立式平板型二次鋅空電池裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于新能源電池制備和應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種可充式(二次)鋅-空電池以及滿足其進(jìn)行各種性能測(cè)試的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，由于化石燃料的耗竭和環(huán)境污染問題的日益加重，世界各國(guó)競(jìng)相對(duì)清潔可持續(xù)的能量轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行開發(fā)研究，其中利用電化學(xué)反應(yīng)的高效能量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化設(shè)備受到人們極大關(guān)注[NanoLett.2012，12，1946-1952]。特別是可充式的金屬-空氣電池由于具有獨(dú)特制備簡(jiǎn)單、安全和環(huán)境友好，以及具有高的理論比能量和能量密度等優(yōu)勢(shì)引起了人們的廣泛關(guān)注。同時(shí)，作為原料的選擇，鋅在地殼中為第四個(gè)最豐富的金屬，能承受較大的電池產(chǎn)量以滿足不斷增長(zhǎng)的需求，同時(shí)氧氣又廣泛存在于大氣中。其中特別是在經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)方面，鋅-空氣電池已經(jīng)被公認(rèn)為是21世紀(jì)最為有效和可靠的新能源技術(shù)之一[Nanoscale 2013，5，4657-4661]。鋅-空氣電池理論能量密度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的鋰離子電池，是目前鋰離子電池的4倍。因此，鋅-空電池具備向大功率發(fā)展的趨勢(shì)。但是，傳統(tǒng)的平板式鋅-空電池，雖然不漏液，但其鋅板的利用率低(只有40%左右)，且自放電嚴(yán)重，因而不宜實(shí)現(xiàn)斷續(xù)放電。如此之外，目前在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中一般采用扣式電池，無(wú)法進(jìn)行大功率發(fā)電以及穩(wěn)定性等性能的測(cè)試。因此，如何開發(fā)出解決鋅板利用率低，自放電嚴(yán)重，連續(xù)放電難以及實(shí)現(xiàn)可以進(jìn)行大功率發(fā)電以及穩(wěn)定性等的測(cè)試鋅-空電池裝置顯得尤為重要。同時(shí)，這些問題的解決可以極大推動(dòng)鋅-空電池的發(fā)展以及商業(yè)化進(jìn)程。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的是傳統(tǒng)平板式鋅-空電池利用率低，且自放電嚴(yán)重，因而不宜實(shí)現(xiàn)斷續(xù)放電的技術(shù)問題。
[0004]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種立式平板型二次鋅-空電池裝置，包括空氣電極蓋裝置及電池槽裝置，其特征在于，所述空氣電極蓋裝置與電池槽裝置之間設(shè)有落差，使空氣電極蓋裝置與電池槽裝置的邊緣處形成氣體通道；空氣電極設(shè)于兩片橡膠墊片之間，該橡膠墊片設(shè)于電池槽內(nèi)，空氣電極的導(dǎo)線從空氣電極蓋裝置與電池槽裝置的邊緣處露出；電池槽裝置上側(cè)設(shè)有用于放入電解質(zhì)及鋅板的縫隙。
[0005]優(yōu)選地，所述空氣電極蓋裝置通過螺絲或卡扣與電池槽裝置固定連接。
[0006]優(yōu)選地，所述電池槽裝置上側(cè)用于放置鋅板的縫隙寬度與電池槽裝置內(nèi)電池槽的寬度相同。
[0007]優(yōu)選地，所述橡膠墊片延伸至落差處形成密封結(jié)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選地，所述落差的高度為0.5mm，寬度為5mm。
[0009]本實(shí)用新型是由空氣電池槽裝置以及電極蓋裝置兩大裝置組成?？諝怆姌O蓋裝置以及電池槽裝置處有0.5_落差，使用橡膠墊片將空氣電極放至在兩個(gè)硅膠橡板中間進(jìn)行密封，均勻壓緊；這時(shí)電解液通過電池槽裝置上端放入鋅板的縫隙進(jìn)入電池槽內(nèi)；2分鐘后無(wú)電解液流出，則說(shuō)明密封性良好，隨后直接將鋅板從電池槽裝置上端縫隙插入。整個(gè)電池可以作為單電池直接使用，同時(shí)也可以運(yùn)用于單電池各種測(cè)試中。如果中途如需要斷電，則可以直接將鋅板取出或者封閉氣體通道。更為重要的是，這種裝置可以直接應(yīng)用在二次鋅-空電池上，適用于鋅-空電池的科研工作，十分適合在長(zhǎng)時(shí)間大電流(例如，需一定時(shí)間更換鋅板)的充放電性能測(cè)試。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0011]1.可以在鋅板使用之前測(cè)試防滲透性，避免由于漏液，影響電池質(zhì)量；
[0012]2.由于鋅板完全可以浸入電解質(zhì)中因此鋅板利用率可以達(dá)到85%以上，鋅板利用率高，且自放電小；
