技術領域

本發明屬于一種鎂錳紙電池及其制備方法。

技術背景

鎂是一種活性金屬，電負性為1.31，標準電極電位為-2.36V（VS·SHE）理論比容量可達2.20Ah/g，在常用的金屬中僅比鋰（3.86Ah/g）鋁（2.98Ah/g）小，遠比金屬鋅（0.82Ah/g）大。同時鎂是一種很有前途的電池負極材料我國鎂的資源非常豐富，儲量居世界首位；另外，鎂電池具有成本低、無公害、高功率、高能量密度的優點，所以受到廣泛關注，目前鎂電池主要用作軍事。通常鎂錳電池負極為鎂金屬或鎂合金，正極為MnO₂，電解液為Mg(ClO₄)₂或MgBr₂，電池反應為：

Mg+2MnO₂+H₂O→?Mg(OH)₂+Mn₂O₃??。

鎂錳電池的優點是初始儲存性能較好，因為在鎂或鎂合金表面生成Mg(OH)₂和MgO保護膜的原因。目前鎂錳干電池已有較多的專利報導，申請號02138096·1的“鎂干電池”涉及到以鎂合金為陽極材料的鎂干電池，其中鎂合金中包含有一種金屬A，該金屬A或為堿金屬或為堿土金屬或為稀土金屬或為這些金屬的任意組合。申請號03142626·3的“鎂電池陽極板料”涉及到鎂合金為基材，連續鑄造或連續鑄軋制成的薄板的工藝；申請號00811017·4的“一種鎂基一次電池和二次電池”涉及到金屬鎂以燒結形式做負極；申請號02111675·x的“鎂合金固態成型工藝方法”提出了一種適用生產圓筒形鎂干電池負極的方法；申請號03134338·4的“鎂干電池及其制造方法”提出了鎂合金陽極殼體采用低溫擠壓成型的方法；申請號03261351·2的“圓柱形鎂干電池結構設計”陽極鎂筒采用鎂合金圓餅擠沖成型的整體圓筒；申請號200620032162·4的“鎂錳紙板一次電池”涉及的電池整體結構，其設計具有結構合理的特點；申請號20110228683·2“一種鎂干電池”涉及陽極鎂合金、電解液為MgCl₂、Mg(NO₃)₂?、Mg(SO₄)₂和Mg(ClO₄)₂溶液。此外尚有申請號200310113951·1的“鎂海水干電池”；專利申請號200810127885·6?的“魚雷電池陽極鎂合金極生產方法”；專利申請號200910131909·x的“鎂-空氣電池”等。

紙電池是近幾年發展起來的一種新型電池，它是以紙張為載體的具有柔性薄型的特點，以色列Power?paper公司生產的紙電池是一種由鋅和MnO₂構成的使用工業標準印刷技術，將電極材料印刷在紙上，單體紙電池可達到1.5v，這種電池的特點是成本極低，形貌和尺寸靈活，使用方便。Enfucell電池公司也研制了一種紙電池，其組成與結構跟Power?paper公司的相似。紙電池目前開始用于微型電子器材，特別是作為“射頻識別”（RFID）的電源，有其廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鎂錳紙電池及其制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的。

本發明所述的鎂錳紙電池由鎂負極、涂有MnO₂活性漿料的隔膜紙和碳素集流體構成的疊層式鎂錳紙電池。

本發明所述的鎂負極是厚0.1~0.2mm的金屬鎂箔或鎂合金。

本發明所述的MnO₂活性漿料是先由MnO₂、導電劑和添加劑按80-90∶10-20∶0.1-1.0的質量比配制成MnO₂混合粉料，再按MnO₂混合粉料與電解液按70~75:25~30的質量比調制成MnO₂活性漿料。

所述的MnO₂是活性MnO₂、電解MnO₂、纖維MnO₂或納米MnO₂中的一種或兩種以上。

所述的導電劑是碳納米管、碳黑或石墨中的一種或兩種以上。

所述的添加劑是V₂O₅、人造沸石、氟化物、氧化鎂或KMnO₄中的一種或兩種以上。