根據(jù)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委等九部委“關(guān)于限制電池產(chǎn)品汞含量規(guī)定”的通知要求，實(shí)現(xiàn)堿錳電池低、無(wú)汞化的限期已進(jìn)入倒記時(shí)，因此，解決相關(guān)技術(shù)問(wèn)題、排除無(wú)汞化進(jìn)程中的障礙已成當(dāng)務(wù)之急。

堿錳電池?zé)o汞化涉及的技術(shù)問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面：

機(jī)械設(shè)備和工裝模具

我國(guó)堿錳電池工業(yè)化較遲，無(wú)汞化技術(shù)的研究由于受裝備、零配件和材料等因素的制約，尚處于起步階段，特別是適用于低、無(wú)汞堿錳電池生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)機(jī)械設(shè)備還未成熟，絕大多數(shù)廠仍然采用間斷式的設(shè)備生產(chǎn)，零配件加工、工裝模具仍未考慮無(wú)汞化的要求。

正負(fù)極準(zhǔn)備設(shè)備目前使用最多的仍是制藥機(jī)械，包括拌粉、軋片或濟(jì)條、成粒、過(guò)篩和鋅膏配制等。設(shè)備主要存在以下幾方面的問(wèn)題：

(1)工裝模具、機(jī)械設(shè)備未重視材料的耐腐蝕、穩(wěn)定性和耐磨性，國(guó)產(chǎn)設(shè)備尤為突出?；旌屯?、軋輥、鋅膏容器等雖然采用了不銹鋼等高檔材料，但仍未達(dá)到無(wú)汞化的要求，普通不銹鋼耐蝕、抗氧化和耐磨性能均較差。無(wú)汞堿錳電池陽(yáng)極對(duì)Fe、Mo等元素是以10一7～10一6級(jí)控制的，材料腐蝕、電化學(xué)反應(yīng)和機(jī)械等因素很容易造成陽(yáng)極雜質(zhì)元素超過(guò)允許值。韓國(guó)火箭公司的陽(yáng)極準(zhǔn)備設(shè)備在適應(yīng)無(wú)汞化需要方面考慮較全面，值得借鑒，它的混和機(jī)的內(nèi)壁涂覆了耐磨非金屬材料，接觸鋅膏的機(jī)械和容器全部采用工程塑料，完全避免了金屬雜質(zhì)混人。

(2)正品率低，交叉污染嚴(yán)重。由拌粉到篩出合格的粉粒，一般設(shè)備的一次成粒率僅有65%左右，2/3為不合格品，需要反反復(fù)復(fù)在幾臺(tái)機(jī)器中循環(huán)，這增加了正極粉的交叉污染。而歐美的粉料處理系統(tǒng)，其一次成粒率高達(dá)65%～80%，大大降低了設(shè)備的磨損和粉粒的交叉污染。

(3)部分設(shè)備的傳(轉(zhuǎn))動(dòng)部分使用銅材等有害金屬。無(wú)汞堿錳電池正極對(duì)銅特別敏感，銅等雜質(zhì)混人正極粉是造成無(wú)汞電池慢性短路的隱患。

(4)堿性介質(zhì)條件下，烘干工藝容易引起正極粉碳酸化，也容易產(chǎn)生交叉污染。碳酸鹽濃度偏高是引發(fā)電池爬堿的因素之一，無(wú)汞堿錳電池對(duì)碳酸鹽濃度的要求更高。

(5)負(fù)極集流體組裝國(guó)內(nèi)還主要依靠手工加機(jī)械的間斷加工方式。上方面，產(chǎn)品質(zhì)量受人為因素影響較大，另一方面這種加工方式無(wú)法適應(yīng)無(wú)汞化的要求。這也是機(jī)械設(shè)備需要盡快解決的難題之一。集流釘和負(fù)極底的焊接方法還值得研究，目前普遍采用的是直流貯能爆炸焊，這種焊接容易造成銅粉未污染集流體組合件，是引起無(wú)汞堿錳電池慢性短路的重要隱患。進(jìn)口負(fù)極集流體組裝設(shè)備需要幾十萬(wàn)乃至上百萬(wàn)元人民幣，電池機(jī)械廠應(yīng)重視該設(shè)備的研究與開(kāi)發(fā)，這也是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要環(huán)節(jié)。

組裝設(shè)備主要存在模具材質(zhì)差、不耐磨、粉塵污染嚴(yán)重等問(wèn)題。機(jī)械廠應(yīng)加強(qiáng)與金屬材料研究部門(mén)的協(xié)作，選擇適用的正極環(huán)模具材料和熱處理方法。

原材料和零配件

為推進(jìn)堿錳電池?zé)o汞化的進(jìn)程，要扎扎實(shí)實(shí)地抓好幾個(gè)基地的建設(shè)。無(wú)汞堿錳電池專(zhuān)用EMD尚須進(jìn)一步提高質(zhì)量，特別是重金屬雜質(zhì)的含量有待再降低，還要在提高電池電位和高電壓放電容量上下點(diǎn)功夫。

用于堿錳電池的微粉石墨，好多是由鱗狀石墨加工處理而成，而鱗狀石墨中Fe、Cu等元素的含量較高。若無(wú)有效控制措施和檢測(cè)手段，用這種石墨生產(chǎn)無(wú)汞電池，即可釀成重大質(zhì)量事故。

