一种锌/空气电池锌电极的制备系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种锌/空气电池锌电极的制备系统，其包括：电解液槽、搅拌器、电子负载、第一高分子插片盒、第二高分子插片盒；所述高分子插片盒具有空腔，顶部设有插入口；第一高分子插片盒和/或第二高分子插片盒的侧壁设有至少一个开孔，使插入空腔内的片状材料局部表面能通过开孔暴露于锌离子溶液。第一高分子插片盒内插入待镀锌金属片，第二高分子插片盒内插入锌片。第一高分子插片盒和第二高分子插片盒固定于电解液槽的内侧壁。待镀锌金属片与电子负载的负极电连接，锌片与电子负载的正极电连接。借助本实用新型专利技术，通过设计不同的高分子插片盒，改变其开孔的尺寸、形状等，对预定待镀锌金属片实现精准镀锌。

A preparation system of zinc electrode for zinc / air battery

【技术实现步骤摘要】
一种锌/空气电池锌电极的制备系统
本技术涉及一种电极的制备系统，尤其是一种锌/空气电池锌电极的制备系统。
技术介绍
锌/空气电池是一类将储存在锌中的化学能转化为电能的装置，由于其正极的反应物质来源于空气中的氧气，所以锌/空气电池具有较高的理论能量密度，在便携式移动电源、大型储能电站方面具有广阔的应用前景。传统的锌电极多为锌片或者锌膏组成，这种锌电极在较大的电流下容易钝化，限制了锌电极在大功率环境下的应用，采用电化学方式在金属极片或者泡沫金属上电镀锌可以得到比表面积大、多孔的锌电极，可使得锌/空气电池在较高的电流密度下持续放电，实现较高的功率密度，但目前电镀锌的装置多为工艺复杂、成本高的装备，且电镀锌的均匀性、一致性控制不好。而锌/空气电池测试中需要高度均匀、一致性好的锌电极。因此，急需提供一种镀锌均匀性和一致性良好的锌电极制备系统。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述问题，本技术的目的是提供一种能够实现高度均匀、高度一致性镀锌、结构简单成本较低的锌电极制备系统。(二)技术方案为了达到上述目的，本技术采用的主要技术方案包括：一种锌/空气电池锌电极的制备系统，包括盛装有锌离子溶液的电解液槽、用于搅拌锌离子溶液的搅拌器、用于驱动电子移动的电子负载；所述系统还包括：第一高分子插片盒和第二高分子插片盒，其内部均设有空腔，顶部均设有插入口；在第一高分子插片盒和/或第二高分子插片盒的侧壁设有至少一个开孔，使插入该空腔的片状材料的局部表面能通过所述开孔暴露于锌离子溶液；所述第一高分子插片盒内插入待镀锌金属片，第二高分子插片盒内插入锌片；所述第一高分子插片盒和第二高分子插片盒固定于所述电解液槽的内侧壁；所述待镀锌金属片通过导线与所述电子负载的负极电连接，所述锌片通过导线与所述电子负载的正极电连接。根据本技术的一个较佳实施例，其中，所述电解液槽的内侧壁设有用于固定所述第一高分子插片盒的第一固定部、及用于固定所述第二高分子插片盒的第二固定部；所述第一固定部和所述第二固定部为设于所述电解液槽内侧壁的凹槽或凸起；其中，所述第一固定部和/或所述第二固定部设为凸起，与该凸起结合的第一和/或第二高分子插片盒外部设有对应该凸起的卡槽；或所述第一固定部和/或所述第二固定部设为凹槽，与该凹槽结合的第一和/或第二高分子插片盒设有对应该凹槽的凸起，或者所述第一和/或第二高分子插片盒能够直接插入该凹槽。根据本技术的一个较佳实施例，其中，所述电解液槽为矩形槽、所述矩形槽包括一组相对设置的内侧壁；所述第一固定部和第二固定部选自下述组合中的一种：设于所述内侧壁且位置对齐的两个凹槽的组合、两个凸起的组合或一个凹槽与一个凸起的组合。根据本技术的一个较佳实施例，其中，还包括第三高分子插片盒，其内部设有空腔，顶部设有插入口；在第三高分子插片盒侧壁设有至少一个开孔，使插入该第三高分插片盒空腔的片状材料的局部表面能通过所述开孔暴露于锌离子溶液；所述第三高分子插片盒内插入锌片；所述电解液槽的内侧壁设有用于固定所述第三高分子插片槽的第三固定部；所述第一固定部介于第二固定部与第三固定部之间，且所述第一固定部到第二固定部的距离和第一固定部到第三固定部的距离相等。根据本技术的一个较佳实施例，其中，所述第三固定部为设于所述电解液槽内侧壁的凹槽或凸起；其中，第三固定部设为凸起，所述第三高分子插片盒外部设有对应该凸起的卡槽；或第三固定部设为凹槽，所述第三高分子插片盒外部设有对应该凹槽的凸起，或者所述第三高分子插片盒能够直接插入该凹槽。根据本技术的一个较佳实施例，其中，所述第一、第二、第三高分子插片盒均为扁平的盒体，分别包括两个相对的第一壁面和第二壁面；在第一壁面或第二壁面其中之一设有所述开孔，或者所述第一、第二壁面均设有所述开孔。根据本技术的一个较佳实施例，其中，所述第一、第二、第三高分子插片盒安装在所述电解液槽内侧壁，所述第一、第二、第三高分子插片盒上的开孔形状大小相同且位于同一条水平线上。根据本技术的一个较佳实施例，其中，所述开孔为长方形或正方形。所述第一高分子插片盒上的开孔暴露出的面积为待镀锌金属片上预设的有效镀锌区域；所述第二、第三高分子插片盒的开孔暴露出的面积为锌片的有效反应面积。根据本技术的一个较佳实施例，其中，所述搅拌器为磁力搅拌器，其包括设于所述电解液槽内的磁子和设于所述电解液外部的磁力驱动器。