無汞鹼性扣式電池的製造方法
2023-05-28 16:57:41 1
專利名稱：無汞鹼性扣式電池的製造方法
技術領域：
本發明涉及扣式電池領域，具體地說，涉及一種無汞鹼性扣式電池的製造方法。
背景技術：
隨著人類社會文明的進步，人們的環保意識日益加強，含汞成分的電池因對環境和人類健康構成威脅而必須停止使用。因此，目前絕大多數鋅/錳系列(包含碳性和鹼性)電池已經實現了無汞化。但是，鹼性扣式電池在實現無汞化的研發過程中就會遇到如何抑制無汞負極鋅膏因與金屬負極蓋接觸產生氣體而導致電池膨脹和如何提高扣式電池密封性能即耐爬鹼性能的問題。
常規的鹼性扣式電池負極系由銅鎳片片材衝制而成的鎳外凸面銅內凹面的負極蓋，而電極蓋在衝制過程中會造成內凹面的銅層受到損害，出現細小裂紋而導致該種銅鎳片片材的基材金屬鐵或鎳外露，當負極鋅膏與負極蓋接觸時，就會發生化學反應而產生氣體引起電池膨脹；又由於扣式電池的體積較小，難以在其內部預留可以舒緩氣體壓力的「空氣室」，因此，若負極鋅膏內不含有用以保護負極並抑制產氣的汞成分，就會出現扣式電池因內部氣體壓力原因而導致的電池膨脹進而嚴重變形的後果。
中國專利ZL01234722.1無水銀鹼性鈕形電池，其說明書公開了一種扣式電池負極蓋的結構及製造方法，即按照常規的生產工藝，將金屬基材製成負極片後，電鍍鎳或銅，然後再通過電鍍的形式在負極片上滾鍍一層金屬銦或錫。但是，通過這種方法得到的扣式電池負極，必須配合含有金屬銦成分的無汞負極鋅膏，才可進一步製成無汞鹼性扣式電池；而且，經過電鍍方式得到的負極蓋，其與負極鋅膏非接觸的一面多少會有金屬錫或銦沉積，從而需要附加工序給予除去。
此外，由於常規的扣式電池內部沒有預留「空氣室」，所以，即使在含汞的條件下，其內部之氣體內壓仍會產生擾動而影響電池的耐爬鹼性能，容易加速爬鹼漏液；而在無汞的情況下其耐漏性能會更差。因此，如何減慢爬鹼漏液速度，提高扣式電池的耐爬鹼性能，仍是鹼性扣式電池實現無汞化而迫切需要解決的問題。
發明內容
本發明的目的在於針對上述問題，提供一種無汞鹼性扣式電池的製造方法，依此方法製得的扣式電池，不含汞成分，且具有強耐漏性能。
為達到上述目的，本發明的技術方案如下無汞鹼性扣式電池的製造方法，包括正極整體準備、負極整體準備及正極與負極組合三大步驟；所述負極整體準備步驟為(1)負極蓋準備按常規工藝將錫鎳片衝製成負極蓋，溶劑除油及乾燥→稱量、計量，酸浸蝕，清洗→在60～120℃的鍍錫鍍液中滾鍍1～3小時→清洗及熱風乾燥、冷卻，其中鍍錫鍍液的主要成分為亞錫鹽和強鹼溶液；(2)尼龍密封圈準備按常規工藝製得尼龍密封圈→浸入具揮發性的尼龍樹脂溶液中，浸泡完全後取出瀝乾→乾冰處理→烘乾，冷卻；(3)負極一體化組合件的製造將(1)步及(2)步所得的負極蓋和尼龍密封圈組合，在溫度160～210℃、壓力3.5～6KG和時間6～12秒的條件下熱壓熔融粘合；(4)將(3)步所得的負極一體化組合件與無汞負極鋅膏組合，製得負極整體。
依本發明所得的鹼性扣式電池，不含汞成分，而其負極鋅膏內無需再添加任何抑氣緩蝕劑，如銦金屬或其氫氧化物、氧化物及有機緩蝕劑等，且具有強耐漏性能。
具體實施例方式
本發明所述的無汞鹼性扣式電池的製造方法，包括正極整體準備、負極整體準備及正極與負極組合三大步驟。正極整體準備同現有的常規製造工藝，這裡不再詳述。而負極整體準備按如下步驟進行(1)負極蓋準備第一步是按常規的工藝，將市售的錫鎳片片材衝製成鹼性扣式電池負極蓋，然後進行溶劑除油及乾燥；第二步，對除油及乾燥後的負極蓋稱量計量後用10～20％的鹽酸浸蝕20～60秒，然後清洗；第三步，將清洗後的負極蓋浸入化學鍍的鍍錫鍍液中，實行滾鍍，其中鍍錫鍍液由60～80g/L的硫酸亞錫、270g/L的氫氧化鈉、85g/L的檸檬酸、40～50g/L的次磷酸鈉、5ml/L甘油、10ml/L的三乙醇胺和10ml/L的TX-10組成，鍍液溫度控制在60～120℃，浸泡時間控制在1～3小時；第四步，對鍍後負極蓋進行清洗及熱風乾燥，冷卻後包裝。