國(guó)產(chǎn)無(wú)汞鋅粉尚未完全過(guò)關(guān)，要從選用高質(zhì)量的鋅材入手，還必須研究適宜的加工方法。用Ca代替Al的In-Bi一Ca鋅合金更有利于減輕無(wú)汞堿錳電池貯存期內(nèi)的慢性短路。選擇析氣量對(duì)放電深度依附性較低的鋅粉是解決無(wú)汞電池貯存和耐漏液性能的重要措施。

堿錳電池用隔膜需進(jìn)一步改善性能，提高密度和均勻性，增加阻滯性。韓國(guó)提供的隔膜卷繞技術(shù)為螺旋卷繞法，為適應(yīng)無(wú)汞化的要求，建議適當(dāng)調(diào)整卷繞角度，使有效層數(shù)增加。降低隔膜紙的厚度，增加卷繞層數(shù)，這也是國(guó)際堿錳電池業(yè)的一種傾向。

傳統(tǒng)的CMC等鋅膏增稠劑因采用無(wú)汞鋅粉穩(wěn)定性變差，已不能適應(yīng)無(wú)汞電池的要求。為提高無(wú)汞堿錳電池的抗振動(dòng)性能和貯存性能，建議選用PA和PA一Na等高粘度、穩(wěn)定性好的鋅膏稠化劑，并選擇恰當(dāng)?shù)呐浔龋姵氐男阅芸色@得較理想的效果。堿錳電池零配件的標(biāo)準(zhǔn)化是堿錳電池實(shí)現(xiàn)無(wú)汞化的基礎(chǔ)條件。建立幾個(gè)堿錳電池零配件基地，加強(qiáng)零配件質(zhì)量的控制，對(duì)提高堿錳電池質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)堿錳電池?zé)o汞化是十分重要的。

無(wú)汞化的工藝及控制

(1)改善鋅膏的導(dǎo)電性能

汞的“濕性”有助于鋅粉之間和鋅粉與集流體之間的連(粘)接，改善了鋅膏的導(dǎo)電性，使電池具有較好的抗振動(dòng)性能。電池去汞后，導(dǎo)電性明顯下降。改善鋅膏的導(dǎo)電性能可從使用高粘度穩(wěn)定性好的鋅膏增稠劑、適當(dāng)提高鋅膏中鋅粉的比例和在鋅膏中添加其它導(dǎo)電材料幾方面入手。

(2)控制生產(chǎn)過(guò)程的污染

無(wú)汞堿錳電池生產(chǎn)必須保持潔凈的生產(chǎn)環(huán)境和無(wú)污染的生產(chǎn)過(guò)程。根據(jù)國(guó)外電池業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)一般要求在恒溫濕條件下進(jìn)行，適宜的溫度為20℃～28℃，濕度為30%～60%(RH)。負(fù)極組合件組裝不適宜在低溫下進(jìn)行，鋼殼涂布導(dǎo)電石墨不宜在高濕條件下進(jìn)行。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程要做到無(wú)塵，防止帶入使鋅析氫增加的雜質(zhì)。間斷式的零配件加工方式，手工操作多，配件污染無(wú)法控制，質(zhì)量也無(wú)法保證。

(3)控制碳酸化

生產(chǎn)過(guò)程中有效控制正負(fù)極的碳酸化是無(wú)汞堿錳電池重要的工藝措施之一。首先要控制空氣中CO2的濃度，鋅膏配制在真空條件下進(jìn)行，電解液、鋅膏、正極粉必須密封包裝，KOH、無(wú)汞鋅粉等應(yīng)盡可能減少暴露于空氣中的時(shí)間，包裝破損時(shí)，應(yīng)杜絕使用等等。封口工序前的設(shè)備和輸送軌道均應(yīng)加設(shè)防護(hù)罩，減少空氣交換，防止電池制品碳酸化。還應(yīng)注意控制電池的在線時(shí)間，無(wú)汞電池生產(chǎn)在特殊情況下的最長(zhǎng)停機(jī)時(shí)間一般不得超過(guò)兩小時(shí)。國(guó)產(chǎn)設(shè)備的可靠性相對(duì)較差，容易出現(xiàn)故障，要有防止設(shè)備故障的應(yīng)急措施。

(4)注意Cu和超細(xì)鋅粉對(duì)無(wú)汞電池的影響

銅在堿錳電池的陰極中基本以化合態(tài)存在，在電勢(shì)的作用下，容易向陽(yáng)極遷移，電池陽(yáng)極中的鋅由于去汞，加速了超細(xì)顆粒向陰極遷移，當(dāng)隔膜管中有缺陷點(diǎn)時(shí)，Cu2+與Zn在缺陷點(diǎn)處發(fā)生氧化還原反應(yīng)，形成的銅的氫氧化物晶枝逐漸穿透隔膜，形成短路。生產(chǎn)過(guò)程中必須嚴(yán)格控制Cu的污染，無(wú)汞鋅粉中的超細(xì)顆粒應(yīng)加以限制，防止因鋅微粉遷移形成電池短路。

(5)研究更適合于無(wú)汞化要求和電池容量提高的新結(jié)構(gòu)

國(guó)產(chǎn)堿錳電池目前仍以日本富士結(jié)構(gòu)占主流，就封口形式而言，由于無(wú)汞堿錳電池析氣量增大，這種結(jié)構(gòu)的可靠性值得商榷。帶輔片的負(fù)極組合件更有利于密封，由于尼龍的一致性較好，無(wú)汞堿錳電池的密封圈從可靠性考慮選用尼龍比聚丙烯好，遺憾的是尼龍密封圈的成本較高。歐美堿錳電池的結(jié)構(gòu)很值得我國(guó)借鑒，除了密封可靠外，電池可利用的空間變大了，更有利于電池容量的提高。