專利名稱：四價陽離子錫電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電化學電池。
現(xiàn)有技術(shù)中的電化學電池，其陽極材料大都使用能產(chǎn)生一價或二價或三價陽離子的金屬或其合金，只有在蓄電池中使用能產(chǎn)生四價陽離子的金屬鉛(Pb)。就比能量來說，后者明顯大于前者。但由于金屬Pb本身對人體有害，因而它的使用受到一定限制。
本發(fā)明的目的在于克服以上不足，提供一種以能產(chǎn)生四價陽離子、且無毒的金屬或合金作為陽極的電池，從而提高了電池的比能量。
本發(fā)明的目的由以下方式來實現(xiàn)。
本發(fā)明的電池，其組成包括有陽極、陰極、電解質(zhì)。其特征在于所述陽極材料是能產(chǎn)生四價陽離子的金屬錫(Sn)，或它的合金，或者是以錫和/或其合金為主的混合物，所述電解質(zhì)是錫鹽溶液或由錫鹽和載體材料組成的混合物，也可以是經(jīng)錫鹽改性的沸石或蒙脫石構(gòu)成。其中的載體材料是指如紙漿、粘合劑或高分子成膜劑等物質(zhì)，陰級材料可以選用目前電化學電池中使用的各種陰極材料，如氧化物、硫化物、鹵化物、單質(zhì)氧化劑等等。
本發(fā)明的電池，根據(jù)選用的陰極材料和電解質(zhì)狀態(tài)的不同，可以制作成普通干電池，也可以制成全固態(tài)電池，還可以制成可充電的二次電池。對于二次電池，為便于貯存，其初始狀態(tài)不但可以是充電狀態(tài)也可以是放電狀態(tài)或半放電狀態(tài)。當電解質(zhì)為液態(tài)電解液時也能制成蓄電池。
在本電池的實際生產(chǎn)和應用中，為了保證外電路所需要的工作電壓和電流，可以將若干單元電池進行不同方式的串聯(lián)，并聯(lián)或串、并聯(lián)組合，電池的外形可根據(jù)需要設(shè)置成簡形、扣式、片式等。
下面結(jié)合附圖，在實施例中作進一步描述
圖1為本發(fā)明的單元電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1為陽極集電極，2為陽極，3為電解質(zhì)層，4為陰極，5為陰極集電極。
實施例1陽極 Sn 片陰極 MnO2電解質(zhì) 固態(tài)，經(jīng)Sn改性的沸石Sn改性沸石的制備a)取15g、200目天然絲光沸石，浸泡在200mL，0.2N的SnCl4水溶液中2小時，澄清后除去浮液。重復操作一次。
b)用400ml蒸餾水清洗3次。
c)在80℃下烘干，即可得到Sn改性沸石。
以上述材料制成φ13mm×4mm在全固態(tài)電池，室溫下開路電壓大于1伏，電流達4毫安。
實施例2陽極 Sn片陰極 MnO2電解質(zhì)糊狀，沸石(200目)與SnCl4均勻混合成糊狀，烘至半干。
本電池在室溫下開路電壓大于1伏，電流達100毫安。
實施例3陽極 Sn片陰極 V2O5電解質(zhì)糊狀，蒙脫石(200目)與SnCl4均勻混合成糊狀，烘至半干。
上述材料做成φ13mm×4mm電池在室溫下開路電壓大于0.6伏，電流可達100毫安。可作二次電池。
實施例4陽極 Sn-Pb合金片，其中Sn95%，Pb 5%陰極 MnO2電解質(zhì) SnCl4水溶液，載體為易吸水紙。
陽極片尺寸為φ13×1mm，陰極為φ13×2mm，電解質(zhì)紙置于中間疊合，加壓固定，構(gòu)成電池。本電池在室溫下開路電壓大于1伏，電流達14mA。
本發(fā)明的四價陽離子錫電池，可產(chǎn)生大的電極電位，給出較大的開路電勢，上述電解質(zhì)中有較大的陽離子遷移率，得到的電池比能量大，并且，金屬Sn在普通環(huán)境條件下比較穩(wěn)定，制膜加工性能好，價格低廉，對人體無害。因此，本電池可廣泛用于工業(yè)、民用等各種場合。
權(quán)利要求
1.一種包括有陽極、陰極、電解質(zhì)組成的四價陽離子錫電池，其特征在于所述陽極材料中主要含有能產(chǎn)生四價陽離子的金屬錫(Sn)和/或其合金，所述電解質(zhì)材料中含有錫鹽和/或經(jīng)錫鹽改性的沸石或蒙脫石。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高比能量的電化學電池。它的陽極材料中含有能產(chǎn)生四價陽離子的錫和/或它的合金，電解質(zhì)材料中含有錫鹽或經(jīng)錫鹽改性的沸石或蒙脫石，本電池可以制作成普通干電池，也可制成固態(tài)電池或蓄電池。它具有在環(huán)境溫度下穩(wěn)定性好、抗腐蝕能力強的特點，而且對人體無害，因此本電池可廣泛用于工業(yè)、民用等各種場合。
文檔編號H01M4/38GK1055835SQ90102159
公開日1991年10月30日 申請日期1990年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月14日
發(fā)明者王大志 申請人:中國科學技術(shù)大學