[发明专利]锌空气电池正极及其正极粉干法制备工艺和锌空气电池

说明书

本发明公开了一种锌空气电池正极及其正极粉干法制备工艺和锌空气电池。该锌空气电池正极干法制备工艺采用高速搅拌混料机将用于锌空气电池的的正极混合干粉料通过一步成型法高速分散正极粉料以使其中的粘结剂高度纤维化。本发明与传统湿法搅拌方式相比，工艺简单、成本低，同时又能保证正极材料混合均匀、成膜强度高，由此制作的无汞锌空气电池性能优异。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体而言，涉及一种锌空气电池正极及其正极粉干法制备工艺和锌空气电池。

背景技术

随着现代制造技术的发展，日益增长的能源需求现已充斥生活的方方面面，小型便携式装置如手表、助听器、蓝牙耳机等能源需要也日益提高。锌空气电池因其高容量和低成本等众多优点而作为目前市场上绝大多数助听器的电池被广泛使用。

锌空气电池是一种靠正极空气和负极锌来提供能量的金属空气电池，其优点在于较高的容量和较低的成本。其中，空气正极的制备是锌空气电池高效产业化的一个关键工艺。

为了制备性能优良的空气极片，必须有效混合固态正极粉料，湿法搅拌方式被广泛应用，如专利US9136540B2描述一种湿法制备正极片的工艺包括首先将催化剂、炭黑、PTFE乳液与水混合制成催化剂浆料，浆料搅拌30分钟；然后将活性炭、石墨、PTFE乳液与水混合制成活性炭浆料，这些浆料通过搅拌混合、过滤、水洗，然后在95℃下干燥，然后搅拌打碎、过筛保存使用；接着将上述制得的两种材料混合制成正极混料，然后过滤、清洗并在95℃下干燥；最后将上述正极粉干混、揉捏以及研磨再送进对辊机中压制成所需正极片。上述湿法搅拌工艺过程极度复杂且成本高，在搅拌过程中水分的存在还可能与物料发生副反应，后期高温烘烤正极混合粉料对材料自身性能也可能存在影响。为了提高工业化生产效率同时保证锌空气电池优良性能，需要更为高效简便的电池正极制备工艺。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种高效简便的锌空气电池正极粉干法制备工艺，其在提高工业化生产效率同时保证锌空气电池优良性能。

本发明的一个实施方式提供一种锌空气电池正极粉干法制备工艺，包括：

用高速搅拌混料机将锌空气电池正极所需的混合粉料通过一步成型干法搅拌均匀并使粘结剂高度纤维化。

在上述的锌空气电池正极粉干法制备工艺中，所述高速搅拌混料机包括位于腔室底部的水平方向的低速混合桨以及位于所述腔室一侧中下方的高速粉碎桨；

所述低速混合桨的转速为300-600r.p.m.；所述高速粉碎桨的转速为3000-4000r.p.m.。

在上述的锌空气电池正极粉干法制备工艺中，所述工艺为一步成型混合干法制备工艺，称取正极混合粉料置于高速搅拌混料机中搅拌均匀并使粘结剂高度纤维化后直接使用。

在上述的锌空气电池正极粉干法制备工艺中，所述粘结剂使用干粉颗粒，混合过程中不需要进行制浆、过滤和干燥等工序。在上述的锌空气电池正极干法制备工艺中，所述粘结剂为聚四氟乙烯粉末，所述聚四氟乙烯粉末平均粒径为350-550μm、融点为280-350℃、吸水率在0.01％以下、堆积密度为400-600g/l。

在上述的锌空气电池正极粉干法制备工艺中，在所述混合粉料中包括5wt％-30wt％的所述粘结剂。

在上述的锌空气电池正极粉干法制备工艺中，在所述混合干粉料中包括干粉粘结剂颗粒、催化剂、导电碳和活性炭。

在上述的锌空气电池正极粉干法制备工艺中，所述粘结剂为聚四氟乙烯粉末，堆积密度为400-600g/L，颗粒尺寸为350-550μm，并且所述聚四氟乙烯粉末占所述混合干粉料的比例为5wt％-30wt％。