碱性干电池正极材料及其制备方法以及碱性干电池技术

本发明专利技术涉及碱性干电池正极材料及其制备方法以及碱性干电池，属于电池领域。本发明专利技术所解决的技术问题是提供一种成本较低的碱性干电池正极材料及碱性干电池。本发明专利技术碱性干电池正极材料，包括正极活性成分，所述的正极活性成分为二氧化锰和含有钡或钙的化合物的混合物，其中，钡或钙的化合物的含量为正极活性成分的０．１～５ｗｔ％。本发明专利技术提高了碱性干电池的高功率放电性能，且成本较低，易于推广应用，为本领域提供了一种新的选择，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碱性干电池正极材料及其制备方法以及碱性干电池，属于电池领域。
技术介绍
随着科学技术的发展，数码相机、掌上电脑、MD、 CD等数码产品市场高速增长。对 电池的高功率放电性能提出了更高的要求，原电池(又称一次电池、干电池)因其具有方便 快捷、即买即用、不依赖电网使用等优点，很好地满足了随身电器电源应充分便携的要求， 获得了广泛的应用。 为适应数码相机等数码便携式设备对供电电源的要求，一方面是积极寻求一种高 功率输出特性优良的新型原电池产品，例如在专利ZL200510021003. 4中，公开了一种大电 流高功率输出特性优异的原电池产品，该电池采用羟基氧化镍、二氧化锰与锰酸盐作为电 池正极活性成分。然而，该电池正极所用羟基氧化镍材料生产成本较高，难以得到普及应 用。 另一方面，人们正在进行各种努力，如通过改善正负极活性物质以及增加活性物 质加入量等方式，以提高电池电极的反应效率和降低电池内阻，从而改善电池的高功率输 出性能。但到目前为止，其大电流高功率脉冲性能仍不尽如人意，还不能很好的满足数码相 机类电器产品的要求。本领域迫切需要一种生产成本低廉、易于大批量推广应用的高功率 电池产品。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是提供一种成本较低的碱性干电池正极材料。 本专利技术碱性干电池正极材料，包括正极活性成分，所述的正极活性成分为二氧 化锰和含有钡或钙的化合物的混合物，其中，钡或钙的化合物的含量为正极活性成分的 0. 1 5wt% (钡或f丐的化合物的含量优选为正极活性成分的0. 1 5wt% )。 其中，上述的钡或f丐化合物优选为锰酸钡或锰酸牵丐。 本专利技术采用钡或钙化合物与二氧化锰的混合物作为正极活性成分，可以改善碱性 锌_ 二氧化锰电池的大电流恒功率放电性能，满足数码相机等设备的供电电源要求。 进一步的，本专利技术碱性干电池正极材料含有正极活性成分、二氧化锰、石墨和碱性 电解液，其中，按重量百分比含有正极活性成分80 95% ，石墨3 15% ，碱性电解液2 5%。 其中，上述的碱性电解液优选为30 42wt^的K0H或Na0H水溶液。 碱性锌-二氧化锰电池在高功率放电过程中，电池正极区域的极化对电池放电反应有显著影响，如何降低正极区内阻，是改善电池高功率输出性能的关键。进一步的，为了降低正极区内阻，改善电池高功率输出性能，上述碱性电解液中还溶解有氧化锌和/或氢氧化锌，其中，氧化锌和/或氢氧化锌的含量优选为碱性电解液重量的0. 1 4% (氧化锌和/或氢氧化锌的含量最优选为碱性电解液重量的1. 0 2. 5% )。氧化锌和/或氢氧化3锌的加入主要是为了改善电池正极放电过程中的极化作用，提高电池大电流高功率放电特 性。 本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供一种制备碱性干电池正极材料的方法。 本专利技术制备碱性干电池正极材料的方法，包括如下步骤将正极活性成分与石墨 混合，加入碱性电解液，搅拌均匀后压片(压片时的压力优选为140 280kgf/cn^)、造粒、 筛分，即得；其中，上述各原料的重量配比为正极活性成分80 95% ，石墨3 15% ，碱性 电解液2 5%。 其中，上述的碱性电解液优选为30 42wt^的KOH或NaOH水溶液。 进一步的，为了改善电池正极放电过程中的极化作用，提高电池大电流高功率放 电特性，上述碱性电解液中还溶解有氧化锌和/或氢氧化锌，其中，氧化锌和/或氢氧化锌 的含量为碱性电解液重量的0. 1 4%。 