一种锌空电池制造技术

本实用新型专利技术提供一种锌空电池，包括：电池外壳、第一集流体、锌膏、隔膜、空气电极、正极极耳、负极极耳、第一铆钉及第二铆钉，电池外壳包括正极壳与负极壳，正极壳的壳面上设置有镂空窗口；第一集流体设置于负极壳上，锌膏设置于第一集流体上，隔膜设置于锌膏上，空气电极设置于隔膜上，正极壳设置于空气电极上；第一铆钉穿过负极壳上的通孔与第一集流体连接；负极极耳连接第一铆钉的钉帽；第二铆钉穿过所述镂空窗口与空气电极连接；正极极耳连接第二铆钉的钉帽。本实用新型专利技术增加了电池反应的氧气量；极耳从铆钉处引出，避免了电池漏液和爬碱，提升了电池的综合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锌空电池
本技术涉及一种化学电源，尤其涉及一种锌空电池。
技术介绍
锌空气电池(zincairbattery)，也称为锌-氧空气电池，是以空气中的氧气为正极活性物质，金属锌为负极活性物质的一种新型化学电源。锌空气电池是一种半蓄电池半燃料电池。首先，负极活性物质同锌锰、铅等蓄电池一样封装在电池内部，具有蓄电池的特点；其次，正极活性物质来自电池外部的空气中所含的氧，理论上有无限容量，是燃料电池的典型特征。随着化石能源的日益枯竭以及人们的环保意识逐渐加强。各国都积极对高效能量储存和转化电化学装置开展研究。对于一次锌空气电池，由于具有能量高、价格便宜、制备简单、安全和环境友好等优势引起人们广泛关注。锌空电池以空气中的氧气作为正极，锌作为负极，氢氧化钾水溶液作为电解液，在催化剂的催化作用下负极锌被氧化生成氧化锌，正极氧气被还原成氢氧根，由于正极不需要储存在电池中，可以有更多的空间来存储负极锌，因此锌空电池能够提供较其它电池相对更多的能量。锌空气电池可以表达为：(-)Zn|KOH|O2(+)锌空气电池放电时阳极和阴极发生的电化学反应为：Zn+4OH-→Zn(OH)42-+2e-Zn(OH)42-→ZnO+2OH-+H2OO2+2H2O+4e-→4OH-总的电化学反应为：2Zn+O2→2ZnO由于锌空电池的正极是空气中的氧，使得其必须为一种开放式结构。现有锌空电池正极壳中往往开有一定数量的小孔，气孔总面积比例过小使得进入电池中参与反应的氧气量不足，从而影响电池放电性能。专利授权公告号CN207009610，公开了一种锌空电池，包括负极集流装置和分别固定在负极集流装置两侧的正极固定装置，该技术通过增加一个正极装置提高氧气进入部分，保证锌粉反应充分，延长放电时间，提高材料利用率。但是增加一个电极必然会增大电池体积，同时电池制作也较复杂。电池在使用过程中会发生挤压现象，会导致电池漏液现象。锌空电池正负极壳常采用金属壳，集流体常采用铜或镍单质，在放电或存储过程中这些金属易与锌膏形成原电池发生电化学腐蚀反应，从而降低了电池的放电性能以及存储寿命。锌空电池的金属极耳常从正负极壳接触的边界处引出，容易发生漏液和爬碱，一旦极耳被腐蚀断裂会导致电池连接中断，无法正常工作，降低了电池的可靠程度。鉴于此，为解决上述技术问题，本技术提供了一种锌空电池。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种锌空电池，用于解决现有技术中参与电池反应的氧气量不足，从而影响电池放电性能，电池发生漏液和爬碱，以及极耳被腐蚀断裂导致电池连接中断，无法正常工作，降低电池可靠程度等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种锌空电池，所述锌空电池至少包括：电池外壳、第一集流体、锌膏、隔膜、空气电极、正极极耳、负极极耳、第一铆钉及第二铆钉；所述电池外壳包括正极壳与负极壳，所述正极壳的壳面上设置有镂空窗口；所述第一集流体设置于所述负极壳上，所述锌膏设置于所述第一集流体上，所述隔膜设置于所述锌膏上，所述空气电极设置于所述隔膜上，所述正极壳设置于所述空气电极上；所述第一铆钉的钉杆穿过所述负极壳上的通孔与所述第一集流体连接，所述第一铆钉的钉帽设置于所述负极壳的外部；所述负极极耳连接所述第一铆钉的钉帽；所述第二铆钉的钉杆穿过所述镂空窗口与所述空气电极连接，所述第二铆钉的钉帽设置于所述正极壳的外部；所述正极极耳连接所述第二铆钉的钉帽。优选的，所述正极壳包括框体及多个条形骨架，所述条形骨架的两端与所述框体的内侧壁连接，相邻所述条形骨架之间、所述条形骨架与所述框体之间形成所述镂空窗口。优选的，所述条形骨架分别沿第一方向及第二方向设置，所述第一方向与所述第二方向垂直。优选的，所述条形骨架为实心骨架。优选的，所述锌空电池的横截面为方形或圆形。优选的，所述第一集流体及所述空气电极上均设有通孔；所述第一铆钉的钉杆穿过所述负极壳及所述第一集流体上的通孔，所述第一铆钉的钉杆尾部套设第一垫片实现固定；所述第二铆钉的钉杆穿过所述镂空窗口及所述空气电极上的通孔，所述第二铆钉的钉杆尾部套设第二垫片实现固定。优选的，所述负极壳上的通孔及所述第一集流体上的通孔位置上下对应，且距离所述负极壳外边界距离为1cm-2cm。