(2)尼龍密封圈準備將常規的扣式電池用尼龍密封圈浸入具揮發性的尼龍樹脂溶液中，浸泡完全後取出瀝乾。瀝乾後的尼龍密封圈放入帶蓋密閉疏孔的滾槽中，加入適量的乾冰(固態二氧化碳)然後合上蓋門，滾動15分鐘左右，此時絕大部分溶劑已被二氧化碳揮髮帶走，而溶質尼龍樹脂則在低溫狀態下均勻附著於尼龍密封圈表面上。經乾冰處理後的尼龍密封圈取出烘乾，烘乾溫度為70～90℃，烘乾時間為15分鐘～2小時，冷卻。上述具揮發性的尼龍樹脂溶液為行業內常用原料。在本實施例裡，具揮發性的尼龍樹脂溶液的製備方法是將3775克甲苯、4445克異丙醇、AST-11尼龍樹脂380克、AST-12尼龍樹脂735克和AST-13尼龍樹脂963克混合，攪拌2～4小時使各組分混合、溶解充分，然後將比重調至0.850。
(3)負極一體化組合件的製造將(1)步及(2)步所得的負極蓋和尼龍密封圈組合，在溫度160～210℃、壓力3.5～6KG和時間6～12秒的條件下熱壓熔融粘合。
(4)將(3)步所得的負極一體化組合件與無汞負極鋅膏組合，製得負極整體，該無汞負極鋅膏由德國格裡洛(Grillo)公司的GHN25-0無汞鋅粉配合負極液製備。
在完成正極整體準備和負極整體準備的工藝步驟後，按常規的工藝流程，將正極整體和負極整體組合即可製得無汞鹼性扣式電池。
權利要求
1.無汞鹼性扣式電池的製造方法，包括正極整體準備、負極整體準備及正極與負極組合三大步驟，其特徵在於所述負極整體準備步驟為(1)負極蓋準備按常規工藝將錫鎳片衝製成負極蓋，溶劑除油及乾燥→稱量、計量，酸浸蝕，清洗→在60～120℃的鍍錫鍍液中滾鍍1～3小時→清洗及熱風乾燥、冷卻，其中鍍錫鍍液的主要成分為亞錫鹽和強鹼溶液；(2)尼龍密封圈準備按常規工藝製得尼龍密封圈→浸入具揮發性得尼龍樹脂溶液中，浸泡完全後取出瀝乾→乾冰處理→烘乾，冷卻；(3)負極一體化組合件的製造將(1)步及(2)步所得的負極蓋和尼龍密封圈組合，在溫度160～210℃、壓力3.5～6KG和時間6～12秒的條件下熱壓熔融粘合；(4)將(3)步所得的負極一體化組合件與無汞負極鋅膏組合，製得負極整體。
2.根據權利要求1所述的無汞鹼性扣式電池的製造方法，其特徵在於(1)步所述的酸為10～20％的鹽酸，浸蝕時間為20～60秒。
3.根據權利要求1所述的無汞鹼性扣式電池的製造方法，其特徵在於(1)步所述的鍍錫鍍液的主要成分為硫酸亞錫和氫氧化鈉。
4.根據權利要求3所述的無汞鹼性扣式電池的製造方法，其特徵在於(1)步所述的鍍錫鍍液由60～80g/L的硫酸亞錫、270g/L的氫氧化鈉、85g/L的檸檬酸、40～50g/L的次磷酸鈉、5ml/L甘油、10 ml/L的三乙醇胺和10ml/L的TX-10組成。
5.根據權利要求1所述的無汞鹼性扣式電池的製造方法，其特徵在於(2)步中乾冰的處理時間為15分鐘左右。
6.根據權利要求1所述的無汞鹼性扣式電池的製造方法，其特徵在於(2)步中的尼龍密封圈在帶蓋密閉疏孔的滾槽中進行乾冰處理。
7.根據權利要求1所述的無汞鹼性扣式電池的製造方法，其特徵在於(2)步中的烘乾溫度為70～90℃，烘乾時間為15分鐘～2小時。
全文摘要
本發明涉及扣式電池領域，公開了一種無汞鹼性扣式電池的製造方法。本發明包括正極整體準備、負極整體準備及正極與負極組合三大步驟；所述負極整體準備步驟為1.負極蓋準備；2.尼龍密封圈準備；3.負極一體化組合件的製造；(4)將(3)步所得的負極一體化組合件與無汞負極鋅膏組合，製得負極整體。依本發明所得的鹼性扣式電池，不含汞成分，而其負極鋅膏內無需再添加任何抑氣緩蝕劑，如銦金屬或其氫氧化物、氧化物及有機緩蝕劑等，且具有強耐漏性能。
文檔編號H01M6/04GK1564359SQ20041002683
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月12日 優先權日2004年4月12日
發明者陳紹熾, 黃國炷 申請人:陳紹熾