一種鋅空氣電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種鋅空氣電池，屬于一種電池結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]鋅空氣電池是一種金屬空氣電池，以空氣中的氧氣作為正極活性物質(zhì)，鋅作為負極活性物質(zhì)，堿性的電解質(zhì)水溶液作為電解液，在電催化劑的催化作用下發(fā)生電化學反應(yīng)從而產(chǎn)生電能的化學電源。正極活性物質(zhì)來自電池外部空氣中的氧氣，理論上是取之不盡的。因此鋅空氣電池具有比能量高、價格便宜、性能可靠、污染小、原料豐富等優(yōu)點。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中的鋅空氣電池結(jié)構(gòu)中，由于正極活性物質(zhì)是空氣中的氧，使得該類型電池必須是一種開放式結(jié)構(gòu)。孔徑過小和/或氣孔總面積比例過小使得進入電池中參與反應(yīng)的氧氣量不夠，從而影響電池性能。如何既能將具有腐蝕性的電解液密封又能讓空氣中的氧氣充分進入電池參與反應(yīng)成為一個巨大的挑戰(zhàn)。一般對金屬電池的性能測試采用制作成扣式電池或制作成簡易成品金屬空氣電池的方式進行檢測，不僅操作繁瑣，而且制作工藝費力耗時，測試周期時間長，同時測試電池一致性很難保證，成本較高。為解決上述問題，本專利將呈現(xiàn)一種新的結(jié)構(gòu)，并在解決這一問題的同時，為鋅空氣電池成組和安裝使用設(shè)計了更為合理的方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種鋅空氣電池，其依據(jù)鋅空氣電池對工作環(huán)境特有的需求進行設(shè)計，制作工藝簡單，使用方便，電池的加工成本低，負極鋅電極的利用率高等優(yōu)點的電池結(jié)構(gòu)。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種鋅空氣電池，由空氣電極外殼、密封發(fā)泡膠、空氣電極、隔膜、空氣密封發(fā)泡膠、鋅電極、鋅電極外殼組成，其特征在于:鋅電極布置在鋅電極外殼內(nèi)部，鋅電極通過鋅電極外殼內(nèi)的U型槽固定，鋅電極外殼兩側(cè)覆蓋隔膜，從而形成負極腔室，鋅電極外殼與隔膜之間填充空氣密封發(fā)泡膠，鋅電極外殼左右兩側(cè)的隔膜外側(cè)布置空氣電極，空氣電極外殼罩在兩個空氣電極的外側(cè)，空氣電極與空氣電極外殼之間填充密封發(fā)泡膠，空氣電極外殼開有進氣通孔，進氣通孔形狀為正方形，進氣通孔面積與空氣電極面積比為50% -70%。
[0006]所述的密封發(fā)泡膠為氫氧化鉀溶液材料。
[0007]所述的鋅電極材料為鍍鋅銅網(wǎng)。
[0008]所述的空氣電極外殼與鋅電極外殼為有機玻璃或者聚四氟乙烯材質(zhì)。
[0009]所述的隔膜的材料為纖維素材質(zhì)，其中陽極極耳從鋅電極外殼上的U型槽上側(cè)開口引出，而陰極極耳直接從空氣陰極上引出。
[0010]本實用新型的積極效果是其有效地解決了因為孔徑過小而導(dǎo)致的進入電池中參與反應(yīng)的氧氣量不足影響電池性能的問題，雙面的空氣陰極布局使得氧還原催化劑的催化效果好，進而電流密度較大，輸出功率足夠高；電池結(jié)構(gòu)緊湊，牢固可靠，空氣電極外殼和鋅電極外殼材料選用塑料，則可降低電池重量和電池的加工成本。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明:如圖1所示，一種鋅空氣電池，由空氣電極外殼1、密封發(fā)泡膠2、空氣電極3、隔膜4、空氣密封發(fā)泡膠5、鋅電極6、鋅電極外殼7組成，其特征在于:鋅電極6布置在鋅電極外殼7內(nèi)部，鋅電極6通過鋅電極外殼7內(nèi)的U型槽固定，鋅電極外殼7兩側(cè)覆蓋隔膜4，從而形成負極腔室，鋅電極外殼7與隔膜4之間填充空氣密封發(fā)泡膠5，鋅電極外殼7左右兩側(cè)的隔膜4外側(cè)布置空氣電極3，空氣電極外殼I罩在兩個空氣電極3的外側(cè)，空氣電極3與空氣電極外殼I之間填充密封發(fā)泡膠2，空氣電極外殼I開有進氣通孔，進氣通孔形狀為正方形，進氣通孔面積與空氣電極3面積比為50% -70%。
