一种长湿寿命锌银蓄电池制造技术

本发明专利技术涉及锌银蓄电池制备技术领域，尤其涉及一种长湿寿命锌银蓄电池，由正电极、复合隔膜、负电极构成电芯，电芯和电解液封装在外壳中；所述正电极上焊有正集流条，负电极上焊有负集流条，在正集流条、负集流条上固定有聚四氟乙烯套管，所述电解液按质量百分比计由如下物质组成：KOH35％～45％、ZnO2％～5％，余量为去离子水；本发明专利技术方法操作简单，效果显著，本发明专利技术通过对锌银蓄电池中的锌负极、隔膜以及电解液进行改进，极大改善了锌银蓄电池的湿寿命，使得锌银蓄电池满足湿荷电寿命不低于1年，湿态寿命不低于2年的要求。湿态寿命不低于2年的要求。湿态寿命不低于2年的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种长湿寿命锌银蓄电池


[0001]本专利技术涉及锌银蓄电池制备
，尤其涉及一种长湿寿命锌银蓄电池。

技术介绍

[0002]锌银电池具有放电电压平稳、比能量大、比功率高以及安全可靠等优点，应用于一些对电池性能要求比较高的特殊用途中。但是锌银电池性能受隔膜材料和锌电极(负极)变形的影响，其湿寿命较短，常规的锌银蓄电池其湿荷电寿命多为2个月，湿态寿命多为6个月。锌银蓄电池湿寿命短的缺点限制了其使用领域，只能在对湿寿命要求不高的运载火箭、返回式卫星等领域使用。但根据目前我国航天领域的发展，空间站航天服配套电池要求绝对安全可靠，根据电池的使用环境，使用锌银蓄电池是最好的选择，但要求电池的湿荷电寿命不低于1年，湿态寿命不低于2年。常规的锌银蓄电池设计技术不能满足其湿寿命要求。
[0003]锌银电池的隔膜对锌银电池的性能和寿命有很大的影响，目前常用隔膜主要采用包括尼龙布、石棉纸和水化纤维素膜等。由于氧化银在碱溶液中溶解度很大、在电池充放电时，氧化银会溶解在碱溶液中生产Ag(OH)2‑
离子，其具有很强的氧化性，在离子迁移时，会氧化隔膜，造成高分子隔膜解聚损坏，同时Ag(OH)2‑
离子被还原成银颗粒沉积在隔膜上，导致电池内部断路，当温度升高时会加速银迁移的发生，直接影响电池的寿命。专利CN206297229U公开了银锌蓄电池用复合膜结构，其包括第一聚烯烃接枝膜、玻璃纸、无机膜、聚酰亚胺多孔膜、聚四氟乙烯微孔膜、聚醚砜微滤膜、聚偏氟乙烯膜、第二聚烯烃接枝膜，第一聚烯烃接枝膜位于玻璃纸的下方，无机膜位于玻璃纸的上方，聚酰亚胺多孔膜位于无机膜和聚四氟乙烯微孔膜之间，聚四氟乙烯微孔膜与聚醚砜微滤膜相连，聚偏氟乙烯膜位于聚醚砜微滤膜和第二聚烯烃接枝膜之间，该隔膜材料利用第一聚烯烃接枝膜和第二聚烯烃接枝膜都能增强耐热性，且能阻止银离子迁移的能力；无机膜提高耐高温和耐有机溶剂；聚酰亚胺多孔膜提高耐热性和具体良好的稳定性；聚四氟乙烯微孔膜具有透气不透水的特性，且具有耐高温性；聚醚砜微滤膜具有良好的稳定性和防辐射性；聚偏氟乙烯膜具有耐氧化性和耐热性能；聚乙烯微孔膜和聚丙烯微孔膜都具有良好的稳定性，价格便宜，可耐酸、耐碱和各种有机溶剂；聚酰亚胺膜具有耐高温性能和较高的导热。而《锌银电池隔膜的阻银迁移能力》(段志宇等于2009年发表)中将不同隔膜组合的锌银电池在50℃下分别湿荷电搁置30d、60d、75d和90d，测试放电容量，发现贮存时间越长，隔膜上的银迁移量越多，隔膜阻银能力下降，导致电池失效；虽然目前复合隔膜是锌银电池普遍使用的隔膜，但是仍存在复合隔膜成本较高，湿寿命不理想等问题。
[0004]同时，考虑到锌在碱性溶液中的电化学活性很大，同时热力学性质不稳定，因此，在碱性溶液中容易发生阳极氧化而放出氢气，阳极氧化反应不仅降低电池容量，析出的氢气还会增加电池内部的压力，进而引起安全隐患。
[0005]因此，对锌银蓄电池设计技术，使其满足湿寿命要求对于锌银蓄电池的应用具有积极效益。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术的不足，提出了一种长湿寿命锌银蓄电池。
[0007]具体是通过以下技术方案来实现的：
[0008]一种长湿寿命锌银蓄电池，由正电极7、复合隔膜4、负电极5由下至上依次叠放构成电芯，电芯和电解液6封装在外壳8中；所述正电极7上焊有正集流条2，负电极5上焊有负集流条1，在正集流条2、负集流条1上固定有聚四氟乙烯套管3。
[0009]所述电解液按质量百分比计由如下物质组成：KOH35％～45％、ZnO2％～5％，余量为去离子水。
