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CN114171721B - 一种大功率锌银贮备电池中锌电极及其制备方法 - Google Patents

一种大功率锌银贮备电池中锌电极及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于锌电极制备技术领域，具体涉及一种大功率锌银贮备电池中锌电极及其制备方法，所述锌电极的活性物质由氧化锌与金属锌粉、纳米锌粉混合而成，本发明通过提高混合锌粉中的锌粉含量，直接提高了导电性能，有效降低了电池欧姆内阻，采用纳米锌粉，使纳米锌粉渗透入多孔锌电极中，进一步增强锌电极的导电性能。

Description

一种大功率锌银贮备电池中锌电极及其制备方法
技术领域
本发明属于锌电极制备技术领域，具体涉及一种大功率锌银贮备电池中锌电极及其制备方法。
背景技术
锌银电池因其高比能量、高比功率、放电电压平稳，高倍率放电性能等优点，被广泛应用于国防和军事等领域。
目前在大脉冲放电型锌银电池设计通常为银电极过量，意在充电后尽量提高银电极中银含量。锌电极活性物质多采用按照氧化锌：锌粉＝3：1的混合锌粉，并加入一种粘稠剂合成膏状，再将导电体骨架放入制片模具中，涂覆混合锌膏后压制成型，再与银电极和隔膜交错装配，并装入化成槽中进行充电。这种混合锌粉应用在大脉冲放电型锌银电池锌极板中，由于氧化锌粉含量高，导致电池内阻高，输出电压较低，影响电池的功率输出能力。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种大功率锌银贮备电池中锌电极及其制备方法。
具体是通过以下技术方案来实现的：
一种大功率锌银贮备电池中锌电极，所述锌电极的活性物质由氧化锌、金属锌粉、纳米锌粉混合而成，其中，所述氧化锌与金属锌粉的用量的质量比为1:1。
所述纳米锌粉的用量为活性物质总质量的2-5％。
所述纳米锌粉的粒径为100-300nm。
所述一种大功率锌银贮备电池中锌电极的制备方法，包括如下步骤：
1)制备混合锌粉：称取等质量的氧化锌和金属锌粉，然后混合均匀，再加入纳米锌粉混合均匀，制得混合锌粉；
2)制备混合锌膏：向混合锌粉中加入粘稠剂搅拌形成膏状；
3)制备锌电极：将导电体骨架放入制片模具中，涂覆混合锌膏后压制成型。
所述粘稠剂的用量为30-40ml/100g混合锌粉。
所述混合锌膏的涂覆厚度根据单位体积内含膏量(视密度)计算。
所述大功率锌银贮备电池根据正负极理论容量进行计算充电时间和电压，确保将氧化锌进行100％转换。
有益效果：
本发明通过改变负极中活性物质的配比，提高了负极板的导电性能，在同种负载条件下，可降低电池内部压降，提高输出电压能力，极大提高了锌银贮备电池的功率输出能力和比功率，减小电池重量和体积。
本发明通过提高混合锌粉中的锌粉含量，直接提高了导电性能，有效降低了电池欧姆内阻，采用纳米锌粉，使纳米锌粉渗透入多孔锌电极中，进一步增强锌电极的导电性能。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明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，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
一种大功率锌银贮备电池中锌电极，所述锌电极的活性物质按照质量百分数计由48.5％氧化锌、48.5％金属锌粉、3％纳米锌粉混合而成；所述纳米锌粉的粒径为100nm；
所述一种大功率锌银贮备电池中锌电极的制备方法，包括如下步骤：
1)制备混合锌粉：称取等质量的氧化锌和金属锌粉，然后混合均匀，再加入纳米锌粉混合均匀，制得混合锌粉；
2)制备混合锌膏：向混合锌粉中加入适量的粘稠剂搅拌形成膏状；其中每100g混合锌粉用粘稠剂30ml；
3)制备锌电极：将导电体骨架放入制片模具中，涂覆混合锌膏后压制成型。
实施例2
一种大功率锌银贮备电池中锌电极，所述锌电极的活性物质按照质量百分数计由47.5％氧化锌、47.5％金属锌粉、5％纳米锌粉混合而成；所述纳米锌粉的粒径为300nm；
所述一种大功率锌银贮备电池中锌电极的制备方法，包括如下步骤：
1)制备混合锌粉：称取等质量的氧化锌和金属锌粉，然后混合均匀，再加入纳米锌粉混合均匀，制得混合锌粉；
2)制备混合锌膏：向混合锌粉中加入适量的粘稠剂搅拌形成膏状；其中每100g混合锌粉用粘稠剂40ml；
3)制备锌电极：将导电体骨架放入制片模具中，涂覆混合锌膏后压制成型。
实施例3
一种大功率锌银贮备电池中锌电极，所述锌电极的活性物质按照质量百分数计由49％氧化锌、49％金属锌粉、2％纳米锌粉混合而成；所述纳米锌粉的粒径为200nm；
所述一种大功率锌银贮备电池中锌电极的制备方法，包括如下步骤：
1)制备混合锌粉：称取等质量的氧化锌和金属锌粉，然后混合均匀，再加入纳米锌粉混合均匀，制得混合锌粉；
2)制备混合锌膏：向混合锌粉中加入适量的粘稠剂搅拌形成膏状；其中每100g混合锌粉用粘稠剂35ml；
3)制备锌电极：将导电体骨架放入制片模具中，涂覆混合锌膏后压制成型。
实施例4
一种大功率锌银贮备电池中锌电极，所述锌电极的活性物质按照质量百分数计由48％氧化锌、48％金属锌粉、4％纳米锌粉混合而成；所述纳米锌粉的粒径为100nm；
所述一种大功率锌银贮备电池中锌电极的制备方法，包括如下步骤：
1)制备混合锌粉：称取等质量的氧化锌和金属锌粉，然后混合均匀，再加入纳米锌粉混合均匀，制得混合锌粉；
2)制备混合锌膏：向混合锌粉中加入适量的粘稠剂搅拌形成膏状；其中每100g混合锌粉用粘稠剂35ml；
3)制备锌电极：将导电体骨架放入制片模具中，涂覆混合锌膏后压制成型。
实验例1
取实施例1的锌负极，与银电极装配成单体电池，加注30％KOH电解液30s后，以200mA/cm2的放电电流密度放电，其单体放电电压提升了4.8％，从1.24V提高到1.30V。
取上述单体电池20只串联形成电池组，在常温下以200mA/cm2放电电流密度进行放电，电池组输出电压不低于26.0V。

Claims (4)

1.一种大功率锌银贮备电池中锌电极，其特征在于，所述锌电极的活性物质有由氧化锌、金属锌粉、纳米锌粉制成；其中氧化锌和金属锌粉为等质量比；
所述纳米锌粉的用量为活性物质质量分数的2-5％。
2.如权利要求1所述一种大功率锌银贮备电池中锌电极，其特征在于，所述纳米锌粉的粒径为100-300nm。
3.如权利要求1所述一种大功率锌银贮备电池中锌电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制备混合锌粉：称取等质量的氧化锌和金属锌粉，然后混合均匀，再加入纳米锌粉混合均匀，制得混合锌粉；
2)制备混合锌膏：向混合锌粉中加入粘稠剂搅拌形成膏状；
3)制备锌电极：将导电体骨架放入制片模具中，涂覆混合锌膏后压制成型。
4.如权利要求3所述一种大功率锌银贮备电池中锌电极的制备方法，其特征在于，所述粘稠剂的用量为30-40ml/100g混合锌粉。
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