环保地聚物电池及其制备方法

摘要

本发明公开了环保地聚物电池，由上至下依次包括第一金属贴片、正电极层、电解质层、负电极层和第二金属贴片；按照质量份数，所述正电极层的原料包括40～50份地聚物粉料、20～30份钾基碱激发剂、15～25份二氧化锰粉和2～3份石墨粉；所述电解质层的原料包括4～5份地聚物粉料和4～5份钾基碱激发剂；所述负电极层的原料包括40～50份地聚物粉料、20～30份钾基碱激发剂和10～20份锌粉。本技术方案提出的一种环保地聚物电池，其电流输出稳定，能有效提升电池的金属利用率和降低其回收处理成本，且对环境影响较小。进而提出的一种上述环保地聚物电池的制备方法，工艺简单，操作性强，有利于确保地聚物电池稳定地进行电流输出。

权利要求

1.环保地聚物电池，其特征在于：由上至下依次包括第一金属贴片、正电极层、电解质层、负电极层和第二金属贴片；

按照质量份数，所述正电极层的原料包括40～50份地聚物粉料、20～30份钾基碱激发剂、15～25份二氧化锰粉和2～3份石墨粉；

所述电解质层的原料包括4～5份地聚物粉料和4～5份钾基碱激发剂；

所述负电极层的原料包括40～50份地聚物粉料、20～30份钾基碱激发剂、10～20份锌粉和2～3份石墨粉；

所述地聚物粉料包括粒化高炉矿渣5～6份和粉煤灰2～3份。

2.根据权利要求1所述的环保地聚物电池，其特征在于：所述钾基碱激发剂为硅酸钾水溶液，且所述硅酸钾水溶液的模数为2.0～2.1，所述硅酸钾水溶液的浓度为48～52％。

3.根据权利要求1所述的环保地聚物电池，其特征在于：所述二氧化锰粉为电解二氧化锰 。

4.根据权利要求1所述的环保地聚物电池，其特征在于：所述二氧化锰粉的细度为300～400目，所述锌粉的细度为2000～3000目，所述石墨粉的细度为3000～5000目。

5.根据权利要求1所述的环保地聚物电池，其特征在于：所述正电极层的厚度为5～

15mm，所述电解质层的厚度为2～3mm，所述负电极层的厚度为5～15mm。

6.根据权利要求1所述的环保地聚物电池，其特征在于：所述第一金属贴片和所述第二金属贴片的电阻率≤0.1μΩ*m。

7.根据权利要求1所述的环保地聚物电池，其特征在于：所述环保地聚物电池的长度为

4～5cm，宽度为1～2cm。

8.环保地聚物电池的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1～7任意一项所述的环保地聚物电池，包括以下步骤：

(1)按配比将粒化高炉矿渣和粉煤灰进行混合，获得地聚物粉料；

(2)按配比将地聚物粉料和钾基碱激发剂进行搅拌，往搅拌后的地聚物粉料和钾基碱激发剂中加入二氧化锰粉和石墨粉后再次搅拌，获得正电极混合物；

(3)将第一金属贴片置于模具底部，将正电极混合物浇入模具，固化后形成正电极层；

(4)按配比将地聚物粉料和钾基碱激发剂进行搅拌，获得电解质混合物；

(5)将电解质混合物浇灌于正电极层的表面，固化后形成电解质层；

(6)按配比将地聚物粉料和钾基碱激发剂进行搅拌，往搅拌后的地聚物粉料和钾基碱激发剂中加入锌粉后再次搅拌，获得负电极混合物；

(7)将负电极混合物浇灌于电解质层的表面后，再将第二金属贴片置于负电极混合物的表面，固化后脱模，形成环保地聚物电池。

说明书

环保地聚物电池及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及干电池技术领域，尤其涉及一种环保地聚物电池及其制备方法。

背景技术

[0002] 民用干电池是使用量最大、也是最分散的电池产品。根据商务部流通业发展司及中国物资再生协会发布的《中国再生资源回收行业发展报告(2016)》显示，2015年我国消费
了229.74亿只电池。然而，2015年，我国废电池(铅酸电池除外)回收量约为10万吨，其中，废
一次电池回收量约为3万吨，废二次电池回收量约为7万吨，如果按一颗电池平均25克换算，
则约为一次电池回收量12亿只，废二次电池回收量为28亿只，共约40亿只，仅占2015年我国
电池消费量的17.41％。

