[发明专利]一种碱性一次电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碱性一次电池，其包括依次设置的正极、隔膜、双电极组件、隔膜和负极，其中负极包括硼化钒材料；本发明还公开了一种碱性一次电池的制备方法，包括步骤：S1.负极制备，制备硼化钒负极，形成负极板；S2.正极制备，制备醋酸银正极，形成正极板；S3.正极化成，将正极板和辅助极板组成化成电池，以5‑15mA/cm2的电流密度将电池正极分压充至不低于2.05V；S4.双电极组件制备，一块基板的两面分别涂上正极和负极，形成两个极性。本发明组装电池具有较高比能量，该电池体系电压平台可达到1.1V左右；该电池体系理论上不发生析氢自放电反应，提高了电池使用寿命和安全性。

技术领域

本发明属于化学电源技术领域，尤其涉及一种碱性一次电池及其制备方法。

背景技术

目前，水体系电解质的碱性一次电池有着安全性好、成本低以及高温放电性能好的优势，在民用和军用电池上应用十分广泛。然而，碱性一次电池单体电压一般低于1.6V，最高比能量一般在200Wh/Kg左右，与高比能锂离子二次电池相比，比能量不占优势；另外，碱性一次电池负极材料，如Zn、Al、Mg或Li等活泼金属在碱性电解液中，存在不同程度的自放电腐蚀析氢现象，带来一定的安全隐患，一般采用加入氧化铅或氧化汞等剧毒添加剂，降低氢析出电位，此种措施又存在一定的环境污染和制备风险；目前公知的硼化钒VB₂材料在碱性一次电池体系中仅仅在空气电池中应用，电池电压较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种碱性一次电池及其制备方法，采用双极性电池结构，负极采用一种具有极高的比容量的VB₂材料，理论容量可达4063mAh/g，实际最高比容量为2750mAh/g。

本发明一方面提供了一种碱性一次电池，其包括依次设置的正极、隔膜、双电极组件、隔膜和负极，其中所述负极包括硼化钒材料。

优选的，所述负极材料为硼化钒粉与醋酸银粉的混合物，其中所述硼化钒粉占所述混合物总重量的20％-85％。

优选的，所述正极包括80％-100％配比的醋酸银粉。

优选的，所述双电极组件包括镀银铜箔，所述镀银铜箔的一面设有所述负极，所述镀银铜箔的另一面设有所述正极。

优选的，所述隔膜为聚四氟乙烯隔膜条；所述正极外侧和负极外侧分别设有端板，所述端板为玻璃钢板或硬聚氯乙烯板。

优选的，所述电池内设有进出液通道，电解液设于所述进出液通道内，优选的所述电解液为0.8-2g/ml KOH溶液。

本发明另一方面提供了一种碱性一次电池的制备方法，包括步骤：

S1.负极制备，制备硼化钒负极，形成负极板；

S2.正极制备，制备醋酸银正极，形成正极板；

S3.正极化成，将所述正极板和辅助极板组成化成电池，以5-15mA/cm2的电流密度将电池正极分压充至不低于2.05V；

S4.双电极组件制备，一块基板的两面分别涂上所述正极和负极，形成两个极性。

其中，所述S1步骤负极制备具体为：将银导网和硼化钒粉与醋酸银粉混合物进行压模，压模压力为5MPa-15MPa，保压时间5s-15s，优选的，所述硼化钒粉与醋酸银粉混合物中硼化钒粉的重量比为20％-85％。

其中，所述S2步骤正极制备具体为：将银导网和80％-100％重量比的醋酸银粉进行压模，压模压力为5MPa-15MPa，保压时间5s-15s。

优选的，所述S4步骤双电极组件制备后还包括步骤电池组装，依次安装端板、所述正极、隔膜、所述双电极组件、隔膜、所述负极、端板，留出进出液通道，其余空隙位置涂上环氧胶，常温固化12h以上。