專利名稱：一種無(wú)汞電池用膨脹石墨微粉的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料加工技術(shù)領(lǐng)域的范疇，進(jìn)一步講是涉及一種無(wú)汞電池用膨脹石墨微粉的制造方法。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)對(duì)膨脹石墨的加工工藝和方法，均是對(duì)于純度比較低的天然鱗片狀石墨進(jìn)行膨脹處理，這樣處理的膨脹石墨一般作為密封件和進(jìn)一步深加工的初步原料，不能直接用作無(wú)汞電池的膨脹石墨微粉。例如中國(guó)專利申請(qǐng)85103917號(hào)可膨脹石墨及其制造方法中公開(kāi)的技術(shù)內(nèi)容是采用分別依次用硝酸和硫酸浸泡石墨粒，經(jīng)水清洗后低溫烘至含水量小于10％后，加入氧化鈣粉末進(jìn)行處理和篩分。這種加工工藝石墨的雜質(zhì)多，且氧化鈣的分離不完全而造成金屬離子增加，因此不能用于制造無(wú)汞電池用膨脹石墨微粉。再如中國(guó)專利91111826.8可膨脹石墨制造方法中公開(kāi)的可膨脹石墨的制造方法，其方法中所用裝置包括電化學(xué)反應(yīng)槽，槽中裝有電化學(xué)溶液及電極，靠陽(yáng)極一側(cè)裝有滲透板制成的框，框中裝有待處理的石墨，通脈沖電流進(jìn)行陽(yáng)極氧化。屬于電化學(xué)膨脹的處理工藝，其得到的膨脹石墨，也不能應(yīng)用于制造無(wú)汞電池用膨脹石墨微粉。而中國(guó)專利96107055.2可膨脹石墨微波膨化脫硫方法中公開(kāi)的方法，僅限于用微波來(lái)脫除膨脹石墨中的硫，而且其專門(mén)為了脫硫而設(shè)計(jì)，功率比較低，1.0～2.5千瓦，且要求石墨的粒度較大(32～50目)。因此不適應(yīng)無(wú)汞電池用高純度膨脹石墨微粉大規(guī)模工業(yè)化的生產(chǎn)需要。無(wú)汞電池的膨脹石墨微粉，目前尚無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)外幾個(gè)公司的膨脹石墨微粉的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)附表。為了改變國(guó)內(nèi)沒(méi)有制造無(wú)汞電池用膨脹石墨微粉的現(xiàn)狀，提出了本發(fā)明的任務(wù)。本發(fā)明的任務(wù)是設(shè)計(jì)一整套工藝技術(shù)路線，提供一種無(wú)汞電池用膨脹石墨微粉的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
該無(wú)汞電池用膨脹石墨微粉的制造方法，其特征在于細(xì)度70～85目的純度為99.5％～99.95％的石墨粉與硫酸、氯酸鉀和過(guò)硫酸鹽引發(fā)劑按照1∶2～4∶0.05～0.2∶0.5～1.8的重量百分比混合；將上述混合均勻的物質(zhì)在1％～10％的過(guò)氧化氫溶液中水洗5～10次，至已初步膨脹的石墨粒子的PH值為3～7，含水率為8％～15％；將上述含水率為8％～15％的已初步膨脹的石墨粒子在微波爐內(nèi)加熱20～40秒鐘，使其進(jìn)一步膨脹和干燥；粉碎至325目篩余2％～10％。微波爐的功率應(yīng)當(dāng)較大，一般大于5千瓦至150千瓦為宜，工業(yè)用微波的頻率分為915兆赫茲和2450兆赫茲，為了安全和提高效率起見(jiàn)，微波加熱爐的頻率最好為2450兆赫茲。該無(wú)汞電池用膨脹石墨微粉的制造方法中使用的過(guò)硫酸鹽引發(fā)劑最好采用過(guò)硫酸銨。本發(fā)明的方法制造的無(wú)汞電池用膨脹石墨微粉，其優(yōu)點(diǎn)是，低灰份、低鐵、鉬等金屬離子含量，可使堿性電池的正極導(dǎo)電材料的活性物質(zhì)(EMD電解二氧化錳)用量減少，電解液用量增加，從而有效地提高電池容量。由于國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有該微粉的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其效果指標(biāo)與國(guó)際上的幾個(gè)公司的產(chǎn)品進(jìn)行比較的結(jié)果見(jiàn)附表。從附表中可以看出，本發(fā)明的技術(shù)方案制造的膨脹石墨微粉明顯優(yōu)于其它公司。在國(guó)內(nèi)電池廠進(jìn)行的小規(guī)模樣品試驗(yàn)表明，采用本發(fā)明的膨脹石墨微粉制造的堿性電池，其內(nèi)阻由0.11歐姆下降到0.074歐姆，對(duì)于LR6型電池電解液的加入量可增加30～60毫克。
具體實(shí)施例方式