[0003] 废弃干电池回收率低，一方面造成了大量资源的浪费：镍、钴、锰都是电池材料的基本金属；锰在2003年前70％由国内提供，之后却需要依赖进口锰矿石解决需求问题，2015
年进口量超1200万吨，镍在中国的储量仅占世界的3％，但消耗量占世界的20％以上，进口
率高达60％；钴的国内储量仅占世界的1.03％，但消耗占世界的50％，95％以上依赖进口。

[0004] 另一方面容易造成环境的污染：电池是靠腐蚀作用产生电能，而其腐蚀物中含有大量的金属污染物如镉、汞、锰等。尽管其汞含量已经在国家有关规定面前得以控制，但如
果电池被随意丢弃，或者混在一般生活垃圾堆放在自然界时，微量的重金属元素仍然会慢
慢从电池中溢出来，进入土壤或水源，再通过农作物等食物链进入人体内。这些有毒物质在
人体内会长期积累难以排除，最终会损害神经系统、造血功能、肾脏和骨骼，甚至致癌。

[0005] 一次性电池的回收成本高是影响其回收率的主要因素。一次性电池的回收处理成本与处理后的加工成品的销售价格相差无几，甚至倒挂，这意味着处理这些电池会存在亏
损的情况，因此许多企业不愿意回收和处理。一次性电池在居民生活中的占比很大，这些电
池都是被随意丢弃。另外，我国每年又要从国外大量进口锌和锰用于制造干电池。因此，我
国市场急需一种金属利用率高、回收处理成本低、且对环境影响小的干电池。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提出一种环保地聚物电池，其电流输出稳定，能有效提升电池的金属利用率和降低其回收处理成本，且对环境影响较小，以克服现有技术中的不足之处。

[0007] 本发明的另一个目的在于提出一种上述环保地聚物电池的制备方法，工艺简单，操作性强，有利于确保地聚物电池稳定地进行电流输出。

[0008] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0009] 环保地聚物电池，由上至下依次包括第一金属贴片、正电极层、电解质层、负电极层和第二金属贴片；

