯化铵及碳黑组成的一个混合糊状物。正极材料中间插入一根炭棒，作为引出电流的导体。这种电池是19世纪60年代法国的勒克兰谢(Leclanche)专利技术的，故又称为勒克兰谢电池或炭锌干电池；碱性锌锰电池简称碱锰电池，它是在1882年研制成功，1912年就已开发，到了1949年才投产问世。近几年，锌锰电池实现无汞化已取得突破性进展，日、欧、美生产的锌锰干电池已全部实现汞含量为零。日本早在1991年即禁止在锌锰电池中使用汞，许多厂已通过在锌片中添加其它金属元素生产无汞电池。锌锰电池的污染已引起全世界的高度重视，1992年的日、欧、美干电池会议和第四届国际废电池管理会议的话题几乎全部是一次电池的环境污染问题。由于其高毒性及污染性现在都在寻求其合适的替代物，为此研究者进行了各种尝试，首先是人们考虑从材料入手，试图从负极材料合金化、利用一些元素来替代汞元素；其次是人们也尝试通过锌电极的环境改变电极的使用寿命，在诸多的方案中，这些技术在不同程度上推动了电池技术的进步，推进了无汞化的技术进程。可是，其与含汞电池的优势相比还有一定的差距。因此，研究一种性能可替代汞，又能具备含汞电池优势的材料是本领域亟待解决的重要问题，随着电池使用的广泛性，对电池的在特殊环境中的也有了新的要求，尤其是在低于零下30℃以下；和高于100℃环境中使用的电池；因此，研究适用于高、低温且环保的电池是本领域需要解决技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可抑制负极材料自放电，耐高、低温，并且导电性能优异的环保型的锌锰电池电解液的天然提取物组合物及其用途，以及由该组合物制备的锌锰电池电解液和锌锰电池。为了达到上述目的，本专利技术所采用的方案为：一种用于锌锰电池电解液的天然提取物组合物，所述组合物包括咪唑啉衍生物、氨基酸衍生物和甾醇衍生物；所述咪唑啉衍生物具有以下分子结构：其中，R为碳原子数1-5的烷基；所述氨基酸衍生物具有以下结构式：其中，R为脂肪族基团或芳香族基团，X为有机酸根；所述甾醇衍生物具有以下结构式：其中，R为1-5碳原子的烷基。该组合物的缓蚀效率不低于75％，其具有优异的缓蚀效果和良好的导电性，其作为锌锰电池的电解液使用时，可以在非工作状态时抑制负极材料自放电性能从而可以降低电池的自损耗、耐高温、耐低温、环保、大大延长电池的使用寿命，而在电池工作中由于导电性能良好可以发挥出正常的电池性能；更为重要的是，该组合物不含有重金属汞，避免了废弃电池可能带来的重金属污染，降低了后续处理成本和环境污染风险。优选地，所述组合物中各组分的含量分别为：咪唑啉衍生物20-40wt％、氨基酸衍生物20-40wt％和甾醇衍生物20-40wt％。优选地，所述氨基酸衍生物为阳离子部分具有以下结构式的氨基酸衍生物或它们的组合物：优选地，所述氨基酸衍生物中的X为安息香酸根、醋酸根、水杨酸根或丁酸根。优选地，所述咪唑啉衍生物来自天然产物的提取物。优选地，所述氨基酸衍生物来自植物根茎叶的提取物。优选地，所述甾醇衍生物来自天然桉树叶的提取物。上述组合物应用于锌锰电池电解液的用途。一种用于锌锰电池电解液，所述电解液包括上述任一项所述的组合物。一种锌锰电池，所述锌锰电池的电解液包括上述任一项所述的组合物。本专利技术的组合物具有优异的缓蚀效果和良好的导电性，耐低温性、耐高温性；其作为锌锰电池的电解液使用时，可以在非工作状态时抑制负极材料自放电性能从而可以降低电池的自损耗、大大延长电池的使用寿命，而在电池工作中由于导电性能良好可以发挥出正常的电池性能；更为重要的是，该组合物不含有重金属汞，避免了废弃电池可能带来的重金属污染，降低了后续处理成本和环境污染风险。其耐低温可以达到-30℃、耐高温可以达到100℃。具体实施方式为了使本领域技术人员可以更好地理解本专利技术的专利技术构思，从而对本专利技术的保护范围作出更清楚地限定，下面对本专利技术进行详细说明。