Tx—10添加剂对电池性能的影响初探

众所周知,由于Tx—10在理论上具有较强的乳化和分散的特点,并且能降低水溶性电解质的表面张力。为此,Tx—10被电池行业优选为助缓蚀剂,从而使含有汞的糊状电解质在锌阳极表面更趋于均匀。但在长期的电池测试考核中,出现了由于Tx—10的使用,使电池的部份性能指标有     

用醋酸、草酸和硼酸制取不含氯化物的锌汞齐粉

该专利的主要目的在于提供制造均匀密着,以减少气体为特征的锌汞齐阳极。过去致密的锌汞齐是在氯化铵溶液中,使锌粒子和金属汞紧密接触,或者通过金属锌与氯化亚汞的电化学反应置换汞制得。由于锌阳极上存在氧化锌或氯化锌     

金属单质对锌电极电化学行为的影响

为了寻找碱性溶液中锌电极的代汞缓蚀剂，应用腐蚀实验、极化曲线及循环伏安等方法，研究了Ｐｂ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｈｇ和Ｂｉ等金属对锌电极电化学行为的影响。考虑到各种添加剂对锌电极电化学行为的影响主要是在电极与溶液之间的界面上，采用置换反应的方法将所研究的金属添加到锌电极表面。此方法既简单，又能使添加物均匀分布在锌的表面上，有效地影响锌电极的表面性质。实验结果表明：分别将Ｐｂ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｈｇ加到锌粉表面能增加锌电极氢的超电势，在腐蚀实验中明显地降低了氢气的析出量，但从阳极极化曲线可以看到这些金属均阻化锌的阳极氧化；Ｂｉ的加入则表现出相反的性质，它降低了氢在锌电极上的析出超电势，故而使含Ｂｉ的锌粉在腐蚀实验中析氢量增加，不过它却能促进锌的阳极氧化反应     

十二烷基磺酸钠对锌合金阳极性能的影响

通过阳极极化曲线、电位-阻抗曲线,研究十二烷基磺酸钠(SDS)对锌合金电极阳极极化行为的影响;用恒流放电研究SDS对LR6电池性能的影响,并观察锌电极放电后的表面形貌。电解液中加入0.01 g/L的SDS,可抑制锌钝化的过早发生,减小锌阳极化的反应阻抗,电池的1 200 m A恒流连放容量增加了227.8 mAh,锌负极活性物质利用率提高了7.68%,且1 200 m A脉冲放电性能得到提高,总析气量减小。SEM结果表明:含SDS的锌阳极,放电后锌膏的结晶细致均匀,没有团聚。     

含氟表面活性剂在碱性锌电极中的应用

测量了锌电极在含有不同浓度含氟表面活性剂的碱液中的析气速率和锌电极的极化曲线。实验表明 :表面活性剂FSA ,FC 10 0 ,FSP ,FC 99及FC 43 0 ,FC 170C是有效的缓蚀剂 ,它们对锌电极的阳极行为没有明显的抑制作用 ,这些表面活性剂还能提高锌酸根的沉积过电位 ,使锌电极的钝化电位正移。含氟表面活性剂有希望成为碱性锌电极的代汞缓蚀剂。     

熔融温度对IBC合金性能的影响

采用阳极极化、恒流放电和析气等方法,研究熔融温度对IBC系锌合金电极和锌合金粉电化学性能的影响;采用扫描电子显微镜(SEM)对不同熔融温度条件下制备的IBC系锌合金粉进行形貌观察。结果表明:熔锌温度影响合金的分布状态、电化学活性等性能,当熔融温度为500℃时,IBC锌合金粉具有较均匀的粒度分布且表面形态一致,在150mA恒流连续放电时,锌负极活性物质的利用率为66.34%。     

氧化锌对碱性锌锰电池锌电极的影响

通过对锌电极的电性能测量和锌粉的析氢试验,揭示了氧化锌在碱性电解质中对锌的电性能有影响,且对锌有缓蚀作用,使锌的电位升高,析氢过电位增大,阳极极化增大,析氢量下降等。试验结果可能有助于改进碱性锌锰电池负极工艺。在碱性电解质中含有2%wt的氧化锌就足以满足锌负极的工艺需要。     

无汞防腐电池的研究进展(下)

