[发明专利]一种提高锌电极耐腐蚀性的方法

说明书

本发明公开了一种提高锌电极耐腐蚀性的方法，以金属锌为电沉积的基体，加入无机缓蚀剂，在稳压直流电源下进行电沉积反应，常温下沉积得到掺杂电极；在电极反应过程中，选用含有少量锌盐的碱性电解质溶液并加入有机缓蚀剂，搅拌均匀，放入掺杂电极进行电化学反应。本发明所述方法可有效保持电容量，大大提升锌电极的耐腐性能，减少锌电极在碱性电解质溶液中的析氢量，并减少枝晶的产生，延长锌电极的储存寿命，方法制备简单高效，可有效降低生产成本。

技术领域

本发明涉及电化学器件技术领域，特别指一种提高锌电极耐腐蚀性的方法。

背景技术

目前，锌材料资源丰富，具有优良的电化学性能，能量密度高、无环境污 染等优异性能，被广泛用作化学电源的阴极材料，但锌由于其自身的热力学稳 定性相对较差，较容易产生钝化以及自腐蚀的现象。

中国专利(申请公布号CN 101969121A)公开了一种改善锌电极充放电循环 寿命的方法。其公开了以锌酸钙为锌电极的主要原料，添加乙炔黑、氧化铋、 氧化铅、包覆氢氧化镧的锌酸钙四种添加剂中的一种或几种，制成锌电极；其 中每100g锌电极添加乙炔黑不超过1.2g,添加氧化铋不超过10g,添加氧化铅不 超过14g,添加包覆氢氧化镧的锌酸钙不超过8g。所述仅通过加入适当的添加剂 制备锌电极，明显改善锌电极的比容量和充放电循环次数，并未有涉及对锌电 极的稳定性和耐腐蚀性的有效改进。

显然，在锌电极广泛使用前提下，提出有效方法减缓锌电极的自腐蚀现象 尤其重要。

发明内容

本发明提供一种提高锌电极耐腐蚀的方法，通过选用无机缓蚀剂进行电沉 积的方法制备出性能优异的锌电极，结合有机缓蚀剂的协同加入于碱性电解质 中反应，可有效保持电容量，并大大提升锌电极的耐腐性能，方法制备简单高 效，可有效降低生产成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种提高锌电极耐腐蚀性的方法，包括以下步骤：以金属锌为电沉积的基 体，加入无机缓蚀剂，在稳压直流电源下进行电沉积反应，常温下得到掺杂电 极；在电极反应过程中，选用含有少量锌盐的碱性电解质溶液并加入有机缓蚀 剂，搅拌均匀，放入掺杂电极进行电化学反应。

根据以上方案，所述的无机缓蚀剂为PbCl₂和BiCl₃的混合物。

根据以上方案，所述的无机缓蚀剂中PbCl₂和BiCl₃的质量比为1:1-1:4。

根据以上方案，所述的有机缓蚀剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸 钠、苯并咪唑、十六烷基三甲基溴化胺中的一种或者多种。

根据以上方案，所述的无机缓蚀剂质量浓度为0.05-0.07g/L。

根据以上方案，所述的有机缓蚀剂在碱性电解质溶液中的质量分数为 0.05％-0.1％。

根据以上方案，所述的电沉积电流密度为90-110mA/cm²。

根据以上方案，所述常温沉积时间为25-35分钟。

本发明的作用机理：

本发明加入无机缓蚀剂中含有Bi³⁺、Pb²⁺离子的析氢过电位比Zn²⁺要高，首 先在锌电极表面形成基底，在放电时，Bi³⁺、Pb²⁺早于Zn²⁺之前被还原，还原的Bi³⁺、 Pb²⁺与Zn²⁺形成合金从而提高锌电极的析氢过电位，因而可以提高锌电极的充电 效率与充电深度，同时可抑制在充放电循环和湿搁置过程中氢气的析出，这样 就可以保持锌电极的容量以及减少锌电极的变形、枝晶生长等发生。