立式平板型二次鋅空電池裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于新能源電池制備和應用領域，特別涉及一種可充式(二次)鋅-空電池以及滿足其進行各種性能測試的裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，由于化石燃料的耗竭和環(huán)境污染問題的日益加重，世界各國競相對清潔可持續(xù)的能量轉換裝置進行開發(fā)研究，其中利用電化學反應的高效能量存儲和轉化設備受到人們極大關注[NanoLett.2012，12，1946-1952]。特別是可充式的金屬-空氣電池由于具有獨特制備簡單、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)勢引起了人們的廣泛關注。同時，作為原料的選擇，鋅在地殼中為第四個最豐富的金屬，能承受較大的電池產(chǎn)量以滿足不斷增長的需求，同時氧氣又廣泛存在于大氣中。其中特別是在經(jīng)濟效益和環(huán)境保護方面，鋅-空氣電池已經(jīng)被公認為是21世紀最為有效和可靠的新能源技術之一[Nanoscale 2013，5，4657-4661]。鋅-空氣電池理論能量密度遠高于傳統(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。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)，且自放電嚴重，因而不宜實現(xiàn)斷續(xù)放電。如此之外，目前在實驗室測試中一般采用扣式電池，無法進行大功率發(fā)電以及穩(wěn)定性等性能的測試。因此，如何開發(fā)出解決鋅板利用率低，自放電嚴重，連續(xù)放電難以及實現(xiàn)可以進行大功率發(fā)電以及穩(wěn)定性等的測試鋅-空電池裝置顯得尤為重要。同時，這些問題的解決可以極大推動鋅-空電池的發(fā)展以及商業(yè)化進程。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的是傳統(tǒng)平板式鋅-空電池利用率低，且自放電嚴重，因而不宜實現(xiàn)斷續(xù)放電的技術問題。
[0004]為了解決上述問題，本實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；空氣電極設于兩片橡膠墊片之間，該橡膠墊片設于電池槽內(nèi)，空氣電極的導線從空氣電極蓋裝置與電池槽裝置的邊緣處露出；電池槽裝置上側設有用于放入電解質及鋅板的縫隙。
[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構。
[0008]優(yōu)選地，所述落差的高度為0.5mm，寬度為5mm。
[0009]本實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硅膠橡板中間進行密封，均勻壓緊；這時電解液通過電池槽裝置上端放入鋅板的縫隙進入電池槽內(nèi)；2分鐘后無電解液流出，則說明密封性良好，隨后直接將鋅板從電池槽裝置上端縫隙插入。整個電池可以作為單電池直接使用，同時也可以運用于單電池各種測試中。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，十分適合在長時間大電流(例如，需一定時間更換鋅板)的充放電性能測試。
[0010]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果在于:
[0011]1.可以在鋅板使用之前測試防滲透性，避免由于漏液，影響電池質量；
[0012]2.由于鋅板完全可以浸入電解質中因此鋅板利用率可以達到85%以上，鋅板利用率高，且自放電??；
[0013]3.由于在電池槽裝置上端設計有可控縫隙存在，可以實時取出鋅板，從而可以非常方便地實現(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用于可充式鋅-空電池；同時滿足各種測試儀器上進行性能測試。特別地與扣式電池電池相比，本實用新型能夠進行大功率的充放電測試以及大電流發(fā)電測試。
[0015]本實用新型不僅適用于液體電解質，同時還可用于全固態(tài)膜電解質裝置，使用方便，可以廣泛應用在二次鋅-空電池各種測試儀器。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型提供的立式平板型二次鋅-空電池裝置的結構示意圖；
[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的側視圖；
[0022]圖7為圖4的俯視圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本實用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0024]實施例
[0025]如圖1-7所示，為本實用新型提供的立式平板型二次鋅-空電池裝置的結構示意圖，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上側設有高度為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放至在兩個橡膠墊片6中間進行密封，用導線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；這時電解液3通過電池槽裝置10上側插入鋅板1的縫隙放入電池槽內(nèi)，2分鐘后無電解液流出，則說明密封性良好。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出電流，整個電池則可以直接使用，同時也可以運用在各種測試中。同時，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。該裝置十分適合進行長時間大電流例如，需一定時間更換鋅板的充放電性能測試。
【主權項】
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)設于兩片橡膠墊片(6)之間，該橡膠墊片(6)設于電池槽內(nèi)，空氣電極(5)的導線(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)上側設有用于放入電解質(3)及鋅板⑴的縫隙。2.如權利要求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)處形成密封結構。5.如權利要求1-4任意一項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；空氣電極設于兩片橡膠墊片之間，該橡膠墊片設于電池槽內(nèi)，空氣電極的導線從空氣電極蓋裝置與電池槽裝置的邊緣處露出；電池槽裝置上側設有用于放入電解質及鋅板的縫隙。本實用新型可以使電池的正負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，能實現(xiàn)連續(xù)放電和充電。十分適合進行長時間大電流的充放電性能測試。
【IPC分類】H01M12/06
【公開號】CN205016644
【申請?zhí)枴緾N201520690738
【發(fā)明人】喬錦麗, 徐能能
【申請人】東華大學
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年9月8日