所述磁力驱动器驱动所述磁子转动，实现对所述电解液槽内电解液的搅拌，使电解液更均质化，有助于提高镀锌均匀性。根据本技术的一个较佳实施例，其中，所述磁力驱动器集成有加热元件。借此，能够对所述电解液槽加热控温。(三)有益效果本技术的有益效果是：(1)本技术将待镀锌金属片插入带有开孔的高分子插片盒内，借助该开孔使预设的待镀锌区域与锌离子电解液接触反应，因此可通过定制不同的高分子插片盒，改变其开孔的尺寸、形状等，对预定待镀锌金属片实现精准镀锌。锌片插入带有开孔的高分子插片盒内，同样通过开孔与电解液接触反应，通过改变开孔大小、来决定锌片的有效反应面积，控制锌片提供锌离子的速度，尽可能使锌离子电解液中锌离子的消耗速度和供应速度一致，保持锌离子电解液中锌离子浓度的恒定，达到控制锌沉积的速度，使多批次镀锌一致性好、镀锌效果更稳定。本技术还包含搅拌器，对电解液进行搅拌，使电解液中离子分布更均匀、运动速度相同，以实现均匀镀锌。(2)在本技术的优选实施例中，待镀锌金属片两面的镀锌区域同时刻暴露在相同的镀锌环境中，可实现两面同时镀锌并保证待镀锌金属片两面镀锌的一致性。(3)待镀锌金属片镀锌完成后，无需与高分子插片槽分离，可直接作为锌/空气电池的负极片进行测试，进行大电流放电。(4)本技术的制备系统，可作为一种试验装置，通过调节电解液温度、电子负载的供电电压、电流、磁子转速等进行镀锌效果试验，以优化镀锌各项条件参数，获得最佳、最均匀、多批次镀锌一致性稳定的镀锌条件，运用到大规模锌电极生产工艺中。(5)本技术的制备系统简单，无论作为生产设备还是试验设备，都较易于操作、成本低。附图说明图1为本技术实施例1的锌电极制备系统的整体结构示意图。图2为本技术实施例1的锌电极制备系统的电解液槽俯视结构示意图。图3A为本技术实施例1的锌电极制备系统的高分子插片盒的立体示意图；图3B为本技术实施例1的锌电极制备系统的高分子插片盒的顶面示意图。图4为本技术实施例2的锌电极制备系统的电解液槽俯视结构示意图。图5为本技术实施例2的锌电极制备系统的高分子插片盒俯视结构示意图。【附图标记说明】100-锌/空气电池锌电极的制备系统；10-电解液槽；30-电子负载；41、42、43-第一、第二、第三高分子插片盒；11-电解液槽内侧壁；121-第一固定部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锌/空气电池锌电极的制备系统，其特征在于，包括：盛装有锌离子溶液的电解液槽、用于搅拌锌离子溶液的搅拌器、用于驱动电子移动的电子负载；/n其中，所述系统还包括：/n第一高分子插片盒和第二高分子插片盒，其内部均设有空腔，顶部均设有插入口；在第一高分子插片盒和/或第二高分子插片盒的侧壁均设有至少一个开孔，使插入插片盒的片状材料的局部表面能通过所述开孔暴露于所述锌离子溶液；所述第一高分子插片盒内插入待镀锌金属片，第二高分子插片盒内插入锌片；/n所述第一高分子插片盒和所述第二高分子插片盒固定于所述电解液槽的内侧壁；/n所述待镀锌金属片通过导线与所述电子负载的负极电连接，所述锌片通过导线与所述电子负载的正极电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种锌/空气电池锌电极的制备系统，其特征在于，包括：盛装有锌离子溶液的电解液槽、用于搅拌锌离子溶液的搅拌器、用于驱动电子移动的电子负载；
其中，所述系统还包括：
第一高分子插片盒和第二高分子插片盒，其内部均设有空腔，顶部均设有插入口；在第一高分子插片盒和/或第二高分子插片盒的侧壁均设有至少一个开孔，使插入插片盒的片状材料的局部表面能通过所述开孔暴露于所述锌离子溶液；所述第一高分子插片盒内插入待镀锌金属片，第二高分子插片盒内插入锌片；
所述第一高分子插片盒和所述第二高分子插片盒固定于所述电解液槽的内侧壁；
所述待镀锌金属片通过导线与所述电子负载的负极电连接，所述锌片通过导线与所述电子负载的正极电连接。


2.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述电解液槽的内侧壁设有用于固定所述第一高分子插片盒的第一固定部、及用于固定所述第二高分子插片盒的第二固定部；
所述第一固定部和所述第二固定部为设于所述电解液槽内侧壁的凹槽或凸起；
所述第一固定部和/或第二固定部设为凸起，与该凸起结合的第一和/或第二高分子插片盒外部设有对应该凸起的卡槽；或
所述第一固定部和/或第二固定部设为凹槽，与该凹槽结合的第一和/或第二高分子插片盒设有对应该凹槽的凸起，或者所述第一和/或第二高分子插片盒能够直接插入该凹槽。


3.根据权利要求2所述的制备系统，其特征在于，所述电解液槽为矩形槽、所述矩形槽包括一组相对设置的内侧壁；其中，
所述第一固定部和所述第二固定部均选自下述组合中的一种：设于所述内侧壁且位置对齐的两个凹槽的组合、两个凸起的组合、或一个凹槽与一个凸起的组合。


4.根据权利要求2或3所述的制备系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜香龙，范欢欢，苗力孝，
申请(专利权)人：桑德新能源技术开发有限公司，桑顿新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11