[0010] 按照质量份数，所述正电极层的原料包括40～50份地聚物粉料、20～30份钾基碱激发剂、15～25份二氧化锰粉和2～3份石墨粉；

[0011] 所述电解质层的原料包括4～5份地聚物粉料和4～5份钾基碱激发剂；

[0012] 所述负电极层的原料包括40～50份地聚物粉料、20～30份钾基碱激发剂和10～20份锌粉。

[0013] 优选的，按照质量份数，所述负电极层的原料包括40～50份地聚物粉料、20～30份钾基碱激发剂、10～20份锌粉和2～3份石墨粉。

[0014] 优选的，按照质量份数，所述地聚物粉料包括粒化高炉矿渣5～6份和粉煤灰2～3份。

[0015] 优选的，所述钾基碱激发剂为硅酸钾水溶液，且所述硅酸钾水溶液的模数为2.0～2.1，所述硅酸钾水溶液的浓度为48～52％。

[0016] 优选的，所述二氧化锰粉为电解二氧化猛。

[0017] 优选的，所述二氧化锰粉的细度为300～400目，所述锌粉的细度为2000～3000目，所述石墨粉的细度为3000～5000目。

[0018] 优选的，所述正电极层的厚度为5～15mm，所述电解质层的厚度为2～3mm，所述负电极层的厚度为5～15mm。

[0019] 优选的，所述第一金属贴片和所述第二金属贴片的电阻率≤0.1μΩ*m。

[0020] 优选的，所述环保地聚物电池的长度为4～5cm，宽度为1～2cm。

[0021] 环保地聚物电池的制备方法，用于制备上述环保地聚物电池，包括以下步骤：

[0022] (1)按配比将粒化高炉矿渣和粉煤灰进行混合，获得地聚物粉料；

[0023] (2)按配比将地聚物粉料和钾基碱激发剂进行搅拌，往搅拌后的地聚物粉料和钾基碱激发剂中加入二氧化锰粉和石墨粉后再次搅拌，获得正电极混合物；

[0024] (3)将第一金属贴片置于模具底部，将正电极混合物浇入模具，固化后形成正电极层；

[0025] (4)按配比将地聚物粉料和钾基碱激发剂进行搅拌，获得电解质混合物；

[0026] (5)将电解质混合物浇灌于正电极层的表面，固化后形成电解质层；

[0027] (6)按配比将地聚物粉料和钾基碱激发剂进行搅拌，往搅拌后的地聚物粉料和钾基碱激发剂中加入锌粉后再次搅拌，获得负电极混合物；

[0028] (7)将负电极混合物浇灌于电解质层的表面后，再将第二金属贴片置于负电极混合物的表面，固化后脱模，形成环保地聚物电池。

[0029] 本发明的有益效果：

[0030] 1、本技术方案中环保地聚物电池的正电极层、电解质层和负电极层均由同一种材料组成，因此电池材料之间的相容性较好，有利于电极间的紧密连接。

[0031] 2、环保地聚物电池的整体结构使该电池具有良好的机械完整性，而且电解质层与任一电极层之间的紧密界面，再加上导电性优良的石墨粉，使得正极材料导电性能优良，电
流输出稳定，放电效率高。

[0032] 3、由于本技术方案中的电解液为地聚物孔隙中的水溶液，因此，不再有传统干电池电解液泄露的危险，安全性较好。

[0033] 4、传统干电池采用锌筒作为负极，该锌筒同时也需要作为干电池的封装材料，否则内部电解液等渗出，所以作为负极的锌筒在电池电量耗尽时仍有大量锌金属存在，容易
造成资源浪费。而本技术方案中的电池无需金属封装，电池耗尽时负极残余锌粉量少，因
此，其金属利用率高。

[0034] 5、本技术方案中的环保地聚物电池省去了做为外壳的金属材料，废弃后可直接粉碎作为混凝土骨料使用，回收处理成本低，大大降低电池废弃后处理的难度。而该电池中重
金属元素被混凝土固化后不容易渗透溢出，环境影响小，是一种绿色环保的新型电池。

附图说明

[0035] 附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

[0036] 图1是本发明一种环保地聚物电池的层次结构示意图。

[0037] 其中：第一金属贴片1、正电极层2、电解质层3、负电极层4、第二金属贴片5。

具体实施方式

[0038] 为了解决现有干电池资源浪费大，回收率低，且对环境污染严重的问题，本技术方案提出了一种环保地聚物电池，由上至下依次包括第一金属贴片1、正电极层2、电解质层3、
负电极层4和第二金属贴片5；其中，按照质量份数，所述正电极层2的原料包括40～50份地
聚物粉料、20～30份钾基碱激发剂、15～25份二氧化锰粉和2～3份石墨粉；所述电解质层3
的原料包括4～5份地聚物粉料和4～5份钾基碱激发剂；所述负电极层4的原料包括40～50
份地聚物粉料、20～30份钾基碱激发剂和10～20份锌粉。

[0039] 本技术方案的环保地聚物电池由正电极层2、电解质层3和负电极层4组成，且正电极层2和负电极层4被电解质层3隔开。

[0040] 碱激发地聚物是一种绿色环保材料，它的生产能耗小，二氧化碳排放量低。碱激发地聚物利用缩聚反应进行固化，其固化原理是被激发材料在碱激发剂作用下先进行溶解，
进而水化缩聚形成由硅氧四面体和铝氧四面体组成的、具有空间三维网络状键接结构的凝
胶体，再由碱激发剂的阳离子填充在硅氧四面体和铝氧四面体之间并起到连接作用。

[0041] 本技术方案中的正电极层2、电解质层3和负电极层4均由地聚物粉料和碱激发剂制备而成，地聚物水化后存在互相连接贯通的微孔隙，且微孔隙中存在孔隙水溶液，而孔隙
水溶液中存在水溶性离子，因此其是一种离子导体。本技术方案的环保地聚物电池采用地
聚物作为电池的电解质传递离子，通过掺入地聚物的锌粉作为电池的负极经历还原反应，
掺入地聚物的二氧化锰粉作为电池的正极经历氧化反应形成电池，输出电流。进一步地，由
于本技术方案中用于电池正极的地聚物中添加了非导电活性成分二氧化猛，为了确保电极
中活性颗粒的连续性，本技术方案还在电池正极中添加了石墨粉作为导电添加剂，有助于
提高电池的电连接性，可以有效地提高电池的效率，提高金属的利用率。更进一步地，碱激
发地聚物中常用的碱激发剂为钠基碱激发剂，本技术方案中利用钾基碱激发剂作为碱激发
地聚物的激发剂，更有利于提升碱激发地聚物的导电性能。

