张 健,张 杰

(宁波双鹿能源科技有限公司,浙江宁波 315040)

无汞锌粉是碱锰电池的关键材料,影响着电池的各项放电性能。目前,主要通过改善锌粉合金工艺、锌粒的形态[1]及比表面积,使无汞锌粉达到并超过汞齐化锌粉的性能。随着生产技术的不断改进,普通国产无汞锌粉的性能已达到汞齐化锌粉的水平,基本可实现替代进口,降低了碱锰电池的成本。国产普通无汞锌粉制备的碱锰电池的大功率性能,与进口高端无汞锌粉制备的碱锰电池仍存在差距,如1 500 mW、650 mW脉冲放电和1 000 mA脉冲放电的性能。

进口锌粉的比表面积比国产锌粉要大,不规则的形状更适合大功率放电。本文作者设计了一种雾化装置,试图降低雾化能耗、提高生产效率,增加雾化锌粉的比表面积,以提高制备的碱锰电池的大功率性能。

1 主要雾化方式

无汞锌粉的生产主要采用亚音速气体雾化技术[2],在熔液足够高的过热度和一定的气体射流条件下,锌粉颗粒呈球形或不规则骨形,粒径分布范围较宽(1～500 μ m),一般采用较低的气压(0.5～1.0 MPa)和较大的气体流量进行雾化。此雾化技术多使用限制性雾化器和自由降落式雾化器等两种基本的雾化器结构[3-4],如图1所示。

图1 亚音速气体雾化技术的雾化器结构Fig.1 Atomizer structures of subsonic gas atomization device

限制性雾化器(图1a)的主要特点为:气体出口接近金属液流出口,金属液体一流出即被雾化,可用最大的能量破碎较少的金属液流,能量损失少、产物颗粒较细。由于雾化点接近导流管端口,金属液流在发生雾化前可能会凝固,容易产生雾化波动,温度较高的金属液流雾化的稳定性不高。……