專利名稱：一種堿錳電池用的鋅粉的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電池材料的領域，特別涉及一種堿錳電池用的鋅粉，該鋅粉取代現有電池生產中所使用的汞和鎘。
背景技術：
鋅錳電池具有使用方便安全、價格低廉，受到廣大消費者的喜愛，至今仍是使用最 廣、產量最大的一種電池，然而鋅錳電池材料中汞、鎘等有毒物質對人類生存環(huán)境以及生態(tài) 環(huán)境將造成長期的污染與危害。隨著環(huán)保意識的日益增強，已經迫使電池工業(yè)朝著綠色產業(yè)化方向邁進。中國已 正式規(guī)定從2005年1月1日起禁止生產汞含量高于電池質量0. 0001%的電池，目前中國環(huán) 境標準HJBZ009-1999和電池國標GB/T7112-1998要求電池汞;^ 0. 0001%，歐盟2006/66/ EC也要求汞彡0. 0001%，因此發(fā)展電池的無汞化對環(huán)保具有深遠意義。鎘不但對環(huán)境有害，而且對人體腎功能、肺功能、骨骼等危害嚴重，在體內的生 物半衰期長達10 30年，為已知的最易在體內蓄積的有毒物質，具有致癌、致畸和致突 變作用，國內雖尚無明確的法令法規(guī)要求鋅錳電池的無鎘化，但歐盟2006/66/EC要求鎘 (0. 002%，實現電池鋅粉的無鎘化具有良好的社會效益和經濟效益。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是通過選擇對環(huán)境不造成污染的無毒害元素，替代現 有常用的汞和鎘，形成一種符合環(huán)保要求的無汞、無鎘而且電池性能良好的堿錳電池用的 鋅粉本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種堿錳電池用的鋅粉，鋅粉含 有 0. 035 0. 058wt % 銦(In)、0· 002 0. 045wt % 鉍(Bi)、0. 001 0. 025wt % 鎂(Mg)、 0. 001 0. 018wt%II (Sr)和混合稀土，其余為鋅(Zn)。在上述堿錳電池用的鋅粉中，所述鋅粉還含有0. 025 0. 045wt %錳(Mn)。根據 實際情況的需要添加錳(Mn)。在上述堿錳電池用的鋅粉中，所述鋅粉還含有改良微量元素鋁、鈦、鋯、鈣中的至 少一種，含量為0. 001 0. 012wt%。在上述堿錳電池用的鋅粉中，所述混合稀土由下列稀土元素按如下重量比組成 鑭(La)鈰(Ce)釓(Gd)鈥(Ho) =1 0. 5 1 0. 3 0. 5 0. 5，所述混合稀土 的含量是鋅重量的0. 05 0. 55%。從元素周期表中可以看到，與鎘最相鄰的元素為銦，銦的原子半徑與鎘相近，而且 比重7. 3g/cm3，與鋅的比重7. 14g/cm3相近，容易共熔，不易生產比重偏析，銦有較大的氫 過電位，抑制氫氣產生，即減緩鋅自熔，而且易使鋅表面親和性好，降低負極罐表面的接觸 電阻，可以代替鎘的功效；鉍可提高析氫電位，減少鋅極腐蝕；鎂也能減緩或抑制電池在長 期貯存過程中陽極的自溶，減輕鋅的自放電效果，并且增加負極罐的機械強度，此外，鎂還能增加陽極活性，改善電池的放電性能。 在鋅粉中添加鑭系稀土金屬如金屬鑭、金屬鈰等可細化鋅板的宏觀和微觀組織， 使電池負極材料的表面質量得到改善，進而提高抗酸、堿的腐蝕率，還能達到延展性增加， 使其具有良好的冷熱加工性能和低的加工硬化系數。在鋅粉中進一步添加鋁、鈦、鋯、鈣等元素的一種或幾種混合，可以起到綜合改良 的效果，如鈦能提高延展性、加工性，鋯、鈣達到細化合金，鋁能提高導電性和加工性。從腐蝕率的影響來看，添加銦是減少腐蝕率的最有效元素，其添加量越多，腐蝕率 越小，但從性能、成本綜合考慮，以上述范圍為宜從對放電性能的影響來看，添加銦有利于 放電性能，添加鎂提高了放電性能，但銦和鎂的添加量過多，則放電性能會有所下降，添加 稀土金屬和其他改良元素對放電性能也有一定影響。與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于1、完全達到無汞無鎘，符合環(huán)保的要求，2、 放電性能良好、耐腐蝕性能強、制成電池的容量大以及儲存穩(wěn)定性好。
