[發明專利]充電電池的電柵分隔技術

在審

• 申請號: 201410481890.2
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN105591053A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 陳錦棠
• 申請（專利權）人: 陳錦棠
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種充電電池的電柵分隔技術，它是使用電場、帶電電荷把充電電池的陰極、陽極所需的 物質分開的技術，屬于電池技術領域。

背景技術

一般的充電電池，陰極、陽極有的用有孔的隔板隔開，有的直接使用固體電解質隔開。但是，對于一 些電解物中含有電極物質的液體，它們不能隔離(分開)這些物質，或者隔離之后達不到理想效果。

發明內容

本發明的目的是克服以往技術的不足，提供一種簡單、實用、安全、有效、成本低的把充電電池的陰 極、陽極所需的物質分開的充電電池的電柵分隔技術。

為實現上述目的，本發明利用電場的作用，以及帶電電荷的排斥作用，使電解液體中的陰離子、陽離 子分開。一般而言，需要分開金屬陽離子，由于帶孔的正極電柵板帶正電荷，排斥陽離子，使陽離子不能 通過正極電柵板的孔。而陽離子可以通過有很多孔的電柵板從陰極區域移往陽極區域，或者從陽極區域移 往陰極區域。這樣，既分離想分離的物質，又使陰極區、陽極區的電荷動態平衡，使充電電池不斷地正常 工作。

當然，可以在“外部”加上更強大的電場，使離子分開得更好。也可以不用電場作用，直接用帶正 電離子有孔隔板，利用電荷排斥作用分開陽離子。

附圖說明

圖1為充電電池的電柵分隔技術的結構示意圖。

圖中各組件為：1陰極、2負極電柵板、3正極電柵板、4電解物、5陽極、6陽極引線、7電柵電 池、8陰極引線。

具體實施方式

參見附圖，本發明由陰極(1)、負極電柵板(2)、正極電柵板(3)、電解物(4)、陽極(5)、陽極引線(6)、 電柵電池(7)、陰極引線(8)組成。這里以硫酸亞鐵(F_eSO₄為主要電解物)充電電池為例。陰極(1)陽極 (5)都用導電的石墨電極。

陰極充電時：F_e²⁺+2_e→F_e

陽極充電時：F_e²⁺→F_e³⁺+e

陰極區域的電解物(4)中存在主要的離子是：F_e²⁺、SO₄^2-；陽極區域存在主要離子：F_e³⁺、F_e²⁺、SO₄^2-。電 柵電池(7)使負極電柵板(2)、正極電柵板(3)形成電場。(電柵電池(7)的電壓不能產生電化學反應)。 在電場作用下，使F_e³⁺留于陽極區域；帶孔的正極電柵板(3)帶正電荷，排斥陽離子，使F_e³⁺陽離子難(不 能)通過孔而移往陰極區域。(如果F_e³⁺遷移到陰極區域，F_e³⁺與純鐵產生自放電。)SO₄^2-在帶孔的正極電柵 板(3)附近，陰極區域SO₄^2-通過正極電柵板(3)的孔移往陽極區域，使陽極區域、陰極區域的電荷動態 平衡，使充電電池不斷正常工作。放電時，則反之。

因為陰極、陽極所需的主要物質是F_e²⁺，即原始狀態是同一種離子。所以電池充電后，當電柵電池(7) 沒有電時，F_e²⁺自然移往陰極區域，產生自放電，F_e²⁺形成F_e²⁺，回到原始狀態。當電柵電池(7)有電， 并且電池充電后，充電電池又恢復正常工作。如果陰極、陽極所需要的主要物質是兩種(或者兩種以上) 不同的離子，當電柵電池(7)沒有電時，兩種離子混與一起，電池不能回到原始狀態，充電電池再也不 能恢復工作。