[0013]所述的密封發(fā)泡膠為氫氧化鉀溶液材料。
[0014]所述的鋅電極材料為鍍鋅銅網(wǎng)。
[0015]所述的空氣電極外殼與鋅電極外殼為有機玻璃或者聚四氟乙烯材質(zhì)。
[0016]所述的隔膜4的材料為纖維素材質(zhì)，其中陽極極耳從鋅電極外殼7上的U型槽上側(cè)開口引出，而陰極極耳直接從空氣陰極3上引出。
[0017]空氣電極外殼I與鋅電極外殼7通過密封發(fā)泡膠2和空氣密封發(fā)泡膠5密封壓合在一起，隔膜4位于空氣電極3和鋅電極6之間，空氣電極外殼I與隔膜4圍成正極腔室，鋅電極外殼7與隔膜4圍成負極腔室，鋅電極6位于負極腔室中，空氣電極3位于正極腔室中，空氣電極外殼I上設(shè)置有進氣通道，進氣通道與正極腔室相通；空氣密封發(fā)泡膠5、隔膜4、空氣電極3、密封發(fā)泡膠2、電極外殼I相對于鋅電極6和鋅電極外殼7由中心向兩側(cè)呈對稱排列，即一個鋅電極對應(yīng)兩個空氣電極，有效地增加了進氣量，使電流密度足夠高。
[0018]鋅電極6是在銅網(wǎng)的基礎(chǔ)上電鍍上一層鋅(約154g)，固定于塑料U型槽上，再制作尺寸為120X 120mm的空氣陰極片、空氣陰極窗口、隔膜等零件，然后將其按附圖1的次序組合密封在一起。然后注入電解液使電池開始工作，對該電池進行放電測試，放電電流為8A，截止電壓為0.9V，放電持續(xù)時間為7.8h，因此放電容量約為62Ah，放電效率達到60%以上。
【主權(quán)項】
1.一種鋅空氣電池，由空氣電極外殼、密封發(fā)泡膠、空氣電極、隔膜、空氣密封發(fā)泡膠、鋅電極、鋅電極外殼組成，其特征在于:鋅電極布置在鋅電極外殼內(nèi)部，鋅電極通過鋅電極外殼內(nèi)的U型槽固定，鋅電極外殼兩側(cè)覆蓋隔膜，從而形成負極腔室，鋅電極外殼與隔膜之間填充空氣密封發(fā)泡膠，鋅電極外殼左右兩側(cè)的隔膜外側(cè)布置空氣電極，空氣電極外殼罩在兩個空氣電極的外側(cè)，空氣電極與空氣電極外殼之間填充密封發(fā)泡膠，空氣電極外殼開有進氣通孔，進氣通孔形狀為正方形，進氣通孔面積與空氣電極面積比為50% -70%。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種鋅空氣電池，其特征在于所述的鋅電極材料為鍍鋅銅網(wǎng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種鋅空氣電池，其特征在于所述的隔膜的材料為纖維素材質(zhì)，其中陽極極耳從鋅電極外殼上的U型槽上側(cè)開口引出，而陰極極耳直接從空氣陰極上引出。
【專利摘要】本實用新型涉及一種鋅空氣電池，其特征在于：鋅電極布置在鋅電極外殼內(nèi)部，鋅電極通過鋅電極外殼內(nèi)的U型槽固定，鋅電極外殼兩側(cè)覆蓋隔膜，從而形成負極腔室，鋅電極外殼與隔膜之間填充空氣密封發(fā)泡膠，鋅電極外殼左右兩側(cè)的隔膜外側(cè)布置空氣電極，空氣電極外殼罩在兩個空氣電極的外側(cè)，空氣電極與空氣電極外殼之間填充密封發(fā)泡膠，空氣電極外殼開有進氣通孔，進氣通孔形狀為正方形，進氣通孔面積與空氣電極面積比為50％-70％；其依據(jù)鋅空氣電池對工作環(huán)境特有的需求進行設(shè)計，制作工藝簡單，使用方便，電池的加工成本低，負極鋅電極的利用率高等優(yōu)點的電池結(jié)構(gòu)。
【IPC分類】H01M12/06
【公開號】CN204651437
【申請?zhí)枴緾N201520299016
【發(fā)明人】劉宏宇, 王金興, 許德超, 張斌, 崔龍, 王丹, 張克金
【申請人】中國第一汽車股份有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月11日