五、碱性电池的防腐 这里所说的碱性电池,指的是碱锰、锌空之类电池,锌银电池的防腐下文另述。 采用碱性电解液锌阳极的电池在储存时,阳极会发生溶解,产生一定程度的腐蚀,同时释放出氢气,结果引起容量下降、寿命缩短,可靠性降低。可靠性降低是因为阳极存在有不等电位的表面,使锌晶体生长,从负极表面通过隔膜朝着正极生长。当锌晶体长到与正极接触时,电池就产生短路,结果不但消耗电池的能量,而且会产生有害的热量和气体压力。为此,电池又要采用排压系列,而这又会导致电解液蒸发而使电池更易于衰降。     

锌锰干电池中无汞缓蚀剂的筛选

测量了21种有机表面活性剂在锌粉表面的析氢速度,从中选出8种抑制析氢能力较强的缓蚀剂,并通过测量锌电极在铵型和锌型电解液中的阴、阳极极化曲线来考查缓蚀剂对锌电极电性能的影响.结果表明,本文所选的缓蚀剂CNB-16既具有明显的抑制析氢的能力,又不会严重影响锌在电解液中的阳极溶解.因此,认为CNB-16有希望成为Zn-Mn干电池中取代汞的无毒有机缓蚀剂.     

碱性体系中含氟表面活性剂对锌电极的影响

通过析氢实验,测量了5种含氟表面活性剂在碱性体系中对锌粉表面析氢速度的影响。并且和传统缓蚀剂———HgCl2进行了相同条件下的对照实验,初步肯定了这类表面活性剂对锌电极可能产生的缓蚀作用。在此基础上,又对10种含氟表面活性剂对锌电极在碱性体系中的阴、阳极极化曲线进行了考查。结果发现,其中有几种表面活性剂对锌电极的阳极行为影响不大,但对其阴极行为确有较大影响。接着又进一步考查了几种典型的含氟表面活性剂对多孔锌电极在碱性溶液中循环伏安特性的影响。结果一致表明,这类表面活性剂对锌电极在碱性体系中的阴、阳极行为都有不同程度的作用。和传统使用的有毒的汞盐相比较,它们对锌电极的阳极行为的影响还不算很大,但对其阴极行为的影响就表现得比较明显了。说明它们具有较强的抑制析氢的能力。综合几项实验结果,我们认为,只要经过认真筛选,这类含氟表面活性剂中的大部分都有可能成为碱性电池中锌电极的代汞缓蚀剂。它们的缓蚀机理主要取决于它们的高表面活性、强抗氧化能力和它们在锌表面所具有的较强的吸附特性。由于材料来源、实验条件和时间等因素的限制,本文对于这类表面活性剂在锌电极上的作用机理的研究还不够深入,今后还将继续开展这方面的工作。另外,通过恒电位电沉积实验还证明,这类表面活性剂对抑制锌枝晶生长也具有十分明显的作用。这也为它们作为二次锌电极的添加剂提供了一定的依据。     

氢氧化钙对碱性锌电极可充性的影响

为提高碱性锌电极的可充性,提出了一种机械混合含钙锌电极,利用其在放电过程中电极表面二价锌与氢氧化钙的反应,得到了具有电化学活性的锌酸钙。用自行设计的电化学分析方法研究了氢氧化钙对锌电极放电产物在碱液中溶解性的影响,通过阳极极化曲线的测量和粉末微电极循环伏安模拟充放电实验,初步考察了氢氧化钙对碱性锌电极阳极放电性能和可充性的影响。结果证明:在锌电极中加入合适含量的氢氧化钙后,能在放电过程中生成具有良好可充性的锌酸钙活性物质;合适的含钙量不会明显影响锌电极的放电性能。     

铝——二氧化锰电池

铝作为阳极材料具有一系列理论上的优点,似乎是干电池中锌阳极最具吸引力的取代者。例如在电动势顺序中,铝比锌高,电化当量大,自然界贮藏丰富,价格接近于锌,如表1所示,在镁、铝、锌中,铝独占鳌头。     

DE型无氰碱性镀锌的阳极电化学行为

DE型无氰碱性镀锌是我国代替氰化镀锌较有成效的工艺之一,已广泛采用。过去对DE镀锌的阴极过程作了较系统的研究,为提高工艺性能起了很大作用。但是,对于阳极过程的研究还不多,往往影响工艺性能的正常发挥。国外对于锌在碱性溶液中的阳极电化学行为有很多研究。为了提高无氟镀锌质量,本文通过测试DE镀锌的阳极极化曲线和阳极电流效率,初步弄清了阳极在DE镀锌液中的电化学行为,特别是混合阳极,即锌阳极与不溶性阳极并用时的电化学行为,为更好地掌握工艺参数,进一步提高无氰镀锌的水平提出了理论根据。 图1为不同氢氧化钠浓度对阳极极化影响。从图1看出,氢氧化钠的浓度对锌阳极的极化影响很大。随着氢氧化钠浓度的提高,锌阳极的临界钝化电流和钝态溶解最高电流上升,而氧化锌的浓度对阳极极化     