[0013]3.由于在電池槽裝置上端設(shè)計(jì)有可控縫隙存在，可以實(shí)時(shí)取出鋅板，從而可以非常方便地實(shí)現(xiàn)連續(xù)放電；
[0014]4.在空氣極具有雙功能催化劑的前提下，該裝置還可以廣泛應(yīng)用于可充式鋅-空電池；同時(shí)滿足各種測(cè)試儀器上進(jìn)行性能測(cè)試。特別地與扣式電池電池相比，本實(shí)用新型能夠進(jìn)行大功率的充放電測(cè)試以及大電流發(fā)電測(cè)試。
[0015]本實(shí)用新型不僅適用于液體電解質(zhì)，同時(shí)還可用于全固態(tài)膜電解質(zhì)裝置，使用方便，可以廣泛應(yīng)用在二次鋅-空電池各種測(cè)試儀器。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型提供的立式平板型二次鋅-空電池裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為空氣電極蓋裝置的主視圖；
[0018]圖3為圖2的側(cè)視圖；
[0019]圖4為圖2的俯視圖；
[0020]圖5為電池槽裝置的主視圖；
[0021]圖6為圖5的側(cè)視圖；
[0022]圖7為圖4的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0024]實(shí)施例
[0025]如圖1-7所示，為本實(shí)用新型提供的立式平板型二次鋅-空電池裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括電池槽裝置10以及空氣電極蓋裝置8?？諝怆姌O蓋裝置8以及電池槽裝置10上側(cè)設(shè)有高度為0.5mm,寬度為5_的落差2，在落差2處使用橡膠墊片6將空氣電極5放至在兩個(gè)橡膠墊片6中間進(jìn)行密封，用導(dǎo)線7引出，在電池槽裝置10和空氣電極蓋裝置8的四周安裝有螺絲扣11，然后使用螺絲釘均勻的螺緊；這時(shí)電解液3通過電池槽裝置10上側(cè)插入鋅板1的縫隙放入電池槽內(nèi)，2分鐘后無(wú)電解液流出，則說(shuō)明密封性良好。然后直接將鋅板1從電池槽裝置上端空隙插入可以直接導(dǎo)出電流，整個(gè)電池則可以直接使用，同時(shí)也可以運(yùn)用在各種測(cè)試中。同時(shí)，如果中途需要斷電，則可以接將鋅板1取出或者封閉氣體通道4。該裝置十分適合進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間大電流例如，需一定時(shí)間更換鋅板的充放電性能測(cè)試。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種立式平板型二次鋅-空電池裝置，包括空氣電極蓋裝置(8)及電池槽裝置(10)，其特征在于，所述空氣電極蓋裝置(8)與電池槽裝置(10)之間設(shè)有落差(2)，使空氣電極蓋裝置⑶與電池槽裝置(10)的邊緣處形成氣體通道⑷；空氣電極(5)設(shè)于兩片橡膠墊片(6)之間，該橡膠墊片(6)設(shè)于電池槽內(nèi)，空氣電極(5)的導(dǎo)線(7)從空氣電極蓋裝置(8)與電池槽裝置(10)的邊緣處露出；電池槽裝置(10)上側(cè)設(shè)有用于放入電解質(zhì)(3)及鋅板⑴的縫隙。2.如權(quán)利要求1所述的立式平板型二次鋅-空電池裝置，其特征在于，所述空氣電極蓋裝置(8)通過螺絲或卡扣與電池槽裝置(10)固定連接。3.如權(quán)利要求1所述的立式平板型二次鋅-空電池裝置，其特征在于，所述電池槽裝置(10)上側(cè)縫隙的寬度與電池槽裝置(10)內(nèi)電池槽的寬度相同。4.如權(quán)利要求1所述的立式平板型二次鋅-空電池裝置，其特征在于，所述橡膠墊片(6)延伸至落差(2)處形成密封結(jié)構(gòu)。5.如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的立式平板型二次鋅-空電池裝置，其特征在于，所述落差⑵的高度為0.5mm，寬度為5mm。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種立式平板型二次鋅-空電池裝置，包括空氣電極蓋裝置及電池槽裝置，其特征在于，所述空氣電極蓋裝置與電池槽裝置之間設(shè)有落差，使空氣電極蓋裝置與電池槽裝置的邊緣處形成氣體通道；空氣電極設(shè)于兩片橡膠墊片之間，該橡膠墊片設(shè)于電池槽內(nèi)，空氣電極的導(dǎo)線從空氣電極蓋裝置與電池槽裝置的邊緣處露出；電池槽裝置上側(cè)設(shè)有用于放入電解質(zhì)及鋅板的縫隙。本實(shí)用新型可以使電池的正負(fù)極均能與電解液充分接觸，鋅板和催化劑利用率高，且自放電小，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)放電和充電。十分適合進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間大電流的充放電性能測(cè)試。
【IPC分類】H01M12/06
【公開號(hào)】CN205016644
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520690738
【發(fā)明人】喬錦麗, 徐能能
【申請(qǐng)人】東華大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年9月8日