作者简介:黎学明,男,1967年11月生,博士,讲师陶长元,男,1963年3月生,博士,副教授张胜涛,男,1957年8月生,教授徐星亮,男,1948年10月生,高级经济师杨林,男,1955年6月生,工程师第29卷第3期电池Vol.29,No.31999年6月BATTERYBIMONTHLYJun.1999化学镀铟集流体对锌粉析氢行为的影响EffectofCurrentCollectorTreatedElectrolessPlatingIndiumonExhaustionHydrogenProcessofZincPowder重庆大学化学化工学院(重庆400044)CollegeofChemistryandChemicalEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400044黎学明LiXueming陶长元TaoChangyuan张胜涛ZhangShengtao重庆力可达电池有限公司(重庆400016)ChongqingLikedaBatteryLimitedCompany,Chongqing400016徐星亮XuXingliang杨林YangLin摘要采用析氢量动态测试方法研究了化学镀铟集流体铜钉与不同产地无汞、低汞锌粉相互作用的动态过程。结果表明:集流体铜钉经无氰化学镀铟处理后,能够降低与锌粉的接触电阻,抑制锌粉腐蚀和氢气的析出。关键词:无汞锌粉碱锰电池化学镀铟集流体析氢行为分类号:TM911114AbstractTheinteractionprocessbetweencurrentcollectortreatedelectrolessplatingindiumandvariousmercury-freezincpowderswasstudiedbyamethodofdynamicmeasuringexhaustionhydrogen.Itwasfoundthatcur2rentcollectortreatedbyelectrolessplatingindiumwithoutcyanidecouldreduceinternalresistancecontactingwithmercury-freezincpowder,inhibitcorrosionofzincpowderinKOHsolutionandprocessofevolvedhy2drogen.Keywords:Mercury-FreeZincPowderZinc-ManganeseDioxideBatteryElectrolessPlatingIndiumCurrentCollectorHydrogenExhaustionBehavior引言由于碱锰电池(LR03、LR6等)使用的锌膏处于电池中心部位,需插入集流体铜钉以集中传导电子和均匀分配电流,集流体铜钉表面的电化学性质将直接关系到电池的析氢状况,影响到电池的贮存和防漏性能。在常规碱锰电池中,一般添加析氢抑制剂汞或汞合金,使锌粉在碱性溶液中稳定,抑制氢气的析出,保证该类©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.电池具有良好的贮存和防漏性能。为保护和改善生态环境,降低汞对环境的污染,我国将从2005年1月1日起全面禁止生产含汞量大于电池质量010001%的碱锰电池[1]。在无汞条件下,集流体铜钉、锌粉在碱性溶液中将不可避免地发生化学或电化学反应,产生大量氢气,导致电池贮存和防漏性能下降,因此在无汞碱锰电池的生产中必须有效地解决这一问题。目前,解决这一问题的途径是对集流体铜钉表面镀覆析氢过电位高的金属或合金,如Pb、Sn、In、Cd、Ga等[2～3]。与镀Pb、Sn、Cd、Ga等相比,镀铟最具有吸引力,因其环境污染更小、效果更佳[2]。裘妙云、董明光等人[4～5]在研制无汞碱锰电池的过程中采用了电镀铟的集流体铜钉,并证实电镀铟以后集流体铜钉能满足无汞碱锰电池生产的要求。与电镀层相比,化学镀层具有更高的致密度和结合力[6],为此,国外某公司采用有氰化学镀铟技术处理集流体铜钉,在无汞碱锰电池生产应用过程中获得了满意的效果。但是含氰废液处理麻烦困难,显著地增加了镀铟生产成本。研究和开发无氰化学镀铟技术具有重要现实意义,本文在成功地开发出无氰化学镀铟技术的基础上[7],研究了化学镀铟集流体铜钉对不同产地锌粉析氢行为的影响,获得了有益的结果。1实验111实验原理析氢量的动态测定在自制析氢量测试瓶中进行,如图1所示,原理与操作过程见文献[8]。图1析氢量测试瓶示意图112原材料11211集流体铜钉采用LR6碱锰电池中使用的集流体铜钉,并作标记:铜钉1∶酸洗;铜钉2∶有氰化学镀铟;铜钉3∶无氰化学镀铟;铜钉4∶电镀铟。11212锌粉采用日本无汞锌粉,加拿大无汞锌粉,国产无汞锌粉1,国产无汞锌粉2,比利时低汞锌粉。11213电解液由化学纯KOH和ZnO组成,配制见文献[8]。113实验过程准确称取1812g锌粉于测试瓶中,插入5根LR6碱锰电池用集流体铜钉,向测试瓶中加入3614ml碱性电解液,然后加液体石蜡并用橡皮塞封口,在均匀玻璃支管中溶入含苏丹染料的液体石蜡,使电解液与液体石蜡间能显出清晰的界面。将析氢量测试瓶放入25℃水浴中,恒温1h后记录支管中液面高度。再...
