堿錳電池陰極堿濃度對(duì)工藝及電性能的影響厲斌鄭昔寶，馬歷春馬黎明（浙江三特電池有限公司，浙江東陽(yáng)322104）性能的影響。結(jié)果表明陰極堿濃度不同時(shí)，對(duì)電池在不同負(fù)載下放電性能的影響不同，且隨負(fù)載電阻加大時(shí)，不同的堿濃度對(duì)電池放電性能的影響程度間的差異降低，陰極的最佳用堿濃度為40%.刖言為了堿性鋅錳電池正極成型及為正極反應(yīng)時(shí)提供導(dǎo)電物質(zhì)和反應(yīng)所需的物質(zhì)，在正極粉料中加入一定數(shù)量的水或KOH溶液，其中水或KOH溶液中的水參與Mr2放電過程，特別是Mn2的一次放電過程，KOH為電池放電時(shí)提供導(dǎo)電離子。另外，無論是水或是KOH溶液還起著對(duì)正極粉料的粘合作用。

選擇適當(dāng)?shù)膲A濃度及其用量對(duì)正極生產(chǎn)效率及電池的放電性能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文在設(shè)定的正極含水率的條件下，通過改變堿的濃度來討論其對(duì)正極生產(chǎn)及電池性能的影響。

種濃度不同的堿進(jìn)行拌粉、軋片、造粒，在相同操作條件下觀察軋片、造粒情況。

b將上述粉料放一段時(shí)間，然后制環(huán)，在完全相同工藝下裝成IR6電池（負(fù)極完全相同），測(cè)其開路電壓、短路電流，并比較不同負(fù)荷下放電性能（1.8脈沖，3.犯，10，4犯）表1實(shí)驗(yàn)用堿濃度及其加入量2結(jié)果與討論21堿濃度對(duì)制粉工藝的影響在不同堿濃度制粉試驗(yàn)中，濃度為0%、10%、20%的三種堿液拌粉后均表現(xiàn)為粉干，缺乏粘結(jié)力，軋片時(shí)軋不實(shí)，形成的片小、薄、沒有硬度，用手輕捏即可使片還原為粉，且最后得粒率也厲斌（1974―），男，浙江東陽(yáng)人浙江三特電池有限公司研究所所長(zhǎng)，助理工程師，從事無汞堿錳電池研究；鄭昔寶（1973―），男，浙江磐安人浙江三特電池有限公司技術(shù)員，助理工程師，從事無汞堿錳電池研究；馬歷春（1940-），男，浙江東陽(yáng)人浙江三特電池有限公司總工程師，高級(jí)工程師，從事無汞堿錳電池研究；1馬黎明男，A浙江東陽(yáng)（人浙江三特e電t池有限公司1總經(jīng)理經(jīng)濟(jì)師：從事電池研究及企業(yè)官理）://www.cnki.net31卷較低，制的粉中細(xì)粉多，沒有硬度。25%堿液濃度試樣是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，軋片時(shí)，形成的片較好，大小、厚度適當(dāng)且有一定的硬度破碎、振篩后，粉料得粒率也得到較大提高達(dá)到531%.濃度為30%、40%的試樣情況持續(xù)好轉(zhuǎn)軋片硬度得粒率均進(jìn)一步得到提高，50%試樣表現(xiàn)為濕拌后粉偏濕，結(jié)果造成軋片雖然形成了片，但是由于堿量高片子硬度上不去，造成最后粒子硬度差。

列出不同堿濃度時(shí)的正極生產(chǎn)得粒率表2堿濃度對(duì)造粒得粒率的影響KOH質(zhì)量濃度/%粒率/%從上面實(shí)驗(yàn)來看，雖然控制相同的含水率（3.8%）但從實(shí)際實(shí)驗(yàn)效果來看，似乎起粘結(jié)作用的是KOH水溶液這一個(gè)整體，而不只是其中的水，并且添加的量有一個(gè)最佳范圍，超出這個(gè)范圍會(huì)造成粉料粒硬度差、顆粒率分布不好、細(xì)粒多，在制環(huán)中出現(xiàn)質(zhì)量上不去，且環(huán)強(qiáng)度差、易開裂等現(xiàn)象；堿濃度過高會(huì)造成粉過濕，制環(huán)時(shí)粘模、脫模困難。

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22組裝成電池三參數(shù)的測(cè)定在保證環(huán)質(zhì)量相同，負(fù)極活性物質(zhì)相同，用量相同且生產(chǎn)工藝完全一致下制成LR6電池，測(cè)其三參數(shù)，結(jié)果見表3（先放置2~3天，使體系達(dá)到平衡）KOH質(zhì)量濃度/%開路電壓/V短路電流/A10負(fù)荷電壓/V隨著堿液濃度的提高，電池的三參數(shù)性能總體逐步提高，值得注意的現(xiàn)象是堿濃度25%試樣仍是一個(gè)臨界點(diǎn)，在此開路電壓、短路電流、負(fù)荷電壓都有了一個(gè)飛躍；在堿濃度0%~20%時(shí)電池開路電壓低于正常水平約40mV，而且短路電流也遠(yuǎn)低于正常水平，只有4A~5A，這是由于電池總體堿濃度低造成的電池中溶液的「濃度會(huì)影響電極的電極電位和導(dǎo)電性。

MnCfc電極在堿液中的平衡電位，不僅與溶液中OH離子活度有關(guān)，還與Mn2表面層中2―離子活度有關(guān)，Mn2表面層中h活度越高，或H+活度越低，越正111.堿液濃度達(dá)到一定程度后，再提高濃度對(duì)電池三參數(shù)性能已無明顯影響，從40%到50%，開路電壓。負(fù)荷電壓。短路電流都幾乎沒有變化。

23不同放電制度下放電性能比較表4中不同放電制度下的放電性能可知：不同的堿濃度對(duì)電池在不同放電制度下的放電性能的影響是不同的，最佳的堿濃度為40%.在重負(fù)荷放電時(shí)，特別是電池在18A15s/min脈沖放電時(shí)，低堿濃度，特別是堿濃度為20%時(shí)，放電性能差，放出容量少，高壓段放分差；堿濃度高，特別是堿濃度為40%時(shí)，電池的放電性能優(yōu)良，放出容量多，高壓段放分時(shí)間長(zhǎng)，這可能是由于KOH溶液的導(dǎo)電能力與導(dǎo)電離子的數(shù)量及堿濃度對(duì)Mn2放電的二次過程的影響不同所致。在輕負(fù)荷放電時(shí)，不同的堿濃度對(duì)電池的放電性能的影響程度較小，這可能是由于在低堿濃度時(shí)，因放電反應(yīng)速度隨負(fù)載電阻的加大而變慢，一方面使電池內(nèi)非正極粒料中的堿（如隔膜中的）有足夠的時(shí)間向正極粒料中擴(kuò)散，另一方面，MnO2的一次放電過程消耗水生成OH―使正極區(qū)域中的離子導(dǎo)電能力升高，正極區(qū)域內(nèi)阻降低，而在高堿濃度時(shí)，雖Mrf）2反應(yīng)消耗水使OH濃度升高，但也有足夠的時(shí)間使非正極粒料中的水向粒料內(nèi)部遷移，同時(shí)使OH向粒料外部遷移，保持了正極區(qū)導(dǎo)電率和恒定的堿濃度，由此縮小堿濃度不同時(shí)電池性能間的差異。也應(yīng)注意到，堿濃度過高時(shí)（如50%的堿濃度）電池的放電性能較最佳含量的堿濃度（40%）時(shí)差，這可能是由于過高的堿濃度時(shí)，為保持正極恒定的含水量，堿液用量增加，降低了正極活性材料的用量（實(shí)驗(yàn)中正極環(huán)質(zhì)量相同）之故。當(dāng)堿液濃度為20%時(shí)，電池性能最差，原因有待進(jìn)一步研究。

堿濃度對(duì)LR6電池放電性能的影響Table.KOH質(zhì)量濃度/%1.25V以上的脈沖數(shù)到達(dá)0.9V脈沖數(shù)脈沖放出容量/Ah到達(dá)0連放放出容量/Ah到達(dá)0連放放出容量/Ah到達(dá)0連放放出容量/Ah3結(jié)論a正極用堿濃度不同對(duì)正極生產(chǎn)及電池性能的影響不同，正極最佳用堿濃度為40%.b輕負(fù)荷放電時(shí)，不同堿濃度對(duì)電池性能影響的差異程度降低，但重負(fù)荷時(shí)，不同堿濃度對(duì)電池性能影響的差異升高。