一种用于锌锰电池电解液的天然提取物组合物，所述组合物由咪唑啉衍生物、氨基酸衍生物和甾醇衍生物组成；所述咪唑啉衍生物具有以下分子结构：其中，R为碳原子数1-5的烷基；所述氨基酸衍生物具有以下结构式：其中，R为脂肪族基团、芳香族基团，X为有机酸根；所述甾醇衍生物具有以下结构式：其中，R为烷基；各组分的含量为：咪唑啉衍生物20-40wt％、氨基酸衍生物20-40wt％和甾醇衍生物20-40wt％。所述氨基酸衍生物为阳离子部分具有以下结构式的氨基酸衍生物或它们的组合物：所述氨基酸衍生物中的X为安息香酸根、醋酸根、水杨酸根或丁酸根。在某些实施例中，所述咪唑啉衍生物来自天然产物的提取物；所述氨基酸衍生物来自植物根茎叶的提取物，例如大豆叶；所述甾醇衍生物来自天然桉树叶的提取物。上述组合物用于锌锰电池电解液的用途。一种用于锌锰电池电解液，所述电解液包括上述任一项所述的组合物。一种锌锰电池，所述锌锰电池的电解液包括上述任一项所述的组合物。下面结合几组不同的配比来对本专利技术的技术方案做进一步的阐述。具体实施例实施例1用于锌锰电池的电解液，由以下重量份数的组分组成：氨基酸衍生物30wt％，甾醇衍生物40wt％，咪唑啉衍生物30wt％；咪唑啉衍生物的分子结构式：氨基酸衍生物的阳离子分子结构为：其阴离子部分为安息香酸；甾醇衍生物的分子结构式为：在室温条件下对各组分按照上述配比进行称重，搅拌混合即得电解液，搅拌转速为1000-2000r/min。实施例2用于锌锰电池的电解液，由以下重量份数的组分组成：咪唑啉啉衍生物40wt％，氨基酸衍生物40wt％，甾醇衍生物20wt％；咪唑啉衍生物结构为：氨基酸衍生物阳离子部分的分子结构为：阴离子部分为醋酸；甾醇衍生物的分子结构式为：在室温条件下对各组分按照上述配比进行称重，搅拌混合即得电解液，搅拌转速为1000-2000r/min。实施例3用于锌锰电池的电解液，由以下重量份数的组分组成：咪唑啉衍生物为35wt％，氨基酸衍生物35wt％，甾醇衍生物为30wt％；咪唑啉衍生物的分子结构为：氨基酸衍生物阳离子部分的分子结构为：阴离子部分为水杨酸根；甾醇衍生物的分子结构式为：在室温条件下对各组分按照上述配比进行称重，搅拌混合即得电解液，搅拌转速为1000-2000r/min。实施例4用于锌锰电池的电解液，由以下重量份数的组分组成：咪唑啉衍生物20wt％，氨基酸衍生物40wt％，甾醇衍生物40wt％；咪唑啉衍生物的分子结构式为：氨基酸衍生物阳离子部分的分子结构为：阴离子部分为丁酸根；甾醇衍生物的分子结构为：在室温条件下对各组分按照上述配比进行称重，搅拌混合即得电解液，搅拌转速本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于锌锰电池电解液的天然提取物组合物，其特征在于，所述组合物包括咪唑啉衍生物、氨基酸衍生物和甾醇衍生物；所述咪唑啉衍生物具有以下分子结构式：
【技术特征摘要】
1.一种用于锌锰电池电解液的天然提取物组合物，其特征在于，所述组合物包括咪唑啉衍生物、氨基酸衍生物和甾醇衍生物；所述咪唑啉衍生物具有以下分子结构式：其中，R为碳原子数1-5的烷基；所述氨基酸衍生物具有以下结构式：其中，R为脂肪族基团或芳香族基团，X为有机酸根；所述甾醇衍生物具有以下结构式：其中，R为1-5碳原子的烷基。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物中各组分的含量分别为：咪唑啉衍生物20-40wt％、氨基酸衍生物20-40wt％和甾醇衍生物20-40wt％。3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述氨基酸衍生物为阳离子部分具有以下结构式的氨基酸衍生物或它们的组合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：高延敏，
申请(专利权)人：高延敏，江苏叶能电池有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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