扣式空氣電池中空氣電極的工藝的製作方法
2023-06-08 00:36:01
專利名稱:扣式空氣電池中空氣電極的工藝的製作方法
本發明屬於化學電源。
扣式空氣電池中空氣電極的工藝在已有技術例如《電源技術》1977年第2期、日本專利(「空氣電池的製造法」JP58-34568)等文獻已經提出過。該已有技術中為保證空氣電極的良好性能，成型工藝有幾種。一種是聚乙烯粘接的空氣電極，其工藝特點是先製得聚乙烯粘結活性碳的粉料，再經過熱壓成型，工藝複雜(《電源技術》1984年第6期)。另二種是具有氟樹脂疏水透氣層的空氣電極的成型方法。其一是將製得的疏水透氣層薄片與壓入集流網的催化層薄片分別裝入電池殼體內，加壓成型，這種方法造成疏水透氣層與催化層間出現縫隙，降低了電極的性能;另一種方法是先裝入疏水透氣層，再裝入集流網，最後注入膏狀催化劑並加壓，這樣雖可保證疏水透氣層與催化層間的良好接觸，但工藝過程複雜，效率低。(日本專利昭58-34568)構成空氣電極的疏水透氣層國內外已有報導，有的採用可溶性鹽類作發孔劑(《電源技術》1977年NO2);有的雖用溶劑作發孔劑，但是用粉末氟塑料(《電源技術》1984年NO6)，但它們的缺點是孔徑不均勻，成型困難，工藝過程比較複雜，還有一種方法是以聚乙烯-活性碳用煤油溶脹，再經過熱壓製備的空氣電極，為提高疏水性使電極較厚，靠電極與電池底部凸起部分壓合實現電接觸，但是歐姆內阻較高。現有技術中末發現有與本發明相同的工藝。
本發明的目的在於提供了一種扣式空氣電極中空氣電極的工藝方法，製備一種疏水透氣層從而簡化已有的生產工藝、降低成本，提高生產率。
扣式空氣電池中水份的散失是電池失效的主要原因。本發明以酒精為發孔劑製得具有高度纖維化的聚四氟乙烯疏水透氣層，可有效地減少電池中水分的散失。該疏水透氣層的工藝條件是100毫升聚四氟乙烯乳劑加入200～300毫升酒精，於水浴上加熱並不斷攪拌使乳液凝聚。將凝聚的膠體在雙棍輾壓機上並不斷調整壓縮比的情況下多次摺疊輾壓，壓製成0.2毫米的薄膜。將該薄膜經丙酮抽提10小時以上，然後自然乾燥，酒精揮發後形成均勻細小的微孔，即獲得適合扣式空氣電池使用的聚四氟乙烯疏水透氣膜。
本發明的空氣電極中的催化層是在100克活性碳中加入酒精，使之呈糊狀，然後加入20克聚四氟乙烯乳液攪拌，在水浴上凝聚為膠體。將該膠體輾壓成0.4毫米的薄膜。待酒精及水份自然乾燥之後，在薄膜的一面上塗以5NAgNO3，並用肼還原，製得以Ag為催化劑、活性碳為主體的催化層，Ag含量為5～10毫克/〔釐米〕2。
將40～80目的鎳網與催化層以200～250kg/cm2的壓力壓合在一起。在催化層的另一面與聚四氟乙烯疏水透氣層以100～120kg/cm2的壓力合在一起，壓力不宜過大，否則會使疏水透氣層的孔率過低。
本發明的另一要點是以聚四氟乙烯為疏水透氣層的空氣電極具有金屬集流網，為使金屬集流網與電池殼體之間形成良好的電接觸，採取了將空氣電極衝製成直徑與外殼內徑相等且具有0.02毫米正公差用模具壓入電池殼內，使切口部分露出的鎳網與電池殼保持良好的電接觸。
圖1是由恆電勢測得的本發明方法製得的空氣電極的極化曲線。極化的極限電流為220mA/cm2。
本發明製得的以酒精為發孔劑且具有高度纖維化的聚四氟乙烯疏水透氣層可有效地減少電池中水份的散失，提高了電池的工作壽命。本發明製得的空氣電極厚度為0.5～0.7mm，既保證了疏水透氣層與催化層間的緊密結合，而且易於操作，根據不同規格的扣式空氣電池的需要，可將空氣電極衝製成不同直徑的圓片，便於連續化生產，提高生產率。該空氣電極由於衝製成具有空氣電池外殼內徑約0.2mm的正公差，鎳網與電池殼保持了非常良好的電接觸。用本空氣電極與鋅負極構成的扣式鋅-空氣電池，以φ11.6×5.4型為例。每生產100萬隻可節省銀300～400kg;每生產100萬隻電子手錶用φ7.9×3.0的扣式空氣電池可節省銀100kg，紅濟效益顯著。
本發明的生產扣式空氣電極的工藝可生產中小電流密度工作的扣式空氣電池用空氣電極。
權利要求
1.本發明屬於化學電源。空氣電極是由催化層與疏水透氣層組成的。本發明的特徵在於先將40～80目的鎳網鋪在催化層上以150～250kg/cm2的壓力壓合在一起，將催化層無鎳網的一面與疏水透氣層以100kg/cm2的壓力壓合在一起構成扣式空氣電池的空氣電極薄片。
2.按照權利要求
1所述的扣式空氣電池的空氣電極工藝，其特徵在於所說的疏水透氣層是按下述工藝方法製得的100毫升聚四氟乙烯乳液加入200～300毫升酒精，在水浴上加熱並不斷攪拌，使乳液凝聚。將凝聚的膠體在雙輥壓機上逐漸調整壓縮比多次摺疊輾壓壓製成0.2毫米厚的薄膜，將薄膜經丙酮抽提10小時以上，然後將其自然乾燥，酒精揮發後形成均勻細小的微孔，這樣就製備出高度纖維化的聚四氟乙烯均勻微孔的疏水透氣層。
3.根據權利要求
1所述的扣式空氣電池的空氣電極工藝，其特徵在於根據不同規格的扣式空氣電池的要求將空氣電極薄片衝製成不同直徑的圓片，該圓片直徑與電池殼的內徑相同且具有0.02毫米的正公差，然後用模具將其壓入電池殼內，使切口處鎳網露出部分與電池殼有良好的電接觸。
專利摘要
一種扣式空氣電池中空氣電極的工藝，屬於化學電源。該工藝的特徵是製取以酒精為發孔劑並高度纖維化的聚四氟乙烯疏水透氣層，以銀為催化劑、活性碳為主體的催化層，然後催化層與鎳網壓合，再與疏水透氣層壓合構成空氣電極。將這種空氣電極衝製成與扣式電池外殼內徑相等且有+0.2公差的圓片，經模具壓入電池殼內，使切口部分與外殼保持良好的電接觸。扣式鋅—空氣電池可代替鋅—氧化銀電池使用，可節省大量貴金屬銀。
文檔編號H01M4/00GK85100016SQ85100016
公開日1985年11月10日 申請日期1985年4月1日
發明者呂鳴祥, 申群英 申請人:天津大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan