锌锰干电池无汞化生产研究

　　锌锰干电池无汞化生产研究黄振茂（广州电池厂广东广州510253及存在的问题。

　　前言传统的锌锰干电池生产均加入汞或汞的化合物，以提高电池质量和贮存寿命。但汞及其化合物都是剧毒物质，且汞及其化合物能在生物体内积累，造成慢性汞中毒影响生产工人的身心健康。废弃的含汞电池易造成环境污染，破坏生态环境。

　　我国早在20世纪70年代率先提出研制无汞锌锰电池的要求。原轻工业部曾于1974年、975年和1976年分别在北京、陕西西安、四川万县（现重庆市万州区旌续召开了3次全国无汞锌锰电池技术协作会议，曾一度在全国电池行业掀起研究无汞锌锰电池的热潮。当时公认取得的成效有湖南轻工研究所使用的氯化锡（SnCl2）万县电池厂的加钼锌片和广州电池厂使用的三氯化铋（BiCl%）遗憾的是自全国第3届无汞电池协作会议后，各单位相继放弃了无汞电池的研究工作，致使无汞锌锰电池的研究停滞不前。

　　1997年12月31曰，中国轻工总会等九部委联合发布了轻总行管4号文《关于限制电池产品汞含量的规定》的通知“。加上国内外市场陆续出现了无汞电池和无汞碱锰电池，再一次引起国内电池行业生产无汞锌锰电池的迫切要求。我厂自1974年开始研制无汞糊式锌锰电池于1977年5月采用BiCl3代替HgCl2全面投入糊式锌锰干电池的生产，率先实现了无汞化。鉴于BiCl3在糊式锌锰电池中的缓蚀效果，我们把这一经验引入纸板型锌锰电池的研究，1980年后我厂开始了无汞化锌锰电池的生产至今已20多年兹将研究和生产情况介绍如下：和浆层纸研究及工艺技术管理。

　　1糊式无汞锌锰电池的研究和生产1.1R20型无汞糊式锌锰干电池的研制自1974年原轻工业部召开第一届无汞锌锰电池会议后我厂便开展了无汞糊式锌锰电池的研制工作。专门成立了无汞锌锰电池试制小组着眼点是寻找无机代汞缓蚀剂。经过多次反复实验终于发现了一种极有希望的缓蚀剂-无机铋盐类，如：铋酸钠、氯氧化铋、柠檬酸铋铵和三氯化铋，且发现凡是含铋的无机盐对电极均有不同程度的缓蚀效果，尤以三氯化铋为最佳。至此重点研究三氯化铋在糊式锌锰电池中的缓蚀效果。表1是三氯化铋和氯化汞的对比实验结果（按QB表1缓蚀剂对电池5！放电性能的影响缓蚀剂开路电压短路电流5！连放至新电贮存半年贮存1年注以上数据为39次实验平均值检查以上贮存电池（半年和1年）未发现因为使用BiCl而造成电池穿孔漏液。解剖贮存的未放电电池发现，使用BiCl时，锌片表面轻度均匀腐蚀，但未见使用HgCl2而形成的空气线及焊缝（当时使用焊接锌筒踩度腐蚀线。

　　从表1的检测结果可以看出，使用铋盐时，30min/h间放至0.9V和0.75V终止其放电时间均不及使用HgCl2的电池。为提高电池放电时间有必要于铋盐中加入有机缓蚀剂。故此加入适量TX-10（T）表2是按QB389-64检测的结果。

　　池放电时间，检测电池与使用HgCl2作缓蚀剂的试验电池在不同放电负载下的放电性能（21°C±2°C），详见表3.表2缓蚀剂对电池新电5！间放的影响缓蚀剂表3缓蚀剂对电池放电性能的影响缓蚀剂1.2R20型无汞糊式电池试产和生产情况20世纪70年代中，我厂R20型电池存在3种不同工艺即包纸扎线、包纸不扎和不包不扎工艺且大部分使用焊接锌筒。1976年9月和10月，分别在三、四车间采用包纸扎线工艺（共用同一浆房，生产R20、14铁壳及R14和R6R电池），并将这两个车间作为试产车间，总共生产了十九万打R20型糊式电池，并于1977年1月首先在这两个车间实现无汞化生产，其间未出现重大质量问题。表4是按轻工部QB 389-64标准对生产的糊式锌锰电池检测（21！±2！）的结果。

　　在三、四车间试生产的基础上于1977年5月用BiCl3代替HgCl2全面投入无汞化生产至1978年9月30曰重新恢复生产低汞糊式锌锰电池历时近2年时间生产无汞糊式锌锰电池。兹将厂质检科抽检各车间电池放电（21！±2！的年平均结果列于表5.第表4R20糊式铁壳试产电池检测结果生产曰期新电注：以上数据是厂质检科每月三旬检测的平均值。

　　表5无汞R20糊式锌锰电池检测结果车间工艺生产曰期新电一包不扎全防包不扎半防二不包扎全防不包扎半防2无汞纸板锌锰干电池的研制和生产2.1无汞纸板锌锰干电池的研制鉴于BiCl3作为糊式锌锰电池锌电极的缓蚀剂取得一定的效果和经验，故于1978年我们把BiCl3引入纸板锌锰电池进行研究。其间对BiCl3的性能进行了比较全面的探讨，如溶解度、扩散现象、在电解液中的缓蚀效果、阴极和阳极极化等，这些内容在三氯化铋在纸板电池中的应用“和浆层纸的研制”中均有介绍在此不再复述。

　　2.2无汞纸板电池的生产从1980年6月至1985年9月我厂用手工挤粉设备断断续续共生产30多万无汞纸板4R25型灯电池，供出口西德、荷兰和美国，受到客户好评。

　　1983年曾用引进的“Wonder”R20生产设备生产了半年R20型纸板铁壳电池。1983年3月恢复生产R6型电池时，采用BiCl%无汞浆层纸生产至今，先后分别生产R6型无汞纸板电池、R03P和R6P无汞纸板电池。R6型无汞纸板电池1984年10月25曰通过市级技术鉴定，并获广州市轻工局1984年度“新产品”二等奖、广东省轻工厅1985年四新产品“一等奖、广东省科学技术进步三等奖。1998年3月19曰获得国家发明专利（专利号2L91 102138.8）。1983年3月至1986年生产的R6型无汞纸板）的年均结果见表6.表6R6电池5！间放年均检测结果类型R6型铁壳R6S型热塑套R6C型热塑套注厂质检科检测平均结果。

　　车间1990年生产的R6全防、铁壳新电按GB7112-86标准全年检测（21°C±2°C）的平均结果见左表4号文以来，行业内为此作了大量工作。我国在发展生产的同时必须保护人类赖以生存的生态环境大力推广发展安全型“产品。

　　我国在解决无汞电池生产时必须重视镉、铅和塑料（白色污染污染的问题，学习国外先进工业国家，对污染的电池进行回收统一处理，合理利用资源。期望我国在大力发展电池工业的生产中兼顾自然环境的保护。我们只有一个地球爱护地球人人有责。为了地球上的生命涵救地球就是拯救未来。

　　5结束语笔者从事20多年无汞糊式和纸板电池的研制和生产深刻体会到研制者承受的压力很大担心产品质量影响企业声誉。若得不到上级支持是极难开展工作的可能一事无成。所幸该项工作得到各级领重视和支持才取得一些成就。这些年来我厂从实践中总结出一条行之有效的生产无汞电池的工艺和管理经验。

　　目前我厂除糊式电池仍是生产低汞电池外纸板电池和碱性锌锰电池已实行无汞化，使产品真正做到安全型“。