碱性锌锰电池无汞化的发展

　　刖5碱性锌锰电池由于具有高能量密度，大功率以及价格低廉等特前士蓬勃发展之趋势为了抑制锌阳极自放电，往往将锌汞齐化。众所周知，永是剧毒物质。付环垃危，极大1.随着人们环境保护意识的不断增强，各国对保护生态环境要求越来越强烈，许多国家都严格限制汞在电池中的使用量实现电池无汞化，让地球和人类都喜欢，己成为个1±界电池的重要4.绿电池1受赚。

　　2无汞电池国内外发展状况近年来，国内外电池科技工作者为实现电池无及化做出了卓着的贡献，国外的屯池专利中降低电池汞含量。实现电池无汞化方面的绝大多数无汞化。早在1992年。美国杜拉塞，英国罗尔斯顿月本；士松下等公司的碱锰电池就已实现无汞化2，日本1995年底己全面中止了含汞电池生产。近几年来发达国家己相继立法禁止贩卖含束电池。欧共体在1991年5月18日文件要求各成员国制定相应的法律，限制电池的含汞量在，25以下我㈤限制屯池合汞，和禁止生产含汞电池的立法亦提到议事日程义国家经贸委等九部委局于1997年12月31联介发布于限制电池产品灰合量的规定，我内人多数厂家卞产的碱锰电池含汞量都在0.51.1之间7.

　　199，年福建南平南孚电池有限公司在引进消化吸收日本富士公司碱猛电池生产设备和技术的压和容遣2.

　　云南冶金基础上始着于研允低樘碱锰电池于1992年12月生产数百万只低汞碱锰电池nba直播吧极速体育jrs_jrs直播王_极速体育NBA直播国际市场，口进之汗展对无汞碱锰电池的研究。1994年12儿无采6.1；03迎过部级鉴记填卟了国空。

　　但1产无汞孟屯池的质量与1外先进水平乃有较大差距，突出现在贮存性能方面，是1降率大。国产无汞电池负疴放电容量年保存下降丰。般都在5以上，有的高达以上，重负荷放电下降更大，而国外名牌电池只有12.是爬碱率高。与含汞电池相比，无汞碱锰电池大电流放电容量明显偏低，内电阻偏大，短路电流小。国产无束碱猛电池的抗振动性能明显差于含亲电池和进口电池。

　　3+要解决途径目前实现电池无汞化的技术难点在于如何寻找种完全取代电池中的汞又不影响电池工作性能的缓蚀剂。目前，国1小上还没旬找到种完全与汞效果相同的替代品。但其主要途径有在锌电池中添加镓铟铊等合金成分和采用无汞无毒缓蚀剂。

　　前者成本高，但真正解决了无毒性，后者对电池成本影响不大，不需改变原有生产工艺，但单有机缓蚀剂往往效果不显着，人们般采用几种缓蚀剂浪合使用的方法如哈工大研制的新型高效复配代亲缓蚀剂1以阳离产他活性剂非离子面活性剂。肟类添加剂种缓蚀剂为复配缓蚀剂以及浙江火学化7系的取。复介型添加剂1通过查阅大量资料和借鉴国外的研究成果，笔者提出开发碱猛电池无化技术的儿点法。认为要实现无七碱锰屯池的业化生产，必须从开发无汞锌粉找代汞缓蚀剂提高原材料纯度加强工艺控制等多方面入手2.

　　3.1全面认识汞的作用碱锰电池阳极活化物质为颗粒状锌合金粉末，按照热力学观点1.锌在碱液是不稳定的，为防止锌的腐蚀而导致屯池性能劣化。传统的方法是在锌粉中加入汞或汞的化合物形成汞齐化锌，汞在电池中本身不参加反应。

　　灰在碱，屯池的作多面的2.由于汆面，提高氢在锌面的析出电位，达到抑制锌腐蚀乎滑，增加锌的电化学活性面积，降低电极极化，纫的加入使负极的电位下降提高了电池的负荷电锌在碱性中的析氢速度随着锌电极放电深度的增加而加快，部分放电的锌合金比未放电的析氢剧烈。但有汞存在时，其敏感程度要比无汞锌粉小得多锌颗粒面的汞也能提其它金属杂质的析氢过电位，使杂质汞齐化或钝化，从而减少了因原材料杂质馄入产生的气体。

