[发明专利]一种用于柔性电池负极的锌铋合金粉体的制备方法

说明书

本发明提供了一种耐腐蚀锌铋合金粉体的制备方法，该制备方法具体为：通过化学浸镀的方式，使金属铋与镀液产生化学反应，将铋镀到锌粉表面，该方法具体制备流程为：锌粉除油‑清洗‑酸洗活化‑清洗‑锌粉在铋浸镀液中镀铋‑合金粉体过滤‑合金粉体清洗干燥‑惰性氛围下高温加热，冷却制得目标产物。本发明属于锌锰电池负极材料领域，制得的锌铋合金粉体制备锌锰电池用负极，适用于碱性或者酸性锌锰电池中，特别适用于需要利用超细锌粉制备负极的柔性、薄膜、异型锌锰电池领域。本发明用绿色无毒金属铋代替剧毒的汞、铅等作为电池缓蚀剂，操作简单易用，且能大幅度改善锌锰电池在存储过程中的自放电现象，有极大的应用和推广价值。

技术领域

本发明涉及一种锌铋合金粉体的制备方法，具体涉及制备锌锰电池负极材料的锌铋合金粉体的制备方法。

背景技术

长期以来，人们一直采用汞作为锌锰电池负极的缓蚀剂，但出于对环保的要求，目前欧美及中国均已立法严格控制汞在锌锰电池中的使用，世界各国都在积极研发无汞添加剂的锌锰电池。随着人们环保意识的不断提高，在锌锰电池领域中，以汞、铅等有毒重金属为代表的无机缓蚀剂在不久的将来必将被淘汰。

通过对金属析氢过电位的研究表明，金属锡、铋、铟、镓等具有较高的析氢过电位，可用来取代汞、铅等对环境伤害极大的重金属在锌锰电池缓蚀剂中的应用。从各种金属的析氢过电位可得知，如金属Ga、In、Pb、Sn、Bi等金属的析氢过电位较高，均可作为代替汞的无机缓蚀剂。从目前的研究成果上看，它们或者以锌合金的形式，或者以盐的形式加入到电解质中。

铋是一种公认的“绿色金属”，是所有重金属中毒性最小的一位。它的熔点为271.3℃，常与锌、锡、铟、锑等一起制备低熔点合金。

从目前的研究成果上看，含铋(Bi)的无机缓蚀剂在锌锰电池中取得了不错的效果，但是通过铋盐的形式添加入电解质存在着溶解度的限制，现有的氯化铋或者硝酸铋不仅在水中的溶解度非常小，且特别容易水解，造成缓蚀体系的不稳定。

发明内容

针对现有锌粉镀铋工艺的不足，本发明的目的是提供一种耐腐蚀锌铋合金粉体的制备方法，并利用该制备的锌铋合金粉体制备锌锰电池用负极，该方法制备锌铋合金过程简单安全，操作方便且成本低廉。所制备的锌铋合金粉体适用于碱性或者酸性锌锰电池中，特别适用于柔性、薄膜、异型锌锰电池领域中，对于电池在存储过程中的自放电现象也有大幅度的改善。

本发明的锌铋合金粉体的制备方法，采用化学浸镀，将锌粉放入浸镀液中，使金属铋与化学镀液产生反应，通过化学反应将铋镀到锌粉表面，制得锌铋合金，其特征在于，所述锌铋合金的制备方法的具体流程为：

(1)锌粉除油、酸洗、活化；

(2)浸镀液化学镀铋；

(3)合金粉过滤、清洗，干燥；

(4)合金粉体在惰性气体氛围下高温加热；

(5)制得锌铋合金粉体。

进一步的，所述浸镀液配方包含以下成分：铋盐，络合剂，辅助络合剂，稳定剂，PH缓冲剂，表面活性剂，溶剂。

进一步的，所述铋盐为三氧化二铋、硝酸铋、氯化铋、甲基磺酸铋、氨基磺酸铋中的一种或者多种；铋盐含量为1‐100g/L，优选为5‐50g/L，更优选为20‐40g/L，其中当选用三氧化二铋为铋盐时，实际配置时为将三氧化二铋溶解于硝酸、盐酸、甲基磺酸或者氨基磺酸中的一种或多种中。

进一步的，所述络合剂为乳酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸中的一种或者多种，络合剂含量为10‐200g/L，优选为20‐150g/L，更优选为30‐100g/L。