本发明专利技术提供了一种碱锰电池的正极，以正极的总质量为基准，所述正极中含有0.1-1wt%的正极添加剂；所述正极添加剂的粒径为1-1000nm，所述正极添加剂为氧化镥（Lu2O3）和/或氢氧化锆。本发明专利技术还提供了采用该正极的碱锰电池。采用该正极的碱锰电池，内阻减小，电压值增大，同时其放电容量和储存性能得到提高。
【技术实现步骤摘要】
一种碱猛电池的正极和一种碱猛电池
本专利技术属于碱性电池领域，尤其涉及一种碱锰电池的正极和一种碱锰电池。
技术介绍
随着各种高档电器和电动玩具的发展，对碱性电池恒阻连续放电性能的要求是越来越高。内阻小，自放电低，大电流连续放电性能好的电池越来越受到人们关注。目前，国内外企业通过各种途径提高电池放电性能，例如通过优选电池原材料、提升电池内部空间来提高电池容量，通过添加各种添加剂来改善电池储存性能和大电流放电能力。在碱性电池正极中加入一定量的活性或非活性添加剂，对电池性能有一定的促进作用。例如，CN1123584A公开了一种二氧化锰电极，通过在常规二氧化锰电极中添加O.1%_5%锐钛矿型二氧化钛，由此制得的LR6电池能得到5%左右的寿命改进。但采用该锐钛矿型二氧化钛添加剂的电池的内阻增大，电池大电流放电容量降低。CN1357934A 一种锌锰电池，通过在二氧化锰电极中添加五氧化二钒、五氧化二铌、 五氧化二钽以及锐钛矿型二氧化钛，以延长电池的中、高倍率放电时间，增加其脉冲放电次数，但对电池的储存放电性能并没有改善，且对高倍率放电容量提高也并不明显。
技术实现思路
本专利技术解决了现有技术中存在的碱锰电池内阻大、放电容量和储存性能较差的技术问题。本专利技术还提供了一种碱锰电池的正极，以正极的总质量为基准，所述正极中含有O.l-lwt°/o的正极添加剂；所述正极添加剂的粒径为1-1OOOnm,所述正极添加剂为氧化镥 (Lu2O3)和/或氢氧化错。本专利技术还提供了一种碱锰电池，所述碱锰电池包括正极、负极和电解液，其中，所述正极为本专利技术提供的正极。本专利技术中，通过采用粒径为1-1OOOnm的氧化镥和/或氢氧化锆作为正极添加剂，能有效降低采用该添加剂的碱锰电池的内阻，并提高其放电容量和储存性能。由表I 中可以看出，采用本专利技术的正极添加剂的碱锰电池S1-S15的电压值为1.637-1.651V，内阻为40-50πιΩ ；3. 9Ω恒阻连续放电时间长达418min以上，10 Ω恒阻连续放电时间长达 1254min以上，比对比例中的电池样品DSl-DSlO的放电时间长10%以上；电池经60°C储存 40天后，3. 9Ω恒阻连续放电时间长达316min以上，10Ω恒阻连续放电时间长达1082min 以上，相对于储存前容量仅下降10-20%，明显优于对比例中的各电池样品DS1-DS10。具体实施方式本专利技术提供了一种碱锰电池的正极，以正极的总质量为基准，所述正极中含有O.l_lwt%的正极添加剂；所述正极添加剂的粒径为1-1OOOnm,所述正极添加剂为氧化镥和/或氢氧化锆。现有技术中也有采用在二氧化锰电极中添加各种添加剂，例如锐钛矿型氧化钛、 氧化镧、氧化镱或氢氧化镱。本专利技术的专利技术人通过实验发现，采用该类添加剂时会增加电池的内阻，电池的高倍率放电容量提高也不够理想。而本专利技术中，专利技术人发现通过采用粒径为1-1OOOnm的氧化镥和/或氢氧化锆作为正极添加剂，能有效降低采用该正极添加剂的碱锰电池的内阻，并提高其放电容量和储存性能。具体由表I中可以看出，采用本专利技术的正极添加剂的碱锰电池S1-S15的电压值为1. 637-1. 651V，内阻为40-50ι Ω ；3. 9Ω恒阻连续放电时间长达418min以上，10 Ω恒阻连续放电时间长达1254min以上，比对比例中的电池样品DSl-DSlO的放电时间长10%以上； 电池经60°C储存40天后，3. 9 Ω恒阻连续放电时间长达316min以上，10 Ω恒阻连续放电时间长达1082min以上，相对于储存前容量仅下降10_20%，明显优于对比例中的各电池样品 DS1-DSIOo本专利技术的专利技术人认为本专利技术中所采用的纳米级的氧化镥和/或氢氧化锆能填充在二氧化锰层间隙和粒子空隙内，使粒子之间有更好的接触，降低欧姆电阻，同时与电解液反应，形成新的电极空隙，从而有利于电解液中H+的迁移，加快质子在二氧化锰固相内的扩散速度，降低电化学极化，提高活性物质利用率，从而有效提高本专利技术的碱锰电池的恒阻连续放电性能和储存性能。