[发明专利]一种球状、类球状锌粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子材料技术领域，特别涉及一种球状、类球状锌粉的制备方法。

背景技术

目前制备锌粉主要采用的雾化法。雾化法的介质有高压空气、高压惰性气体 和高压水。由于高压惰性气体和高压水的生产成本比较高，所以目前最常见的是 高压空气作为介质制备锌粉，雾化法的冷却介质分为空气冷却和水冷却，目前常 用的是空气冷却介质。

例如现有技术CN1529369A公开了一种无汞碱锰电池用锌粉的方法，其特 征在于先将熔点高的铝和/或钙于开始熔化时就置于中频感应炉底部，等锌锭完 全熔化后，于炉温为550℃～640℃条件下加入铟和铋，进行合金化，连续均匀 地搅拌3～4分钟，再将中频感应炉旋至85KW升温8～14分钟，控制温度为650～ 720℃，然后停止加热，趁热倾倒入中间包进行雾化过程，然后进行筛分除去粒 度大于850μm的颗粒，最后进行颗粒均匀化处理即得成品。

CN103100709A公开了一种数码产品的碱性锌锰电池用锌粉的方法，其特征 在于，包括以下几个步骤：步骤A:将锌锭加热至490℃至640℃，添加铟、铋、 铝、镁中的至少两种元素合金化；步骤B：将步骤A所得到的合金锌液进行雾 化，形成锌粉体；步骤C：该步骤B所得到的粉体经过振动筛的分级后，即得到 碱性锌锰电池用锌粉。

雾化法制备锌粉由于受其工艺的影响，其存在的技术问题及缺陷存在以下几 个方面：

1.雾化法制粉桶工艺一般都是半敞开式系统，很容易受到客观因素主要是 外界因素的影响，比如：外界温度、湿度、风力等，所以雾化法制备的锌粉质量 受外界干扰相对比较大。

2.雾化法的制备的锌粉形貌大多呈无规则形状，主要是棒状、针状，片状 等，因此，其比表面积相对较大，化学活性相对较高，不利于碱性电池长时间的 储存(10年)。

3.雾化法制备的锌粉由于其雾化介质和冷却介质都是空气，所以其氧化度 相对较高，一般达到0.2％以上，且其锌粉不利于长时间仓储。

4.雾化法制备的锌粉松密度一般都在3g/cm³以下，因此制作的碱性电池比 容量很难再提高。

发明内容

鉴于现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种球状、类球状锌粉的制备 方法，包括：

(1)、制备锌合金液，锌合金直径范围为，溶剂包括，浓度范围为；

(2)、将步骤(1)的锌合金液加入离心雾化设备，通过喷嘴小孔，流入高 速旋转的转盘，然后锌合金液被转盘甩出，并在含有一定比例的氧气和惰性气体 的离心雾化桶内，经过筛分分级出球状或类球状锌粉。

所述筛分分级出球状或类球状锌粉的粒径优选分布在25μm～150μm，优选松 装密度在3.0g/cm³～5.0g/cm³。

综合考虑离心雾化制粉工艺的锌粉形状、碱锰电池电性能的要求以及离心雾 化设备自身的特点通过大量实验选定上述优选的参数。该参数制得的球状、类球 状锌粉可以达到市场对碱锰电池各项电性能的要求。且该方法的直收率可以达到 95％以上。

然而，采用其他离心雾化方法，进一步粒径筛分，只能得到松密度为3g/cm³以下的产品；且多为棒状、针状，片状等，比表面积相对较大，化学活性相对较 高，不利于碱性电池长时间的储存(10年)。

所述锌合金液为合金化后锌合金液，该合金液是通过在锌锭熔化之后，在 450～600℃之间添加一定比例100～500ppm的In、Bi两种元素，或者另外按一定 比例0～300ppm的添加Al、Ca等其中1种或2种元素进行合金化形成锌合金液。

所述步骤(2)中将步骤(1)的锌合金液加入离心雾化设备的中间保温炉内 保温温度一般控制在450～700℃之间，打开流量控制阀，通过喷嘴小孔，喷嘴小 孔直径为1～5mm之间。

所述转盘的材料可以是石墨、陶瓷、铁质、钛合金等一种或者多种组合。

所述转盘的形状和构造可以是无弧度的平滑圆盘、有一定弧度的杯子形状或 碗状，直径在3～10cm之间。

所述高速指的转速范围在12000～30000转/分。

所述惰性气体可以是氮气或者是氩气。

所述氧气和惰性气体的体积比例≤1/10(V/V)。