优选的，所述空气电极上的通孔距离所述空气电极边界距离为1cm-2cm。优选的，所述第一铆钉与所述负极壳的通孔连接处、所述第一铆钉与所述第一集流体的通孔连接处以及所述第二铆钉与所述空气电极的通孔连接处均涂有耐碱性密封胶。优选的，所述第一铆钉及所述第二铆钉为镀铟铆钉。优选的，所述正极壳的内侧壁与所述负极壳的外侧壁通过密封胶相连。优选的，所述空气电极包括催化层、第二集流体、透气层，所述第二集流体设置于所述催化层上，所述透气层设置于所述第二集流体上。优选的，所述第一集流体为镀铟铜网或镍网。优选的，所述电池外壳为塑料壳。如上所述，本技术的锌空电池，具有以下有益效果：本技术的锌空电池的正极壳为加强筋结构，能够明显增加反应的氧气量；正负极壳为塑料壳，集流体采用镀铟铜或镀铟镍，能够减缓锌腐蚀；极耳从与正负极壳接触边界一段距离的铆钉处引出，避免了电池漏液和爬碱。本技术的锌空电池在着力解决现有锌空电池常见问题的同时，结构简单，加工方便，成本低，适合批量化生产。附图说明图1显示为本技术的锌空电池的结构示意图。图2显示为本技术的锌空电池圆形横截面示意图。图3显示为本技术的锌空电池条形骨架示意图。图4显示为本技术的锌空电池放电电压与时间关系图。元件标号说明11负极壳12正极壳20第一集流体30锌膏40隔膜50空气电极61第一铆钉62第二铆钉71第一垫片72第二垫片80密封胶91第一通孔92第二通孔93第三通孔121框体122骨架具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1～图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。实施例一如图1所示，本实施例提供一种锌空电池，所述锌空电池包括：负极壳11，第一集流体20，锌膏30，隔膜40，空气电极50，正极壳12，第一铆钉61、第二铆钉62、第一垫片71、第二垫片72、密封胶80、第一通孔91、第二通孔92、第三通孔93。如图1所示，所述负极壳11位于最下方。具体地，所述负极壳11可以采用车削或者注塑成型方式加工而成，材料为塑料，包括但不限于聚丙烯或者丙烯腈-丁二烯-苯乙烯；所述负极壳11的壳面形状包括但不限于方形或圆形。本实施例中，所述负极壳11的壳面材料选用聚丙烯。现有技术中，锌空电池正极壳与负极壳常采用金属材料，在放电或存储过程中这些金属易与锌膏形成原电池发生电化学腐蚀反应，从而降低了电池的放电性能以及存储寿命。本技术锌空电池的电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锌空电池，其特征在于，所述锌空电池至少包括：电池外壳、第一集流体、锌膏、隔膜、空气电极、正极极耳、负极极耳、第一铆钉及第二铆钉；所述电池外壳包括正极壳与负极壳，所述正极壳的壳面上设置有镂空窗口；所述第一集流体设置于所述负极壳上，所述锌膏设置于所述第一集流体上，所述隔膜设置于所述锌膏上，所述空气电极设置于所述隔膜上，所述正极壳设置于所述空气电极上；所述第一铆钉的钉杆穿过所述负极壳上的通孔与所述第一集流体连接，所述第一铆钉的钉帽设置于所述负极壳的外部；所述负极极耳连接所述第一铆钉的钉帽；所述第二铆钉的钉杆穿过所述镂空窗口与所述空气电极连接，所述第二铆钉的钉帽设置于所述正极壳的外部；所述正极极耳连接所述第二铆钉的钉帽。

【技术特征摘要】
1.一种锌空电池，其特征在于，所述锌空电池至少包括：电池外壳、第一集流体、锌膏、隔膜、空气电极、正极极耳、负极极耳、第一铆钉及第二铆钉；所述电池外壳包括正极壳与负极壳，所述正极壳的壳面上设置有镂空窗口；所述第一集流体设置于所述负极壳上，所述锌膏设置于所述第一集流体上，所述隔膜设置于所述锌膏上，所述空气电极设置于所述隔膜上，所述正极壳设置于所述空气电极上；所述第一铆钉的钉杆穿过所述负极壳上的通孔与所述第一集流体连接，所述第一铆钉的钉帽设置于所述负极壳的外部；所述负极极耳连接所述第一铆钉的钉帽；所述第二铆钉的钉杆穿过所述镂空窗口与所述空气电极连接，所述第二铆钉的钉帽设置于所述正极壳的外部；所述正极极耳连接所述第二铆钉的钉帽。2.根据权利要求1所述的锌空电池，其特征在于：所述正极壳包括框体及多个条形骨架，所述条形骨架的两端与所述框体的内侧壁连接，相邻所述条形骨架之间、所述条形骨架与所述框体之间形成所述镂空窗口。3.根据权利要求2所述的锌空电池，其特征在于：所述条形骨架分别沿第一方向及第二方向设置，所述第一方向与所述第二方向垂直。4.根据权利要求2或3所述的锌空电池，其特征在于：所述条形骨架为实心骨架。5.根据权利要求1所述的锌空电池，其特征在于：所述锌空电池的横截面为方形或圆形。6.根据权利要求1所述的锌空电池，其特征在于：所述第一集流体及所述空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡燕清，杨辉，邹自青，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：新型
国别省市：上海,31