[發明專利]注入式內空氣電極鋅空氣電池

在審

• 申請號: 201710246071.3
• 申請日: 2017-04-15
• 公開（公告）號: CN106997978A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 陳學琴
• 申請（專利權）人: 陳學琴
• 主分類號: H01M12/06
• 分類號: H01M12/06;H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/008;H01M8/04276
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技術領域

本發明涉及一種電池，尤其是涉及一種注入式內空氣電極鋅空氣電池，屬于電池加工制造技術領域。

背景技術

鋅空氣電池是一種以空氣中的氧氣作為正極活性物質，金屬鋅作為負極活性物質，在電催化劑的催化作用下發生化學反應而產生電能的化學電源。由于鋅空氣電池是以電池外部的空氣中的氧氣作為正極活性物質，所以正極活性物質不占電池的體積和重量，從而此種電池具有很高的重量比能量和體積比能量。鋅空氣電池因其具有容量大，比能量高，綜合性能穩定，使用安全，材料易得且低廉，對環境友好等特點，而受到廣泛的關注，并不斷尋求鋅空氣電池的應用市場。

鋅空氣電池因其所具有的特性，使得它在電動車電源的選擇中很早就受到青睞，但一直未得到廣泛的推廣，主要原因在于，現有的鋅空氣電池負極結構和更換方式無法滿足車用動力電源的要求，如機械插塊式鋅空氣電池放電完畢后需要更換新電極；另外，空氣電極易受灰塵的污染，而導致空氣電極的微孔堵塞，使空氣電極的工作效率降低，甚至失效。上述原因均不利于商業化操作。

發明內容

為了克服現有鋅空氣電池更換電極不便的缺陷，本發明提供一種注入式內空氣電極鋅空氣電池，該電池可借助能量補給系統像普通的內燃機一樣進行能量補充，并且空氣電極不易受灰塵污染。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種注入式內空氣電極鋅空氣電池，包括電池供料系統(1)、電池反應槽(2)以及電池廢料回收系統(5)，其特征在于：電池反應槽(2)上下兩端為開放口殼狀體，其上開口與電池供料系統(1)的電池原料供料口(6)相接，下開口與電池廢料回收系統(5)的電池廢料接收口(7)相接，電池反應槽(2)內設有空氣電極(3)，在空氣電極(3)的周圍充滿膠態富鋅物質(10)。

電池反應槽(2)側面的空氣電極(3)圍繞而成的截面形狀為圓形、方形、多邊形或任意幾何形狀。所述的空氣電極(3)設有空氣電極供氣系統(22)，其構造為在空氣電極(3)內至少設有兩根通氣管即空氣電極內通氣管(20)，在空氣電極內通氣管(20)上設有透氣孔(14)；在電池反應槽(2)的外部一側設有與空氣電極內通氣管(20)進氣端相通的空氣電極送氣管(25)，在空氣電極送氣管(25)的一端設置的空氣電極送氣管進氣口(29)與送風機(23)的出氣口相連，送風機(23)的進氣口設有空氣凈化裝置(24)；在電池反應槽(2)的外部與空氣電極送氣管(25)相對的一側設有與空氣電極內通氣管(20)出氣端相通的空氣電極平衡出氣管(27)，空氣電極平衡出氣管(27)的一端設有空氣電極平衡出氣管出氣口(28)，空氣電極平衡出氣管出氣口(28)的位置與空氣電極送氣管進氣口(29)的位置相反，即空氣電極平衡出氣管出氣口(28)的位置在上端，則空氣電極送氣管進氣口(29)即在下端，因為空氣進入管道后從進氣口到管道末端空氣壓力呈逐漸減弱狀態，把空氣電極平衡出氣管出氣口(28)的位置放置在與空氣電極送氣管進氣口(29)相反的位置目的在于平衡空氣電極內通氣管(20)內的空氣壓力。

電池反應槽(2)內的膠態富鋅物質(10)由電池供料系統(1)供給；電池反應槽(2)內反應完畢失效后的膠態富鋅物質(10)排入電池廢料回收系統(5)。所述的膠態富鋅物質(10)為一種含有KOH電解液、鋅粉、高分子聚合物、內部潤滑劑的具有流動性的膠態混合物質。所述的鋅粉為超細或納米鋅粉。所述的高分子聚合物為纖維素系吸水樹脂、淀粉系吸水樹脂、聚丙烯酸鹽類吸水樹脂、聚乙烯醇類吸水樹脂之一種物質。所述的鋅粉的粒徑要盡可能選擇小粒徑的，最好為超細或納米級鋅粉，其目的在于避免鋅粉顆粒太大，在反應時產生氧化鋅包裹膜阻止鋅粉粒內部的鋅繼續參加反應，使鋅原料利用不完全導致原料的浪費和能量的損失，同時造成電池的內阻升高，影響了電池的性能；所述的高分子聚合物為纖維素系吸水樹脂、淀粉系吸水樹脂、聚丙烯酸鹽類吸水樹脂、聚乙烯醇類吸水樹脂之一種物質。

本發明的有益效果是該發明通過獨特的電池反應槽構造以及電池供料系統，使鋅空氣電池能夠實現像普通的內燃機一樣進行能量補給，解決了現有的鋅空氣電池負極結構和電極更換方式無法滿足車用動力電源要求的問題；空氣電極的供氣系統和空氣凈化系統克服了空氣電極易受灰塵的污染而導致空氣電極工作效率降低，甚至失效的弊端，讓該種電池像內燃機一樣進行大規模商業化應用成為可能。本發明的制作方法經濟、簡單，易于實現規模生產，在電池制造領域具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明剖視圖；

圖2為本發明外觀示意圖；