含有组合锌缓蚀剂的锌电极及其应用的锌镍电池制造技术

本发明专利技术提供了一种含有组合锌缓蚀剂的锌电极，其材料包括以下质量分数的组分：有机缓蚀剂0.001～1％；氧化铟0.001～1％；氧化铋0～5％；导电陶瓷0.1～30％；PTFE0.5～5％；增稠剂0.1～3％；余量为氧化锌；其中，所述有机缓蚀剂选用了含F的表面活性剂。本发明专利技术还提供一种锌电极的锌镍电池以及一种同时应用了有机缓蚀剂和氧化铟的锌镍电池。其中含有组合锌缓蚀剂的锌电极，该锌电极的容量保持率高，荷电保持能力强，能够抑制自放电。能够抑制自放电。能够抑制自放电。

【技术实现步骤摘要】
含有组合锌缓蚀剂的锌电极及其应用的锌镍电池


[0001]本专利技术涉及锌电极
，具体而言，涉及一种含有组合锌缓蚀剂的锌电极及其应用的锌镍电池。

技术介绍

[0002]锌镍电池无记忆效应，工作电压适中，工作温度范围较宽。锌镍电池采用水系电解液，安全可靠，高倍率放电性能好，可快充快放。电极材料无毒无害，环境友好，电池生产、使用和回收处置安全环保。因此，锌镍电池应用领域广阔，特别是在安全性、可靠性要求高，环境适应要求高的应用领域如高速列车、飞机、战场环境等，锌镍电池是最佳电源候选之一。而且，我国锌储藏量非常丰富，价格便宜，能有效减低电池成本。然而，锌镍电池的负极活性材料导电性差且易溶于碱液，导致锌电极变形、锌枝晶等问题，进而造成电池性能下降，表现出较差的循环稳定性。
[0003]锌镍电池采用水系碱液作为电解液，负极是锌电极，金属锌在碱液中存在着热力学的不稳定性，尽管锌的析氢过电位较高，但锌负极的自放电还是很严重，甚至影响到电池的搁置寿命，影响电池在经常需要搁置的使用场景中使用。例如，锌镍电池的功率性能非常优秀，适用于汽车启动，但由于自放电太大，使其在这一领域的应用受到一定影响。尽管报道的研究工作很多，但市场上的锌镍电池自放电大多比较大，仍需继续提升电池的荷电保持能力，抑制自放电。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种含有组合锌缓蚀剂的锌电极，该锌电极的容量保持率高，荷电保持能力强，能够抑制自放电。
[0005]本专利技术还提出一种应用了上述含有组合锌缓蚀剂的锌电极的锌镍电池。
[0006]本专利技术还提出了一种锌电极中含有氧化铟，电解液中含有有机缓蚀剂的锌镍电池。
[0007]根据本专利技术第一方面的含有组合锌缓蚀剂的锌电极，其材料包括以下质量分数的组分：
[0008][0009]余量为氧化锌；
[0010]其中，所述有机缓蚀剂选用了含F的表面活性剂。
[0011]在上述方案中，通过同时添加含F的表面活性剂作为有机缓蚀剂，并同时添加无机缓蚀剂氧化铟，形成组合缓蚀剂。有机缓蚀剂与无机缓蚀剂之间存在协同效应，使得组合缓蚀剂的缓蚀效果优于有机或无机缓蚀剂。并且组合缓蚀剂的添加，明显降低了电池的自放电。
[0012]可选地，所述含F的表面活性剂为FSO、FS3100或FS31。
[0013]可选地，所述增稠剂为CMC、HEC或HPMC。
[0014]可选地，所述有机缓蚀剂的质量分数为0.05～1％。
[0015]可选地，所述氧化铟的质量分数为0.05～1％。
[0016]可选地，所述氧化铋的质量分数为3～5％。
[0017]可选地，所述PTFE的质量分数为3～5％。
[0018]根据本专利技术第二方面的锌镍电池，其包括镍电极、电解液以及上述任一所述的锌电极。
[0019]根据本方面第三方面的锌镍电池，其包括镍电极、电解液以及锌电极，所述锌电极的组分中包括氧化铟，所述电解液中包含有机缓蚀剂。
[0020]基于相同原理，向电解液内添加有机缓蚀剂，向锌电极内添加无机缓蚀剂，其缓蚀效果同样优于电池中单独添加有机或无机缓蚀剂。
[0021]可选地，所述氧化铟占所述锌电极质量分数的0.001～1％，所述有机缓蚀剂在所述电解液中的添加量为所述锌电极总质量分数的0.001～1％。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例1中电池的循环寿命曲线图；
[0023]图2为本专利技术实施例2中电池的循环寿命曲线图；
[0024]图3为本专利技术对比例1中电池的循环寿命曲线图；