具體實施例方式以下結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述實施例1先將熔點高的鎂于開始熔化時就置于中頻感應爐底部，等鋅錠完全后，在爐溫 500°C 650°C條件下加入銦、鉍、鎂和混合稀土，及視配方需要加入錳，進行合金化，對其進 行充分攪拌，再將中頻感應爐升溫到660°C 750°C，然后停止加熱，趁熱把熔化而成的液 體在高壓氣體作用下噴霧造粒，經噴霧制成的顆粒在離開噴嘴后立刻用冷卻劑介質冷卻， 再把已冷卻的顆粒經加熱干燥篩分出無汞無鎘的鋅粉。通過上述工藝過程制出如下鋅粉其中包括有鋅(Zn)、銦(In)、祕(Bi)、鎂(Mg)、鍶(Sr)、錳(Mn)和混合稀土，所 述混合稀土是由下列稀土元素組成(重量比)鑭(La)鈰(Ce)釓(Gd)鈥(Ho)= 1 0. 75 0. 45 0.5;所述鋅粉成分的重量百分比鋅(Zn)銦(In)鉍(Bi)鎂 (Mg)鍶(Sr)猛(Mn) = 100 0.038 0.025 0.018 0.016 0.038，其雜質汞 含量;^ 0. 0001%，鎘含量；^ 0. 002%實施例2在實施例2中，所采用的工藝過程與實施例1基本相同，不同之處在于混合 稀土是由下列稀土元素組成(重量比)鑭(La)鈰(Ce)釓(Gd)鈥(Ho)= 1 0. 5 0. 3 0. 5 ；所述鋅粉成分的重量百分比鋅(Zn)銦(In)鉍(Bi)鎂(Mg) 鍶(Sr)猛(Mn) = 100 0.035 0.002 0.001 0.001 0. 025，但其雜質汞含量 (0. 0001%，鎘含量彡0. 002%，與實施例1相同。實施例3在實施例3中，所采用的工藝過程與實施例1基本相同，不同之處在于混合 稀土是由下列稀土元素組成(重量比)鑭(La)鈰(Ce)釓(Gd)鈥(Ho)= 1 1 0.5 0.5 ；所述鋅粉成分的重量百分比鋅(Zn)銦(In)鉍(Bi)鎂(Mg) 鍶(Sr)猛(Mn) = 100 0. 058 0. 045 0. 025 0. 018 0. 045，但其雜質汞含量 ^ 0. 0001%,鎘含量彡0. 002 %，與實施例1相同。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術方案作任何形式 上的限制。凡是依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、 等同變化與修 飾，均仍屬于本發(fā)明的技術方案的范圍內。
權利要求
一種堿錳電池用的鋅粉，其特征在于鋅粉含有0.035～0.058wt％銦(In)、0.002～0.045wt％鉍(Bi)、0.001～0.025wt％鎂(Mg)、0.001～0.018wt％鍶(Sr)和混合稀土，其余為鋅(Zn)。
2.根據權利要求1所述的堿錳電池用的鋅粉，其特征在于所述鋅粉還含有0.025 0. 045wt%M (Mn)。
3.根據權利要求2所述的堿錳電池用的鋅粉，其特征在于所述鋅粉還含有改良微量 元素鋁、鈦、鋯、鈣中的至少一種，含量為0. 001 0. 012wt%。
4.根據權利要求3所述的堿錳電池用的鋅粉，其特征在于所述混合稀土由下列稀土 元素按如下重量比組成鑭(La)鈰(Ce)軋(Gd)鈥(Ho) =1 0. 5 1 0. 3 0.5 0.5，所述混合稀土的含量是鋅重量的0.05 0.55%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種堿錳電池用的鋅粉，鋅粉含有0.035～0.058wt％銦(In)、0.002～0.045wt％鉍(Bi)、0.001～0.025wt％鎂(Mg)、0.001～0.018wt％鍶(Sr)和混合稀土，其余為鋅(Zn)，還可根據實際情況需要添加0.025～0.045wt％錳(Mn)，此外鋅粉中還可含有0.001～0.012wt％的其它改良微量元素如鋁、鈦、鋯、鈣等，混合稀土由鑭系稀土金屬如金屬鑭、金屬鈰等組成。本發(fā)明通過選擇對環(huán)境不造成污染的無毒害元素，替代現有常用的汞和鎘，形成一種符合環(huán)保要求的無汞、無鎘而且電池性能良好的堿錳電池用的鋅粉。
文檔編號H01M4/62GK101937995SQ201010268720
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權日2010年8月30日
發(fā)明者李建軍 申請人:江門市三七電池實業(yè)有限公司