[0010]所述复合隔膜由再生纤维素膜、改性非编织合成纤维尼龙布、聚丙烯和非编织人造纤维毡组成；所述改性非编织合成纤维尼龙布包覆正极，聚丙烯和非编织人造纤维毡作为辅助隔膜放在中间，再生纤维素膜为主隔膜放置在外面组成复合隔膜。
[0011]所述复合隔膜由再生纤维素膜、改性非编织合成纤维尼龙布作为外层膜，聚丙烯、非编织人造纤维毡作为中间层组成；所述改性非编织合成纤维尼龙布与正电极表面接触，再生纤维素膜与负电极表面接触。
[0012]即从正电极到负电极之间的复合隔膜位置顺序为如下两种中任一种：1)改性非编织合成纤维尼龙布、聚丙烯、非编织人造纤维毡、再生纤维素膜；2)改性非编织合成纤维尼龙布、非编织人造纤维毡、聚丙烯、再生纤维素膜。
[0013]所述改性非编织合成纤维尼龙布，其制备方法为：将碳酸锆钾70～120mg溶于聚四氟乙烯乳液100ml中，充分溶解后，放入非编织合成纤维尼龙布浸泡4～6h后，取出在室温下悬挂晾干。
[0014]所述聚四氟乙烯乳液的质量浓度为40
‑
60％。
[0015]所述负电极，其制备方法为：将氧化锌和锌粉混合均匀，制成混合锌粉，然后用质量浓度为1
‑
5％的PVA水溶液将混合锌粉调制成膏体，将膏体均匀涂敷在集流体上压制成型，然后置于室温下放置24h晾干。
[0016]所述混合锌粉中氧化锌的质量百分数为70
‑
80％，锌粉的质量百分数为20
‑
30％。
[0017]有益效果：
[0018]本专利技术方法操作简单，效果显著，本专利技术通过对锌银蓄电池中的锌负极、隔膜以及电解液进行改进，极大改善了锌银蓄电池的湿寿命，使得锌银蓄电池满足湿荷电寿命不低于1年，湿态寿命不低于2年的要求。
[0019]本专利技术通过对电池用隔膜进行改性，提高了隔膜的抗氧化能力，保证隔膜在1年的湿荷电和2年的湿态条件下不被腐蚀破坏。
[0020]本专利技术通过调节锌电极活性物质比例，改善了在长湿寿命条件下锌电极的变形。
[0021]本专利技术通过在KOH水溶液中添加ZnO，以缓解锌电极在电解液中的溶解和变形。
附图说明
[0022]图1为本专利技术长湿寿命锌银蓄电池的结构示意图；其中，1
‑
负集流条，2
‑
正集流条，3
‑
聚四氟乙烯套管，4
‑
复合隔膜、5
‑
负电极、6
‑
电解液、7
‑
正电极、8
‑
外壳。
具体实施方式
[0023]下面对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，但本专利技术并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本专利技术权利要求所要求保护的范围。
[0024]本专利技术的实施例中所述锌银蓄电池结果如图1所示，锌银需电池由负集流条1、正集流条2、聚四氟乙烯套管3、复合隔膜4、负电极5、电解液6、正电极7、外壳8构成。
[0025]所述正电极7、负电极5可采用烧结银电极工艺与涂膏锌电极制备而成；
[0026]所述复合隔膜4置于正电极7和负电极5之间，用于避免正电极7和负电极5直接接触；所述正电极7、负电极5、复合隔膜4采用叠片形式构成电芯；所述电芯的正极端通过正集流条2引出，负极端通过负集流条1引出，在正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长湿寿命锌银蓄电池，其特征在于，由正电极(7)、复合隔膜(4)、负电极(5)由下至上依次叠放构成电芯，电芯和电解液(6)封装在外壳(8)中；所述正电极(7)上焊有正集流条(2)，负电极(5)上焊有负集流条(1)，在正集流条(2)、负集流条(1)上固定有聚四氟乙烯套管(3)，所述电解液按质量百分比计由如下物质组成：KOH35％～45％、ZnO 2％～5％，余量为去离子水；所述复合隔膜由再生纤维素膜、改性非编织合成纤维尼龙布、聚丙烯和非编织人造纤维毡组成；所述改性非编制合成纤维尼龙布包覆正极，聚丙烯和非编织人造纤维毡作为辅助隔膜放在中间，再生纤维素膜为主隔膜放置在外面组成复合隔膜。2.如权利要求1所述一种长湿寿命锌银蓄电池，其特征在于，所述复合隔膜从正电极到负电极之间的位置顺序为如下两种中任一种：1)改性非编织合成纤维尼龙布、聚丙烯、非编织人造纤维毡、再生纤维素膜；2)改性非编织合成纤维尼龙布、非编织人造纤维毡、聚丙烯、再生纤维素...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥涛，初志超，邹睿，袁再芳，覃韬，李萌，余波，何玉彬，程茜，陈翔宇，邓代华，
申请(专利权)人：贵州梅岭电源有限公司，
类型：发明
国别省市：