　　末的加入使锌粉颗粒间以及锌粉与集流体间的接触变好，降低了接触电阻，电池具有较高的短路电流，5存性能和放电性能也得到了改善，汞在电池放电过程中，能减少锌转化为锌酸盐反应的过电位，并提高极限电流密度，阻碍反应产生的2，0沉积于锌面，从而保证锌在放电过程中的溶解使反应正常进既然汞的作用是多方面的。因此，代未就不是件容易的事。

　　3.2开发无汞锌粉锌是碱锰电池的阳极活性物质，也是电池在放电和贮存过程中的主要气体发生源。因此，开发耐腐蚀低析氢的无汞合金粉末是实现碱锰电池无亲化的重竖技术抬近儿来，业界的技术人员为此作出不懈努力，日本东方锌比利时梭进德国格里格加拿大罗连达等公司都己研制出无汞锌粉并商品化，这方面的成果在国内外都有大量报导气在己开发的无汞锌粉中，普遍采用的方法是，选择纯度很高的锌，避免任何引起析氢的污染溶融的锌和锌粉，同时在锌中添加其它微量金属元素，专利文献中报导的兀素有铜，铅，铜，嫁，辛吕，秘，钙钡等，有的能改变锌的面性能如错，幸丐，钡等，铟，铋，铝等还能提高电池的放电容量，有些元素与锌的合金在未放电状态或放电初期几乎与汞齐化锌样能有效地抑制氢气发生，低恪点的铟能减缓部份放电电池的析氢，闪此波广泛地用于无汞锌粉中。

　　制造无汞锌粉可选择几种不同方法，将微量元素与锌共熔制成合金，或使微量元素沉积于锌粉面，即将些金属或其化合物添加在电解液中，通过置换反应沉积于锌面，来改变锌合金的接触，提高电池的贮存性能和抗振动性能。生成锌合金1可在闱氛下以0.49，压力唢成微粒，j般要求锌粉粒径在50150目的范围内。然后由锌粉与电液电液为40切被7，饱和，加入1.0，与聚丙烯酸钠作胶凝剂而成膏状电液混合，最后装配成电池。

　　铟有较大的氢过电位，能减缓锌自溶，抑制氢气产生，而且易使锌面亲和性好，降低粒子面接触电阻，添效果较为明显。试骀知削的加入量枘加析气减少加到含铟大⑴时析气试趋向平衡人不同铟含量的电池来作温保存⑴天以屯池析气量也随铟含量捉高而减少，高温保存20天后，含铟量超过0.03电池的析气量又有所，加，同时电池内阻相应在贮存过程中，大，保存性能下降，因此综合效果认为铟加入量未放电时锌粉的析气量随着铋量的增加而减少，但过放电时情况却相反，锌粉的析气量随着碟量的，加而增大，综合结果认为含铋在0.02铝儿素然是氢过电位较低的元素，于添加铝的合金锌粉粒子面比纯锌粉粒子平滑得多，从1降低了锌粒的活性，通过与氢过电位高的金屈配合显了种复合效果，强了缓蚀效果。

　　根据比利时金矿产有限公司的报导含铋为1 3.3选择代汞缓蚀剂近几年来，碱锰电池代汞缓蚀剂的研，可谓百花齐放。种戈序忆耍有两种戈为无机缓蚀剂含金属，类为有机缓蚀剂。

　　无机缓蚀剂较少，含金属氧化物氢氧化物和无机盐等应用最普遍的是铟的氧化物和氢氧化物，将氧化铟或氢氧化铟均匀分布于碱液中与锌粉混合制成膏状阳极，铟沉积在锌颗粒和集流体的面，些专利还介绍添加铝盐，对降低锌腐蚀，提iiIUtfeij有机缓蚀剂也有两种，种为面活性剂，能柬，氢的发生，己阽报导的钉聚乙烯试化物。聚乙醇衍生物有机磷酸盐多元醇15等，另种为消氢添加剂，能吸收氢，国格里洛公司的以就属于这种缓蚀153.