优选情况下，所述正极添加剂的粒径为10-100nm。 所述正极添加剂的含量不宜过少，否则其对内阻、放电容量和储存性能的改善作用太小；其含量也不宜过多，否则将增加电池的内阻，放电容量和储存性能反而会下降。优选情况下，以正极的总质量为基准，所述正极添加剂的含量为O. 6-0. 8wt%。作为本专利技术的一种优选实施方式，本专利技术中，所述正极添加剂采用氧化镥和氢氧化锆的混合物。更优选情况下，以正极的总质量为基准，氧化镥的含量为O. 2-0. 5wt%，氢氧化锆的含量为O. 2-0. 5wt%。本专利技术中，所述正极添加剂仅需通过物理混合的方法添加至正极中即可，没有特殊要求。例如，所述正极添加剂可以通过机械搅拌的方式，使其与正极中的其它组分混合均匀。作为本领域技术人员的公知常识，所述碱锰电池的正极中含有正极活性物质、导电剂和KOH水溶液，其中正极活性物质为电解二氧化锰(EMD)，导电剂为普通石墨和/或膨胀石墨。所述KOH水溶液用于用作锰环成型时的粘结剂，同时传导H+。作为本专利技术的一种优选实施方式，以正极的总质量为基准，所述正极中含有 86-90wt%的电解二氧化锰，4-6wt%的质量浓度为40%的KOH溶液和4_6wt%的膨胀石墨。本专利技术提供了一种碱锰电池，所述碱锰电池包括正极、负极和电解液，其中，所述正极为本专利技术提供的正极。所述负极的具体组分为本领域技术人员所公知，包括无汞锌合金粉和凝胶剂溶液。所述凝胶剂溶液为架桥分枝型聚丙烯酸型高分子凝胶剂溶液。本专利技术中，所述术语“无汞”是指他们含有市场上可购得的“纯”锌中存在的少量残存的汞，以及在其它电池组分中存在的任何痕量汞。以100万重量份的电池总重量为基准，其中汞的总含量低于50重量份， 即可称为“无汞电池”或“不加汞的电池”。优选情况下，以负极的总质量为基准，所述负极中含有65_70wt%的无汞锌合金粉和30-35wt%的凝胶剂溶液，所述凝胶剂溶液中含有聚丙烯酸、ZnO, KOH和水的混合溶液。更优选情况下，以负极的总质量为基准，聚丙烯酸的含量为O. 5-0. 7wt%。本专利技术提供的碱锰电池中，所述电解液可采用现有技术中用于碱锰电池的的各种常见电解液。例如，所述电解液为可采用KOH水溶液，所述KOH水溶液中还含有ZnO和In2O3。 作为本专利技术的一种具体实施方式，以电解液的总质量为基准，所述电解液中KOH的含量为 44. 4wt%, ZnO 的含量为 2wt%, In2O3 的含量为 O. 02wt%。本专利技术提供的碱锰电池，通过采用纳米级的氧化镥和/或氢氧化锆作为正极添加剂，能有效降低电池内阻，提高其电压值。具体地，所述碱锰电池的电压为1. 637-1. 651V，内阻为 40-50m Ω。以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例及对比例中所采用原料均通过商购得到，本专利技术没有特殊限定。实施例及对比例中的“％”均为重量百分比含量。实施例1 (O正极表1.EMD-.1豕 ￡ C墨40HKQH IxSi5* Lu:0；·SS05.5δ .6s ο. 0.5**,表I中Lu2O3的粒径为50nm 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碱锰电池的正极，其特征在于，以正极的总质量为基准，所述正极中含有0.1?1wt%的正极添加剂；所述正极添加剂的粒径为1?1000nm，所述正极添加剂为氧化镥和/或氢氧化锆。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：辜敏，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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