[0025]图4为本专利技术对比例2中电池的循环寿命曲线图；
[0026]图5为本专利技术对比例3中电池的循环寿命曲线图。
具体实施方式
[0027]在本文中，由“一数值至另一数值”表示的范围，是一种避免在说明书中一一列举
该范围中的所有数值的概要性表示方式。因此，某一特定数值范围的记载，涵盖该数值范围内的任意数值以及由该数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围，如同在说明书中明文写出该任意数值和该较小数值范围一样。
[0028]本文使用的“约”、“近似”、“本质上”、或“实质上”包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量系统的限制)。例如，“约”可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或例如
±
30％、
±
20％、
±
15％、
±
10％、
±
5％内。再者，本文使用的“约”、“近似”、“本质上”、或“实质上”可依测量性质或其它性质，来选择较可接受的偏差范围或标准偏差，而可不用一个标准偏差适用全部性质。
[0029]在本实施方式中，FSO表面活性剂指代的是杜邦公司生产的氟碳表面活性剂FSO。其微溶于水，能溶于大多数有机溶剂(可溶度>2％)。FSO具有强烈表面活性，即使在20ppm浓度下，也能有效降低水溶液的表面张力。
[0030]在本实施方式中，FS3100表面活性剂指代的是杜邦公司生产的非离子氟碳表面活性剂，其化学结构包括部分氟化丙烯酸共聚物。
[0031]在本实施方式中，FS31表面活性剂指代的是杜邦公司生产的氟表面活性剂，不含任何VOC(挥发性有机化合物)，不含APEO(烷基酚聚氧乙烯醚)，非易燃品，可跟任何离子性的表面活性剂相容。
[0032]在本实施方式中，增稠剂CMC指代的是羧甲基纤维素钠，其为白色絮状粉末，无臭，无味，无毒。易溶于水，形成透明胶状液，溶液呈中性。对光、热稳定。
[0033]在本实施方式中，增稠剂HEC指代的是羟乙基纤维素，其以天然高分子材料纤维素为原料，经一系列化学加工而制得的非离子型纤维素醚。是一种无嗅、无味、无毒的白色粉末或颗粒，能溶解于冷水，形成透明的粘稠溶液，溶解不受PH值影响。
[0034]在本实施方式中，增稠剂HPMC指代的是羟丙基甲基纤维素，又称为纤维素羟丙基甲基醚。
[0035]本实施方式中提出一种锌电极的生产工艺均采用拉浆工艺。
[0036]具体地，在锌电极的生产工艺中，需要向配方中的物料加入纯水制得浆料，再将浆料涂覆在集流体铜网的两侧，烘干后分切成想要的尺寸，即完成锌电极极板的制作。
[0037]更具体地，在锌电极的生产工艺中，首先将CMC和适量的水溶解制备胶水，将有机缓蚀剂溶入胶水中搅拌均匀；将氧化铟、氧化铋以及导电陶瓷等粉料混匀，将PTFE以喷雾法装入物料中，边搅拌边喷雾；PTFE添加完成后将物料分多次加入到胶水中，一边添加一边搅拌，添加完成后，加快搅拌速度，搅拌至粘度符合拉浆作业要求即可；制备完成的浆料投入拉浆生产线，完成电极的生产。
[0038]在另一实施方式中还提出了一种锌镍电池，其包括镍电极、电解液以及锌电极，所述锌电极的组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有组合锌缓蚀剂的锌电极，其特征在于，其材料包括以下质量分数的组分：余量为氧化锌；其中，所述有机缓蚀剂选用了含F的表面活性剂。2.根据权利要求1所述的含有组合锌缓蚀剂的锌电极，其特征在于：所述含F的表面活性剂为FSO、FS3100或FS31。3.根据权利要求1所述的含有组合锌缓蚀剂的锌电极，其特征在于：所述增稠剂为CMC、HEC或HPMC。4.根据权利要求1所述的含有组合锌缓蚀剂的锌电极，其特征在于：所述有机缓蚀剂的质量分数为0.05～1％。5.根据权利要求1所述的含有组合锌缓蚀剂的锌电极，其特征在于：所述氧化铟的质量分数为0.05～1％。6.根据权利要求1所述的含有...

【专利技术属性】
技术研发人员：马永泉，王江林，朱军平，
申请(专利权)人：山东合泰新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：