，以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例。實(shí)施例1、細(xì)度70目的純度為99.0％～99.5％的石墨粉100克，濃度98％的硫酸200克、氯酸鉀20克，過(guò)硫酸鹽引發(fā)劑180克混合均勻，浸泡。然后，將上述混合均勻的物質(zhì)在1％～10％的過(guò)氧化氫溶液中水洗10次，至已初步膨脹的石墨粒子的PH值為3～7，含水率為15％。將上述含水率為15％的已初步膨脹的石墨粒子在微波爐內(nèi)加熱20～40秒鐘，使其進(jìn)一步膨脹和干燥；粉碎至325目篩余2％～10％。即是灰份小于0.15％～0.10％，鐵含量小于50ppm，鉬含量小于0.2ppm的可膨脹石墨微粉。該例中的微波爐可以使用家用食品加熱的微波爐。實(shí)施例2、細(xì)度80目的純度為99.50％～99.95％的石墨粉1000克，濃度98％的硫酸4000克、氯酸鉀10克，過(guò)硫酸銨1000克混合均勻，浸泡。然后，將上述混合均勻的物質(zhì)在1％～10％的過(guò)氧化氫溶液中水洗7次，至已初步膨脹的石墨粒子的PH值為3～7，含水率為12％。將上述含水率為12％的已初步膨脹的石墨粒子在微波爐內(nèi)加熱20～40秒鐘，使其進(jìn)一步膨脹和干燥；粉碎至325目篩余2％～10％。即是灰份小于0.10％～0.08％，鐵含量小于50ppm，鉬含量小于0.2ppm的可膨脹石墨微粉。在該實(shí)施例中的微波爐的功率應(yīng)當(dāng)在5千瓦至20千瓦之間選擇。實(shí)施例3、細(xì)度85目的純度為99.0％～99.90％的石墨粉10000克，濃度98％的硫酸40000克、氯酸鉀500克，過(guò)硫酸鉀10000克混合均勻，浸泡。然后，將上述混合均勻的物質(zhì)在1％～10％的過(guò)氧化氫溶液中水洗5次，至已初步膨脹的石墨粒子的PH值為3～7，含水率為10％。將上述含水率為10％的已初步膨脹的石墨粒子在微波爐內(nèi)加熱20～40秒鐘，使其進(jìn)一步膨脹和干燥；粉碎至325目篩余2％～10％。即是灰份小于0.10％～0.05％，鐵含量小于50ppm，鉬含量小于0.2ppm的可膨脹石墨微粉。在該實(shí)施例中的微波爐的功率應(yīng)當(dāng)選擇50～150千瓦，最好是100～120千瓦。至于粉碎設(shè)備，目前已經(jīng)有許多種，可以選擇雷蒙磨、氣流粉碎機(jī)、冷凍氣流粉碎機(jī)以及其他輥式研磨機(jī)等均可。上述的各實(shí)施例中的硫酸的宜采用濃度為98％(比重約為1.83)的濃硫酸效果較好。但是，硫酸的濃度可以比給出的略小(例如使用比重為1.70～1.80左右的濃硫酸)，基本不影響使用，但是效果要略差。過(guò)硫酸鹽引發(fā)劑的使用量最好按照標(biāo)定的比例使用，但是如果有限的超量使用，例如使用的比例大于0.2的重量比，相對(duì)于酸洗和氧化來(lái)講基本不影響反應(yīng)，對(duì)于整個(gè)的生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)當(dāng)沒(méi)有太大的損害，只是無(wú)故增加成本。國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)的可膨脹石墨的含碳量一般是≥99.0％，含鐵量200～600ppm，傳統(tǒng)工藝無(wú)法將其中的鐵等金屬離子去掉。而本發(fā)明的工藝成功地將鐵的含量降低到50ppm以下，基本滿足國(guó)內(nèi)無(wú)汞電池生產(chǎn)指標(biāo)的需要。
附表
權(quán)利要求
1.一種無(wú)汞電池用膨脹石墨微粉的制造方法，其特征在于A、細(xì)度70～85目的純度為99.5％～99.95％的石墨粉與硫酸、氯酸鉀和過(guò)硫酸鹽引發(fā)劑按照1∶2～4∶0.05～0.2∶0.5～1.8的重量百分比混合；B、將上述混合均勻的物質(zhì)在1％～10％的過(guò)氧化氫溶液中水洗5～10次，至已初步膨脹的石墨粒子的PH值為3～7，含水率為8％～15％；C、將上述含水率為8％～15％的已初步膨脹的石墨粒子在微波爐內(nèi)加熱20～40秒鐘，使其進(jìn)一步膨脹和干燥；D、粉碎至325目篩余2％～10％。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種無(wú)汞電池用膨脹石墨微粉的制造方法，其特征在于所說(shuō)的微波爐是功率大于5千瓦～150千瓦的頻率為2450兆赫茲的微波加熱爐。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種無(wú)汞電池用膨脹石墨微粉的制造方法，其特征在于所說(shuō)的過(guò)硫酸鹽引發(fā)劑最好采用過(guò)硫酸銨。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)汞電池用膨脹石墨微粉的制造方法，其特征在于細(xì)度70～85目的純度為99.5％～99.95％的石墨粉與硫酸、氯酸鉀和過(guò)硫酸鹽引發(fā)劑按照1∶2～4∶0.05～0.2∶0.5～1.8的重量百分比混合；將上述混合均勻的物質(zhì)在1％～10％的過(guò)氧化氫溶液中水洗5～10次，至已初步膨脹的石墨粒子的pH值為3～7，含水率為8％～15％；將上述含水率為8％～15％的已初步膨脹的石墨粒子在微波爐內(nèi)加熱20～40秒鐘，使其進(jìn)一步膨脹和干燥；粉碎至325目篩余2％～10％。即是無(wú)汞電池用膨脹石墨微粉。其優(yōu)點(diǎn)是，低灰份、低鐵、鉬等金屬離子含量，可使堿性電池的正極導(dǎo)電材料的活性物質(zhì)(EMD電解二氧化錳)用量減少，電解液用量增加，從而有效地提高電池容量。
文檔編號(hào)C01B31/04GK1431725SQ0311176
公開(kāi)日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2003年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月27日
發(fā)明者曹光彥 申請(qǐng)人:曹光彥