[0042] 与现有技术相比较，本技术方案中的环保地聚物电池具有几下几方面的优越性：

[0043] 1、本技术方案中环保地聚物电池的正电极层2、电解质层3和负电极层4均由同一种材料(即钾基碱激发地聚物)组成，因此电池材料之间的相容性较好，有利于电极间的紧
密连接。

[0044] 2、环保地聚物电池的整体结构使该电池具有良好的机械完整性，而且电解质层3与任一电极层之间的紧密界面，再加上导电性优良的石墨粉，使得正极材料导电性能优良，
电流输出稳定，放电效率高。

[0045] 3、由于本技术方案中的电解液为地聚物孔隙中的水溶液，因此，不再有传统干电池电解液泄露的危险，安全性较好。

[0046] 4、传统干电池采用锌筒作为负极，该锌筒同时也需要作为干电池的封装材料，否则内部电解液等渗出，所以作为负极的锌筒在电池电量耗尽时仍有大量锌金属存在，容易
造成资源浪费。而本技术方案中的电池无需金属封装，电池耗尽时负极残余锌粉量少，因
此，其金属利用率高。

[0047] 5、本技术方案中的环保地聚物电池省去了做为外壳的金属材料，废弃后可直接粉碎作为混凝土骨料使用，回收处理成本低，大大降低电池废弃后处理的难度。而该电池中重
金属元素被混凝土固化后不容易渗透溢出，环境影响小，是一种绿色环保的新型电池。

[0048] 更进一步说明，按照质量份数，所述负电极层4的原料包括40～50份地聚物粉料、20～30份钾基碱激发剂、10～20份锌粉和2～3份石墨粉。

[0049] 为了进一步提升环保地聚物电池的导电性能，本技术方案还在负电极层4的原料加入了石墨粉，使得电池正负极材料导电性能优良，电流输出稳定，放电效率高。

[0050] 更进一步说明，按照质量份数，所述地聚物粉料包括粒化高炉矿渣5～6份和粉煤灰2～3份。

[0051] 本技术方案中的地聚物粉料由粒化高炉矿渣和粉煤灰混合而成，混合粉料被碱激发后，形成的地聚物空间四面体结构可以互相镶嵌，使得地聚物整体结构致密，缩短离子运
动的距离，同时这种结构不影响离子运动，有利于提升电池的放电效率。

[0052] 优选的，所述粒化高炉矿渣为S105级粒化高炉矿渣，所述粉煤灰为一级粉煤灰。

[0053] 更进一步说明，所述钾基碱激发剂为硅酸钾水溶液，且所述硅酸钾水溶液的模数为2.0～2.1，所述硅酸钾水溶液的浓度为48～52％。

[0054] 在本技术方案的一个技术方案中，钾基碱激发剂选用硅酸钾水溶液，且将硅酸钾水溶液的模数限定为2.0～2.1，浓度限定为48～52％。

[0055] 当硅酸钾水溶液的模数低于2.0、浓度低于48％时，碱激发剂不能把地聚物粉料充分激发，未激发的地聚物粉料容易影响环保地聚物电池的导电性；当硅酸钾水溶液的模数
高于2.1、浓度高于52％时，导致碱激发剂过剩，固化后的地聚物结构不够致密，放电过程中
容易导致结构不稳定，产生裂缝。

[0056] 作为本技术方案的一个优选实施例，所述硅酸钾水溶液的模数为2.0、浓度为50％。

[0057] 更进一步说明，所述二氧化锰粉为电解二氧化猛。

[0058] 在本技术方案的一个实施例中，二氧化锰粉选用由电解硫酸锰溶液制得的电解二氧化锰。电解二氧化锰是优良的电池去极化剂，它与天然放电二氧化锰生产的干电池相比，
具有放电容量大、活性强、体积小、寿命长等特点，掺用20～30％电解二氧化锰做成的干电
池比全用天然二氧化锰做成的干电池其放电容量可提高50～100％，因此，本技术方案中使
用电解二氧化锰来提升电池的放电效率。