化学镀铟锌电极在KOH溶液中的析氢行为

采用析氢实验、线性电位扫描和交流阻抗法,研究了Zn电极、In电极和化学镀铟锌电极在碱性溶液中的析氢行为.结果表明:镀铟锌电极能提高锌表面的析氢过电位,有效抑制锌的析氢反应和锌在碱性溶液中的自腐蚀.锌表面的铟层越厚,这种抑制作用越强;但铟对锌在碱性溶液中的阳极行为影响不大.     

中性条件下铋对锌电极的缓蚀作用

采用置换反应制备了一系列不同铋含量的锌－铋合金粉,利用收集气体的方法测定了含不同比例铋的锌粉在锌型电解液中的腐蚀速度,并制成多孔电极,测量其阴、阳极极化曲线。结果表明：铋盐取代锌锰干电池中的含汞缓蚀剂,具有较好的效果和应用前景,但是存在一个最佳比例值,扫描电镜图也证明,在最佳比例值铋能够在锌表面形成均匀有效的复盖膜,若超过或小于这个比例值均得不到预期的效果。还通过锌－铋合金粉在有机缓蚀剂ＴＢＩ－１５中的腐蚀速度实验,初步研究了两种缓蚀剂的协同作用。     

中性电解液组成对铝电极特性的影响

在铝电极的研制过程中,若要提高它的性能,必需在一定程度上克服如下两大缺点:(一)阳极极化电位和理论上的平衡电极电位相比明显的向正方向偏移。(二)无论电极是处于湿搁置状态还是处于阳极极化状态,其自溶解速度都比通常的锌电极快很多倍。为了克服上述缺点,采取的措施不外也是两个方面,一就     

碱锰电池阳极膏体中电解液数量对可充性的影响

对于可充碱性锌锰电池,锌—限制阳极工艺是众所周知的。本文试图找到阳极膏中常用电解液数量与这些电池可充性的关系,发现电池的可充性随着电解液数量而增加,直到电解液重量达到阳极物质干重的35—40％电解液数量进一步增加发现对电池的可充性有损害。连续几次循环以后,阴极分析表明,电池电解液数量愈大,电池电解液中锌的含量愈高,这可能是由于在阴极中有haeterolite形成,这就是电解液过剩引起可充性减少的原因。     

锌对铝铟阳极的影响

铝具有优异的电化学性能,是开发电池的理想材料,但在应用上仍存在着一些有待解决的问题。将铝用于性能优于许多其它常用电池的铝 空气电池的阳极材料,通常采用铝 镓系列合金,而铝 铟系列合金的应用由于铝与铟合金化的难度而受到限制。研究了将锌分别作为铝合金添加元素及电解液添加剂引入铝 空气电池用铝 铟阳极中,锌对铝 铟阳极的影响。结果表明,锌能有效地促进铝与铟的合金化;在碱性电解液中,Al In Zn合金电极的腐蚀电位比纯铝的负移了约70mV,表明锌能有效地降低铝阳极极化,使析氢速度大大降低;在中性电解液中,当ZnCl2浓度增至5.8×10-3mol·L-1时,活化电位负移了近300mV,去极化效果最为理想,ZnCl2浓度增至7.7×10-3mol·L-1时,阳极利用率提高至68.4%,自腐蚀电位达到-1.42V,同时对降低铝电极的负差数效应也有较好效果。     

锌铟合金电极在KOH溶液中电化学行为的研究

采用析氢实验、线性电位扫描和交流阻抗法,研究了锌、铟和锌铟合金电极在碱性溶液中的电化学行为。结果表明,合金中的铟能提高锌表面的析氢过电位,有效抑制缓解锌上的析氢反应和锌的阳极氧化,从而抑制锌在碱液中的自腐蚀。合金中铟的含量越高,这种抑制作用越强。此外,合金中的铟能扩大锌的活化电位区,有效改善锌在KOH溶液中的放电性能。     

电液的快速处理与制备

干电池内部的自放电,其主要原因之一是锌皮表面存在电化学腐蚀。阴极反应:2H~++2e→2H→H_2……(1)阳极反应:Zn-2e→Zn~(++)……(2)氢在纯锌上的析出过电位(超电势)很高,所以纯锌在电液中的腐蚀速度是缓慢的。但如果在锌皮的表而上存在有电位较锌为正氢析出过电位较低的重金属杂质