[實用新型]平板型鋅鎳蓄電池

無效

• 申請號: 200720036132.5
• 申請日: 2007-04-05
• 公開（公告）號: CN201038254Y
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 蔡傳禔
• 申請（專利權）人: 蔡傳禔
• 主分類號: H01M10/24
• 分類號: H01M10/24;H01M4/24
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司
• 代理人: 吳啟運

一、技術領域

本實用新型涉及一種化學電源，特別涉及可反復充電的蓄電池，確切地說是一種平板型鋅鎳蓄電池。

二、背景技術

鋅是一種普通的活潑金屬，常用做電池的負極。但由于鋅的自溶性，使鋅只能作為一次電池而不用作能反復充電的蓄電池。因為當電池充電時，由于溶解在溶液里的鋅離子可隨處沉積。這樣，沉積在隔離層上的金屬鋅，便形成了電池兩電極之間的電子通道，就是常說的短路，而致電池失效。這種現象就是常說的產生了鋅枝晶，這是許久以來一直困擾著電池界希望獲得鋅二次電池的一個大難題。

鋅鎳電池是一種非常具有吸引力的蓄電池。首先，在電性能上，它的工作電壓高(1/2C率放電平均負荷電壓為1.65V)，在目前常用的二次電池中，是僅次于鋰(鋰離子電池)、鉛(鉛酸蓄電池)之后的第三位。重量比能量或體積比能量，也為鉛蓄電池的2倍。作為蓄能元件的二次電池所必須注意的參數，能量轉換率也略高于鉛蓄電池；其次，它的價格雖然略高于鉛蓄電池，但所使用的生產設備尤其是電池原料的生產設備，則遠少于鉛蓄電池的生產設備，這就為發展這種電池創造了充分和必要的條件；最后是這種電池所用的原材料中沒有能對環境造成污染的有毒、有害物質。

三、發明內容

本實用新型提供的平板型鋅鎳蓄電池旨在取代傳統的鉛酸蓄電池，所要解決的技術問題是防止電池短路。

防止電池短路就是防止在充電時溶液中的鋅離子形成鋅原子隨處沉積，特別是沉積在隔離膜上。本實用新型使用保護膜對電極進行保護，防止鋅元素隨意沉積。

本實用新型具有蓄電池的基本結構，包括外殼、正負極板、隔離膜和電解液以及正負極，其技術方案如附圖所示。有一只盛放氫氧化鉀電解液的外殼，在外殼內設置有若干只平板形正極板和負極板，正、負極板相間置放，極板與極板之間有隔離膜，并聯的正極板引出線形成蓄電池的正極，并聯的負極板引出線形成蓄電池的負極。與現有蓄電池的區別在于在每只正、負極板上均設置有防護膜。

所述的防護膜為高分子分離膜，如纖維素類膜或者聚乙烯、聚丙烯及其接枝共聚類膜。鋅離子半徑為74，鉀離子半徑為63(SI化學數據表(澳)CH艾爾沃德等編周懷寧譯??高教出版社1987年3月發行)。選擇恰當孔徑的分離膜就可有效阻擋鋅離子通透，充電子時鋅只能沉積在負極上，不會沉積在隔離膜上。

本實用新型采用平板式電極，以便于制造出大容量電池，用多種防護膜對電極進行保護，防止鋅元素的隨意沉積；解決了鋅電極的短路難題，可取代目前大量使用的對環境造成較大危害的鉛蓄電池。

本蓄電池的開路電壓為1.8V，0.5C放電時的平均負荷電壓為1.65V，終止電壓為1.2V；電池的充放電的電流效率為80～98％，電能效率為70～80％。

四、附圖說明

附圖所示為本實用新型的結構示意圖。由兩只平板形正極板和三只平板形負極板。

五、具體實施方式

結合附圖非限定實施例敘述如下：

1、用工程塑料ABS注塑外殼1。

2、鎳正極2的制備：

將添加有粘合劑CMC或PTFE等的氫氧化亞鎳粉末涂抹在鍍鎳鋼帶上經輥壓緊密，或者在泡沫鎳上充填氫氧化亞鎳粉末，其具體制備方法參見CN?1295813C空氣電極的制備方法。

3、鋅負極3的制備：

用純銅板沖壓制備負極板柵(即負極的基體)，然后在此板柵上涂或壓負極混合物。負極混合物由鋅粉、氧化鋅粉和粘結劑組成，粘結劑可選用CMC或PVA等。

4、保護膜5的制備：

取醋酸纖維膜加工保護膜5，其形狀與大小與平板形極板的形狀和大小相配合。

5、按附圖所示組裝蓄電池：

每一塊極板包覆保護膜5，然后正負極板相間固定在外殼1內，在相鄰的兩極板之間置放市售的隔離膜4，向外殼內灌注30～40％氫氧化鉀水溶液。并聯的正極板的引出線與蓋板上的正極柱連接，并聯的負極板的引出線與蓋板上的負極柱連接。