[0059] 更进一步说明，所述二氧化锰粉的细度为300～400目，所述锌粉的细度为2000～3000目，所述石墨粉的细度为3000～5000目。

[0060] 为了提升二氧化锰和锌的利用率，本技术方案将二氧化锰粉的细度限定为300～400目，将锌粉的细度限定为2000～3000目。石墨粉的细度会影响电池正负极的导电性，为
了确保环保地聚物电池获得最大的容量，本技术方案将石墨粉的细度限定为3000～5000
目。

[0061] 更进一步说明，所述正电极层2的厚度为5～15mm，所述电解质层3的厚度为2～3mm，所述负电极层4的厚度为5～15mm。

[0062] 在本技术方案的一个实施例中，正电极层2的厚度为5～15mm，电解质层的厚度为2～3mm，负电极层4的厚度为5～15mm。

[0063] 当正电极层2和负电极层4的厚度低于15mm时，随着正负电极层厚度的增加，锌粉和二氧化锰粉的总量也增加，使得地聚物电池的电压升高，容量增大。当正负电极层厚度大
于15mm时，由于离子在地聚物中的传导距离增大，电流损失变大，即使增大锌粉和二氧化锰
粉的总量，总的效果还是使电压降低，总容量降低，因此厚度过大会导致锌粉和二氧化锰粉
的浪费。当正负电极层厚度小于5mm时，不利于提高电池效率。

[0064] 当电解质层3的厚度低于2mm时，容易产生缺陷导致漏电，当电解质层3的厚度高于3mm时，容易影响环保地聚物电池的导电性能。

[0065] 更进一步说明，所述第一金属贴片1和所述第二金属贴片5的电阻率≤0.1μΩ*m。

[0066] 在本技术方案的一个实施例中，第一金属贴片1和第二金属贴片5的电阻率≤0.1μΩ*m，当第一金属贴片1和第二金属贴片5的金属电阻率过大时，容易降低导电效率。在本技
术方案的一个实施例中，第一金属贴片1和第二金属贴片5可以选用铜、铁或铝等金属制成。

[0067] 更进一步说明，所述环保地聚物电池的长度为4～5cm，宽度为1～2cm。

[0068] 本技术方案还提出了一种环保地聚物电池的制备方法，用于上述环保地聚物电池，包括以下步骤：

[0069] (1)按配比将粒化高炉矿渣和粉煤灰进行混合，获得地聚物粉料；

[0070] (2)按配比将地聚物粉料和钾基碱激发剂进行搅拌，往搅拌后的地聚物粉料和钾基碱激发剂中加入二氧化锰粉和石墨粉后再次搅拌，获得正电极混合物；

[0071] (3)将第一金属贴片置于模具底部，将正电极混合物浇入模具，固化后形成正电极层2；

[0072] (4)按配比将地聚物粉料和钾基碱激发剂进行搅拌，获得电解质混合物；

[0073] (5)将电解质混合物浇灌于正电极层2的表面，固化后形成电解质层3；

[0074] (6)按配比将地聚物粉料和钾基碱激发剂进行搅拌，往搅拌后的地聚物粉料和钾基碱激发剂中加入锌粉后再次搅拌，获得负电极混合物；

[0075] (7)将负电极混合物浇灌于电解质层3的表面后，再将第二金属贴片置于负电极混合物的表面，固化后脱模，形成环保地聚物电池。

[0076] 本技术方案提出的一种环保地聚物电池的制备方法，工艺简单，操作性强，有利于确保地聚物电池稳定地进行电流输出。

[0077] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

[0078] 实施例1‑一种环保地聚物电池的制备方法

[0079] (1)将5份S105级粒化高炉矿渣和2份粉煤灰进行混合，获得地聚物粉料；

[0080] (2)将40份地聚物粉料和20份模数为2.0、浓度为48％的硅酸钾水溶液在700r/min的速度下搅拌1min，往搅拌后的地聚物粉料和硅酸钾水溶液中加入15份300目的电解二氧
化锰粉和2份3000目的石墨粉后在700r/min的速度下搅拌1min，获得正电极混合物；

[0081] (3)将尺寸为20mm*20mm，电阻率为0.1μΩ*m的第一金属贴片置于长度为4cm，宽度为1cm的模具底部，将正电极混合物浇入模具，静置2min后固化形成厚度为5cm的正电极层
2；

