第一節(jié) 產品技術發(fā)展現狀
堿性鋅錳電池是當今民用電池中具有最佳性價比的產品之一，是我國重點發(fā)展的電池產品。為了提高堿錳電池的貯存性能和防漏性能，在生產過程中一般需在負極活性物質中添加汞作為緩蝕劑，但電池里的汞會污染環(huán)境。國家九部委已與1997年12月31日聯合發(fā)布了“關于限制電池產品汞含量的規(guī)定”的通知，要求從2005年1月1日起禁止在國內生產汞含量大于電池重量0.0001%的電池。因此，無汞堿錳電池及其相關技術和規(guī)?；a過程中的工藝控制已成為電池 行業(yè) 中具備堿錳電池生產能力的企業(yè)所關注的熱點。
由于堿錳電池使用的鋅膏處于電池中心部位，需要插入集流體銅針以集中傳導電子和均勻分配電流。當鋅膏中有汞作為緩蝕劑時，鋅粉和銅針表面上的鋅均能發(fā)生汞齊化反應形成鋅汞齊，避免了鋅膏與集流體銅針電偶對的原電池腐蝕，從而確保貯存性能和導電性能良好。
但是在無汞條件下，集流體銅針與無汞鋅粉之間將不可避免地發(fā)生電化學反應而析出氫氣，使電池的貯存性能和防漏性能急劇降低，不能滿足用戶需要。目前解決的途徑是在集流體銅針表面鍍履析氫過電位高的金屬（如Sn、In等）。
鍍錫銅針在電池使用后期錫層易脫落而影響電池性能。雖然國內很多廠家采用鍍錫工藝，但其使用效果一直不如鍍銦工藝。集流體銅針鍍銦的工藝技術水平的高低及銦層質量好壞是影響無汞堿錳電池生產與應用的至關重要的因素。雖然電鍍銦的集流體銅針能夠滿足電池生產需求，但鍍銦生產需要采用In陽極或Pt陽極，且鍍銦層致密度、與基體結合力均不如化學鍍銦層。為此，國外某公司采用有氰化學鍍銦技術處理集流體銅針，在無汞堿錳電池生產中獲得滿意效果，但是其含氰廢液處理困難，并顯著增加了鍍銦生產成本。
第二節(jié) 產品工藝特點或流程
電池的密封性能與電池內的析氫量相關。因此電池生產對集流體銅針的表面狀況以及鋅粉的質量要求較高。鋅粉析氫量的多少除與負極集流體有關外，還與電解液的組成、電解液的量和溫度等諸因素有關。
為了降低鋅錳堿性電池的氣脹-漏液率，在堿性電池生產中早先是將陰極集流體-銅針采用日本進口“擦光劑”對銅針進行清洗，以降低鋅錳堿性電池的氣脹一漏液情況，采用這種方法使堿性電池的氣脹一漏液率控制在0．1％-0．5％以內。
隨著人們對堿性電池質量要求的不斷提高，近年來國內開展了堿性電池陰極集流體-銅針鍍錫的熱潮，以進一步降低堿性電池的氣脹一漏液率。由于近年來國內、外用戶對堿性電池的氣脹一漏液率要求降低至0．00X％，甚至更低，因此許多堿性電池生產廠家相繼采用了鍍鋼銅針作為堿性電池陰極的集流體。
實驗結果表明，無汞鋅粉中一旦插入僅酸洗不鍍銦的銅針，由于銅與鋅電極電位差異很大，容易發(fā)生電化學反應而析出大量的氫氣。但鍍銦銅針插入無汞鋅粉時，由于銦是析氫電位很高的金屬，銅針表面上不管是有氰還是無氰化學鍍銦，其析氫量明顯降低，表明集流體與鋅粉之間的電化學反應得到了明顯抑制；還表明采用化學鍍銦銅針對無汞堿錳電池的集流體是可行的，而且無氰化學鍍銦層的析氫行為更為穩(wěn)定。
第三節(jié) 國內外技術未來發(fā)展趨勢 分析
由化學鍍銦基本原理可知，化學鍍銦溶液主鹽由銦鹽、還原劑、絡合劑等組成，根據化學鍍一般概念可以認為化學鍍銦過程是用還原劑把溶液中的銦子還原沉積在具有催化活性的表面上，其反應式為：
InCm3++RIn+mC+O
C為絡合劑，m為絡合劑配位體數目，R、O分別為還原劑的還原態(tài)和氧化態(tài)，根據化學鍍反應式書寫的一般原則，其陰極、陽極反應可分別表示為：
陰極反應：InCm3++3eIn+mC；
陽極反應：RO+3e；
該氧化還原反應能否自發(fā)進行的熱力學判斷依據是反應吉布斯自由能的變化rGm?，F以次亞磷酸鹽作為還原劑，計算在298K下無絡合劑時化學鍍銦過程中標準吉布斯自由能的變化rGm（298K）。
該反應自由能的變化rGm（298K）=95.9kJ/mol，反應自由能變化rGm（298K）為負值，且比零小得多，所以熱力學計算表明用次亞磷酸鹽做還原劑還原In3+是可行的。
化學鍍銦溶液的成分
化學鍍銦的方法是將經酸洗活化的集流體銅針浸入到鍍液中，插入引發(fā)Al片即可鍍上一層銦，鍍液溫度控制在1092，時間160min。
同其它表面處理方法一樣，化學鍍銦由電鍍前處理、施鍍操作、鍍后處理等工序組成，正確實施工藝過程對于獲得質量合格的鍍層非常重要。與電鍍工藝相比，化學鍍銦工藝全過程應格外仔細，化學鍍銦取決于工件表面均勻一致的、迅速的初始狀態(tài)（成核過程），不需施加任何電壓，只要工件一進入鍍液即形成均勻一致的沉積界面，這一點很重要，因為化學鍍銦是一種異相表面自催化反應。一般說來，化學鍍銦溶液比電鍍溶液更加敏感嬌弱，其中各項化學成分的平衡、工藝參數的可操作范圍比較窄，對污染物（特別是重金屬離子）耐受能力很差，需要對其給予更多的維護，以盡可能延長化學鍍液的壽命。
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