本专利技术所要解决的第三个技术问题是提供一种碱性干电池正极。 本专利技术碱性干电池正极，是由上述碱性干电池正极材料与碱性干电池正极总重量0. 1 0. 3%的脱模剂混匀并压制成型而得。 一般采用模压成型，制成相应的正极环。其中，上述的脱模剂可以是碱性干电池正极常用的脱模剂，如硬脂酸等。 本专利技术所要解决的第四个技术问题是提供一种碱性干电池。 本专利技术碱性干电池含有上述碱性干电池正极材料。 进一步的，本专利技术碱性干电池含有上述碱性干电池正极。 本专利技术提高了碱性干电池的高功率放电性能，且成本较低，易于推广应用，为本领 域提供了 一种新的选择，具有广阔的应用前景。附图说明 图1是本专利技术的碱性干电池的剖面图。 其中，图中标记，1为负极端，2为密封圈，3为金属垫片，4为负极集流体铜钉，5为 负极锌膏，6为隔膜纸，7为正极环，8为正极壳。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本专利技术限 制在所述的实施例范围之中。 实施例1普通碱性干电池的制备及放电性能测试 将活性成分二氧化锰、导电石墨以120 : 4 8的重量比充分混合，接着加入 3. 5 %的碱性电解液(KOH或NaOH)，搅拌均匀后以140 280kgf/cm2的压力进行压片，之 后再造粒、筛分，形成具有一定粒度分布的正极颗粒，接着在制得正极颗粒中加入0. 1 0. 3%的硬脂酸添加剂，再通过模压成型制成正极环7 ;先将聚丙烯酸钠与铟化合物以40 60 : 1比例混合均匀，再加入到碱性电解液中(其中KOH浓度为32 42% ，负极氧化锌含 量为1 5% )制得凝胶状电解液，然后将锌粉、凝胶状电解液以300 : 130 180比例进 行抽真空搅拌，所制得胶状物质作为负极锌膏5。 电池由正极壳8、正极环7、隔膜纸6、负极锌膏5、集电体以及电解液组成。其中， 正极壳8由镀镍钢带经不等厚拉伸成型制得，并在正极壳8内表面涂覆导电石墨涂层，将正极环7装入正极壳8内，然后通过二次复压工序以2 5吨的压力施压，一方面增加正极环 的密度，增强正极颗粒间的接触，另一方面使正极环紧贴于正极壳8的内表面。经过滚槽、 涂密封剂于正极壳8开口部内表面，之后在正极环7内放入已巻绕成型的隔膜纸6，再向隔 膜内部注入约32 42% (重量百分比)的氢氧化钾水溶液作为电解液，并使隔膜纸6和正 极环7充分吸液。然后将作为负极活性物质的负极锌膏5，放入隔膜纸6内部。负极集流体 铜钉4、密封圈2、金属垫片3以及负极端1组合成集电体，最后巻边封口，从而制得碱性干 电池1#。 对上述1#碱性干电池进行恒功率放电，放电项目按IEC60086-2-2006标准中 7. 1.5规定进行。 在20°C ±2°C的恒温环境中，取9只1#电池按每1个小时进行10个循环的脉冲 放电，直至闭路电压降至1. 05V为止；其中脉冲放电是反复进行以1500mW的恒功率放电2 秒、然后以650mW的恒功率放电28秒的循环。放电结束后计算出放电至1. 05V为止的累计 循环数。 实施例2本专利技术碱性干电池的制备及放电性能测试 以锰酸钡和二氧化锰组成的二组分混合物质代替实施例1的二氧化锰作为碱性 干电池的正极活性成分，其中锰酸钡加入量为正极活性成分量的0. 1%，按实施例1的方法 制成正极环，和负极锌膏组成碱性干电池2#。 对2#碱性干电池进行恒功率放电，放电项目按IEC60086-2-2006标准中7. 1. 5规定进行。 在20°C ±2°C的恒温环境中，取9只2#电池按每1个小时进行10个循环的脉冲 放电，直至闭路电压降至1. 05V为止；其中脉冲放电是反复进行以1500mW的恒功率放电2 秒、然后以650mW的恒功率放电28秒的循环。放电结束后本文档来自技高网...

【技术保护点】
碱性干电池正极材料，包括正极活性成分，其特征在于：所述的正极活性成分为二氧化锰和含有钡或钙的化合物的混合物，其中，钡或钙的化合物的含量为正极活性成分的０．１～５ｗｔ％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁胜平，王胜兵，郭龙，雷声，钟永泽，
申请(专利权)人：四川长虹电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]