[0082] (4)将4份地聚物粉料和4份模数为2.0、浓度为48％的硅酸钾水溶液在700r/min的速度下搅拌1min，获得电解质混合物；

[0083] (5)将电解质混合物浇灌于正电极层2的表面，静置2min后固化形成厚度为2cm的电解质层3；

[0084] (6)将40份地聚物粉料和20份模数为2.0、浓度为48％的硅酸钾水溶液在700r/min的速度下搅拌1min，往搅拌后的地聚物粉料和硅酸钾水溶液中加入10份2000目的锌粉后在
700r/min的速度下搅拌1min，获得负电极混合物；

[0085] (7)将负电极混合物浇灌于电解质层3的表面后，再将尺寸为20mm*20mm，电阻率为0.1μΩ*m的第二金属贴片置于负电极混合物的表面，静置2min后固化脱模，形成环保地聚
物电池，其中，负电极混合物固化后形成厚度为5cm的负电极层4。对上述制备方法制备的环
保地聚物电池的放电效率进行检测，该电池的输出电压为1.8V，容量达到1500Ah。

[0086] 实施例2‑一种环保地聚物电池的制备方法

[0087] (1)将6份S105级粒化高炉矿渣和3份粉煤灰进行混合，获得地聚物粉料；

[0088] (2)将45份地聚物粉料和20份模数为2.1、浓度为50％的硅酸钾水溶液在850r/min的速度下搅拌1min，往搅拌后的地聚物粉料和硅酸钾水溶液中加入20份350目的电解二氧
化锰粉和3份4000目的石墨粉后在850r/min的速度下搅拌1min，获得正电极混合物；

[0089] (3)将尺寸为20mm*20mm，电阻率为0.05μΩ*m的第一金属贴片置于长度为5cm，宽度为2cm的模具底部，将正电极混合物浇入模具，静置2min后固化形成厚度为10cm的正电极
层2；

[0090] (4)将4份地聚物粉料和5份模数为2.1、浓度为50％的硅酸钾水溶液在850r/min的速度下搅拌1min，获得电解质混合物；

[0091] (5)将电解质混合物浇灌于正电极层2的表面，静置2min后固化形成厚度为3cm的电解质层3；

[0092] (6)将45份地聚物粉料和25份模数为2.0、浓度为50％的硅酸钾水溶液在850r/min的速度下搅拌1min，往搅拌后的地聚物粉料和硅酸钾水溶液中加入15份2500目的锌粉和2
份4000目的石墨粉后在850r/min的速度下搅拌1min，获得负电极混合物；

[0093] (7)将负电极混合物浇灌于电解质层3的表面后，再将尺寸为20mm*20mm，电阻率为0.05μΩ*m的第二金属贴片置于负电极混合物的表面，静置2min后固化脱模，形成环保地聚
物电池，其中，负电极混合物固化后形成厚度为10cm的负电极层4。对上述制备方法制备的
环保地聚物电池的放电效率进行检测，该电池的输出电压为1.8V，容量达到2200Ah。

[0094] 实施例3‑一种环保地聚物电池的制备方法

[0095] (1)将5份S105级粒化高炉矿渣和3份粉煤灰进行混合，获得地聚物粉料；

[0096] (2)将50份地聚物粉料和30份模数为2.0、浓度为52％的硅酸钾水溶液在1000r/min的速度下搅拌1min，往搅拌后的地聚物粉料和硅酸钾水溶液中加入25份400目的电解二
氧化锰粉和2份5000目的石墨粉后在1000r/min的速度下搅拌1min，获得正电极混合物；

[0097] (3)将尺寸为20mm*20mm，电阻率为0.1μΩ*m的第一金属贴片置于长度为4cm，宽度为2cm的模具底部，将正电极混合物浇入模具，静置2min后固化形成厚度为15cm的正电极层
2；

[0098] (4)将5份地聚物粉料和4份模数为2.0、浓度为52％的硅酸钾水溶液在1000r/min的速度下搅拌1min，获得电解质混合物；

[0099] (5)将电解质混合物浇灌于正电极层2的表面，静置2min后固化形成厚度为3cm的电解质层3；

[0100] (6)将50份地聚物粉料和30份模数为2.0、浓度为52％的硅酸钾水溶液在1000r/min的速度下搅拌1min，往搅拌后的地聚物粉料和硅酸钾水溶液中加入20份3000目的锌粉
和3份5000目的石墨粉后在1000r/min的速度下搅拌1min，获得负电极混合物；