　　静电吸附或7键吸附或化学吸附，在碱液中稳定地分尔于锌颗粒面，阻止0与锌面接触。减缓了锌的自溶2.电池工作时，因电位变化而脱附，不影响放电时阳极的溶解。但也有缺点，不管是无机还是有机的，般来说，都有可能，加电池接触变差，电池的抗振动性能降。，由于非汞缓蚀剂对部分放电电池析氢的抑制作⑴+及汞缓蚀剂。因此，无汞电池在放电过程中的耐漏性能与含汞电池相比仍有定差距，无汞电池的重负荷放电容量明显低于含汞电池。

　　3.4提高原材料纯度，选择优质原材料首先是碱锰电池的阴极材料16，目前国产电解此的质量比以前有了较大进步需达到尤汞电池的，先即，化等元素的合试要小于5104，似内产电解锰的杂质含量高。还作进靖低，对辟粉中的杂质尤为敏感极可能对氢的抑制将达不到满意的效果。阳极中的2出虽然用量很少17，但其纯役仍十分重要还需选择高粘度稳定性好的混合粘接剂。

　　3.5加强工艺控制尤污染的卞产过程是碱锰电池无汞化的先决条件之，其工艺控制归结为个净字。首先要有个洁净的生产环境，所有工序要保证无尘埃，闪灰尘浪入也会引起电池的析气量增人整个生产过程中，要严格控制铁铜等有害金属杂质混进电池阳极中，严格检验各种原村料。锌粉证等必须密封包装，严格控制环境湿度强化封口克服爬碱改善工艺配方减少析气量适当提高1负活性物质的比例，加电池容量等。对无汞碱锰屯池邰。足十分重要的。

　　4结论在我国实现碱锰电池无汞化己刻不容缓，在实现七化过中，不应味追求放电界。否则会误入歧途。

　　国产无汞碱锰电池与国外先进水平仍有较大差距，产生差距的原因是多方面的，首先要从原材料工艺设备等基础工作抓起。开发研制无汞锌合金及无毒有效的代汞缓蚀剂，需提高原材料纯度及加强工艺控制。

　　无汞碱锰电池的重负荷放电容量保存性能低温性能等与含汞电池相比仍有差距，无汞化技术研究有待进步深入。

　　氯化访烧回转窑窑腔内燃烧废气中。水蒸气含量约510，而氯化焙烧窑须于微负压状态下操作，这样。由窑头过量吸入的空气可使窑腔内高温反应1的气相含氧达1以这正是彻底进行1尤12试化水解的适宜条纟。故可推断，31是在氯化回转窑高温反应区，其刚刚氯化形成逸入气相时，艮口被气相中的水蒸气与氧彻底氧化水解为32微粒的，绝大部分的分解产物302被窑气携带进入收尘系统入收尘沉淀，少数则淀积粘附于密壁富铁结块铁层上，成为窑结物的组成部分之4结语试验明，高温下气态5冗12与氧气间的反应按下式进行反应随温度升高和气相含氧量的增加而趋于完全，900，时，原始气相含氧只需达到5，32即可在48之内按上式彻底氧化，形成等摩尔的价锡氧化物与高价锡氯化物。

　　试验明，高温下气态3！12与水蒸气及氧气间的反应按下式进行反应进行得相当激烈。由于水蒸气的存在，只需在较低温度800，及较低原始气相含氧。条件即可彻底氧化水蝇转化为2为主成分的木炭煤气中氧化水解反应的完全程度，与气相是否混入游离氧密切相关气相无游离氧时反应分数极低，气相只需混入游离氧贝82即可在数秒钟之内沏底氧化水解为2.

　　低锡物料氯化焙烧回转窑的高温区，是含锡物料复化反应激烈进行成1的段。该区段，具备尤试化水解所必须的温尺蒸气和游离氧等条件，因而可以认为，3！在主要是在高温区，其刚生成逸入气相时，即被氧化水解为3，02微粒而随窑气进入湿式收尘系统的，少量3出2沉积于窑壁上成为窑结物的组成部分之1亢树勒。左以专。低锡高铁复杂物料的高温氯化焙烧。

　　3充树刘志光，左以专。锡中矿氯化焙烧窑结生成机理的研。云1冶。9如50.4充树勋，左以专，刘志光。气氛和温度对难选锡中矿氯化挥发过程的，响1.选锡化挥发1南冶上接第37页10叶大伦。热力学手册。北京冶金工业出版社。1998l0力病等。电池19244l6v1№。