[发明专利]一种碱性电池负极合成凝胶剂

说明书

本发明涉及一种合成凝胶剂，具体涉及一种碱性电池负极合成凝胶剂，属于碱性电池材料领域。本发明碱性电池负极合成凝胶剂的组分如下：聚丙烯酸盐：80‑85％，丙基三甲氧基硅烷12‑17％，交联剂0.2‑0.8％，引发剂1.0‑4.0％。本发明碱性电池负极合成凝胶剂采用上述成分，其中丙基三甲氧基硅烷具有一定的网络刚性和耐热性，聚丙烯酸盐具有典型的三维网状结构，两者交联聚合后产生的新型高聚物则兼具两者共同的特性，从而提高凝胶后的凝胶物的稳定性以及耐热性。

发明领域

本发明涉及一种合成凝胶剂，具体涉及一种碱性电池负极合成凝胶剂，属于碱性电池材料领域。

背景技术

由于近年来碱性锌锰电池技术的不断发展，客户对碱性锌锰电池不断认可，现对碱性电池提出了更高的要求，开发长期储存后电性能稳定以及抗震性能优良的电池已成为每一家碱性锌锰电池生产企业的长期研究方向。

作为碱性电池的电极、特别是负极，已知有将碱性电解液与锌粉末等电极作用物质一起凝胶化而得的物质，作为用于形成这种电极的通常的胶凝剂，已知有羧甲基纤维素、天然橡胶等。

但是，对于碱性电池用电解液的胶凝剂，不仅要求其在碱性电解液所产生的强碱性条件下能够形成长期稳定的凝胶，而且从实现良好的电池性能的角度考虑，对于该凝胶，同时要求提高必要的电极作用物质等的分散性、对碱性电池赋予提高在施加来自外部的冲击时保护内部的耐冲击性等各种特性。因此，最近作为易于满足这些需求的胶凝剂，大多使用以α、β-不饱和羧酸类、尤其是丙烯酸或甲基丙烯酸或它们的盐作为主要构成单体成分的含羧基聚合物的微粉或粒状物。

然而，对于使用含羧基聚合物的微粉等而形成的凝胶，在常温下长时间保存碱性电池时，容易产生碱性电解液浸出而出现在表面的被称为“脱水”的现象。该脱水不仅损害碱性电池的性能，也会成为漏液现象、即碱性电解液从碱性电池的外包装壳漏出的现象的原因。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了一种对电池的长时间储存性能以及抗跌落方面具有明显的提升作用的碱性电池负极合成凝胶剂。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：一种碱性电池负极合成凝胶剂，所述碱性电池负极合成凝胶剂的组分如下：聚丙烯酸盐：80-85％，丙基三甲氧基硅烷12-17％，交联剂0.2-0.8％，引发剂1.0-4.0％。

本发明碱性电池负极合成凝胶剂采用上述成分，其中丙基三甲氧基硅烷具有一定的网络刚性和耐热性，聚丙烯酸盐具有典型的三维网状结构，两者交联聚合后产生的新型高聚物则兼具两者共同的特性，从而提高凝胶后的凝胶物的稳定性以及耐热性。

本发明采用聚丙烯酸盐和丙基三甲氧基硅烷作为主要组成物质，聚丙烯酸盐为一种水溶性的丙烯酸的聚合物，由于分子中含有大量羧基，故可与碱、醇、胺发生反应，本发明将其与丙基三甲氧基硅烷进行交联聚合反应，能够形成新型聚丙烯酸盐盐，不仅具有一定的网络刚性和耐热性，还具有三维网状结构，从而使得到的凝胶物具有高稳定性和耐热性。因此，对于本发明，这两者的反应质量比例具有举足轻重的作用，丙基三甲氧基硅烷与聚丙烯酸盐的反应质量比例，如比例高，则会增加电池内阻，电池放电性能会降低，如果比例低，则电池储存性能没有提高，且抗震等性能也不会提高。

在上述一种碱性电池负极合成凝胶剂中，所述交联剂为N,N-亚甲基丙烯酰胺。交联剂加入量较少时，产生的网状结构较少所以凝胶吸水性能不佳，当交联剂加入量过量时，会有更加密集的网状结构产生，却使其弹性收缩能力降低，导致膨胀能力降低，从而产物的凝胶吸水性能下降，且会增减电池内阻，影响电池放电性能。

在上述一种碱性电池负极合成凝胶剂中，所述引发剂为过硫酸钾。引发剂过少凝胶效果不佳，过多凝胶效果也不会加强。