[0101] (7)将负电极混合物浇灌于电解质层3的表面后，再将尺寸为20mm*20mm，电阻率为0.1μΩ*m的第二金属贴片置于负电极混合物的表面，静置2min后固化脱模，形成环保地聚
物电池，其中，负电极混合物固化后形成厚度为15cm的负电极层4。对上述制备方法制备的
环保地聚物电池的放电效率进行检测，该电池的输出电压为1.8V，容量达到3000Ah。

[0102] 实施例4‑一种环保地聚物电池的制备方法

[0103] (1)将6份S105级粒化高炉矿渣和3份粉煤灰进行混合，获得地聚物粉料；

[0104] (2)将40份地聚物粉料和25份模数为2.0、浓度为52％的硅酸钾水溶液在800r/min的速度下搅拌1min，往搅拌后的地聚物粉料和硅酸钾水溶液中加入15份350目的电解二氧
化锰粉和3份4000目的石墨粉后在800r/min的速度下搅拌1min，获得正电极混合物；

[0105] (3)将尺寸为20mm*20mm，电阻率为0.05μΩ*m的第一金属贴片置于长度为5cm，宽度为1cm的模具底部，将正电极混合物浇入模具，静置2min后固化形成厚度为10cm的正电极
层2；

[0106] (4)将4份地聚物粉料和5份模数为2.0、浓度为52％的硅酸钾水溶液在800r/min的速度下搅拌1min，获得电解质混合物；

[0107] (5)将电解质混合物浇灌于正电极层2的表面，静置2min后固化形成厚度为2cm的电解质层3；

[0108] (6)将40份地聚物粉料和25份模数为2.0、浓度为52％的硅酸钾水溶液在800r/min的速度下搅拌1min，往搅拌后的地聚物粉料和硅酸钾水溶液中加入15份2500目的锌粉和3
份4000目的石墨粉后在800r/min的速度下搅拌1min，获得负电极混合物；

[0109] (7)将负电极混合物浇灌于电解质层3的表面后，再将尺寸为20mm*20mm，电阻率为0.05μΩ*m的第二金属贴片置于负电极混合物的表面，静置2min后固化脱模，形成环保地聚
物电池，其中，负电极混合物固化后形成厚度为10cm的负电极层4。对上述制备方法制备的
环保地聚物电池的放电效率进行检测，该电池的输出电压为1.5V，容量达到1800mAh，可替
代传统干电池使用。

[0110] 实施例5‑一种环保地聚物电池的制备方法

[0111] (1)将6份S105级粒化高炉矿渣和3份粉煤灰进行混合，获得地聚物粉料；

[0112] (2)将40份地聚物粉料和25份模数为2.0、浓度为52％的硅酸钾水溶液在1000r/min的速度下搅拌1min，往搅拌后的地聚物粉料和硅酸钾水溶液中加入25份350目的电解二
氧化锰粉和3份4000目的石墨粉后在1000r/min的速度下搅拌1min，获得正电极混合物；

[0113] (3)将尺寸为20mm*20mm，电阻率为0.05μΩ*m的第一金属贴片置于长度为5cm，宽度为1cm的模具底部，将正电极混合物浇入模具，静置2min后固化形成厚度为15cm的正电极
层2；

[0114] (4)将4份地聚物粉料和5份模数为2.0、浓度为52％的硅酸钾水溶液在1000r/min的速度下搅拌1min，获得电解质混合物；

[0115] (5)将电解质混合物浇灌于正电极层2的表面，静置2min后固化形成厚度为3cm的电解质层3；

[0116] (6)将40份地聚物粉料和25份模数为2.0、浓度为52％的硅酸钾水溶液在1000r/min的速度下搅拌1min，往搅拌后的地聚物粉料和硅酸钾水溶液中加入20份2500目的锌粉
和3份4000目的石墨粉后在1000r/min的速度下搅拌1min，获得负电极混合物；

[0117] (7)将负电极混合物浇灌于电解质层3的表面后，再将尺寸为20mm*20mm，电阻率为0.05μΩ*m的第二金属贴片置于负电极混合物的表面，静置2min后固化脱模，形成环保地聚
物电池，其中，负电极混合物固化后形成厚度为10cm的负电极层4。对上述制备方法制备的
环保地聚物电池的放电效率进行检测，该电池的输出电压为1.5V，容量达到2500mAh，可替
代大容量电池使用。

[0118] 以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术
人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入
本发明的保护范围之内。