本發(fā)明一種提高鋅電極析氫過電位的方法。
背景技術(shù)：
金屬鋅作為堿性電池的負極活性物質(zhì)，具有較高的比能量和比功率，電極電勢較負，其陽極溶解反應(yīng)極化較小，電化學(xué)當量較低，電極過程可逆，且鋅資源豐富，成本低。盡管如此，由于鋅本身的熱力學(xué)不穩(wěn)定性，化學(xué)活潑性，鋅電極在充放電過程中容易產(chǎn)生鋅枝晶且易鈍化或被腐蝕、變形嚴重。在工程實際應(yīng)用中，主要采取的手段是在鋅電極中加入單質(zhì)汞或氧化汞使鋅電極汞齊化來抑制鋅電極的自放電。在鋅電極中添加氧化汞的作用是，充電時HgO早于ZnO還原，還原的Hg與Zn形成合金從而提高鋅電極的析氫過電位，因而可以提高鋅電極的充電效率與充電深度。二次電池中添加氧化汞，除了具有以上作用外，還可以抑制在充放電循環(huán)和濕擱置過程中氫氣的析出，這樣就可以保持鋅電極的容量以及減少鋅電極的變形、枝晶生長等，同時還可以維持電池殼內(nèi)壓力恒定，防止電解液泄露等。但由于汞具有毒性，危害生產(chǎn)工人的身心健康。因此，采用其它方法來提高鋅電極的析氫過電位顯得尤為重要。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種提高鋅電極析氫過電位的方法，以減少堿性電池用負極板的容量損失，減少鋅電極形變、枝晶生長，抑制電池濕荷電過程的氣體析出，防止殼體破裂，出現(xiàn)安全隱患。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種提高鋅電極析氫過電位的方法，在鋅電極中加入PbO和Bi2O3。
將活性鋅粉與質(zhì)量百分數(shù)為0.5-1%的PbO及3-3.6%的Bi2O3混合均勻后，形成混合鋅粉；然后按照100g混合鋅粉加入3.0% PVA 30～31ml的比例混合形成混合鋅膏，然后在集流體上鋪一層云母代原紙，將混合鋅膏涂覆于集流體上，形成待處理的鋅電極；將待處理的鋅電極經(jīng)過壓制、化成、干燥后，形成待用的鋅電極。
所述的添加劑為分析純試劑。
所述的活性鋅粉由質(zhì)量分數(shù)為70%～80%的氧化鋅粉與20%～30%的鋅粉組成。
所述的集流體為一定厚度經(jīng)過化成處理的網(wǎng)狀銀骨架集流體，其中銀質(zhì)量分數(shù)為99%。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過選擇一定比例析氫過電位高的金屬氧化物添加劑，以提高鋅電極化成過程、充電過程的析氫過電位，減少氫氣析出，從而增加充電效率。同時減少濕荷電過程鋅電極的容量損失及降低鋅電極的腐蝕，抑制氫氣析出，減少安全隱患。
用該種鋅電極組裝的堿性鋅銀蓄電池，與采用傳統(tǒng)制備方法制備的鋅電極相比，可提高單體電池的充電電壓，放電電壓，減少單體電池的容量損失。
本發(fā)明與現(xiàn)有鋅電極制造技術(shù)相比，效果明顯，操作簡單，無毒無害。
附圖說明
圖1為采用本發(fā)明技術(shù)制備鋅電極過程的示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
本發(fā)明的實施例：如圖1所示，將70%～80%的氧化鋅與20%～30%的鋅粉進行混合后，加入1%的PbO及3%的Bi2O3添加劑，將其混合均勻，并用濃度為3%的PVA水溶液將其調(diào)成膏狀。在專用模具內(nèi)將混合鋅膏涂覆于銀骨架集流體上，經(jīng)過壓制，化成干燥等工藝，即制備出待用的鋅電極。
將待用的鋅電極與銀電極通過隔膜進行單裝，形成極板組。將極板組裝入盛裝單體的容器中，加入一定量電解液即可對外供電。隔膜可以是再生纖維素膜、或聚丙烯和非編織人造纖維氈的一種或多種。電解液為濃度為35%氫氧化鉀水溶液。
通過本方法制備的鋅電極與傳統(tǒng)工藝制備的鋅電極均與相同的銀電極組裝成鋅銀單體電池，本方法制備的單體電池工作電壓較傳統(tǒng)鋅電極的單體電池在86mA/cm2電流密度下工作時，工作電壓高0.025V左右，濕荷電2個月后、循環(huán)5周次后，放電容量高30%左右。