[發明專利]旋轉須狀鋅電極星狀空氣電極空氣電池

在審

• 申請號: 201710246074.7
• 申請日: 2017-04-15
• 公開（公告）號: CN107026296A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 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;H01M4/42;H01M4/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電池，尤其是涉及一種旋轉須狀鋅電極星狀空氣電極空氣電池，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，不利于商業化操作；另外，隨著放電反應的進行氧化鋅將鋅包裹，阻礙了反應的進行，使電池的內阻升高，降低了原料的利用率，影響了電池的性能。

發明內容

為了克服現有鋅空氣電池的上述弊端，本發明提供一種旋轉須狀鋅電極星狀空氣電極空氣電池，該電池能夠像普通的內燃機一樣進行能量補給，并且能夠有效克服氧化鋅將鋅包裹，阻礙反應進行的弊端。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種旋轉須狀鋅電極星狀空氣電極空氣電池，包括電池反應槽(2)以及空氣電極引出線(8)、鋅電極引出線(9)，其特征在于：電池反應槽(2)上口為開放口，設有一活動的反應槽蓋(45)；電池反應槽(2)的側面由空氣電極(3)圍繞成星狀(將空氣電極圍繞成星狀的目的是增加空氣電極的面積，使電池容量增大)，電池反應槽(2)的底部設有一錐形體(56)，在錐形體(56)的下端設有氧化鋅排放口(57)；電池反應槽(2)內充滿電解液(43)，且設有鋅電極(44)。

所述鋅電極(44)由金屬集電極(4)和鋅條(46)構成；金屬集電極(4)設有上集流盤(40)和下集流盤(41)，在上下集流盤之間設有對上下集流盤起支撐和導通作用的集流柱(42)；在上下集流盤之間設有與上下集流盤導通的多根鋅條(46)，設有多根鋅條目的是為了提高一次裝鋅量，使電池更換鋅電極的間隔延長。在上下集流盤的中心位置設有鋅電極轉軸(54)，鋅電極轉軸(54)的上端與設于反應槽蓋(45)上的電機(50)的電機軸(52)相接，鋅電極轉軸(54)的下端與設于錐形體(56)上的鋅電極支架(53)的鋅電極支架軸套相接；鋅電極(44)在電機(50)的驅動下在電解液(43)中作旋轉運動。由于鋅電極在電解液中運動，使得在鋅電極上電化學反應生成的氧化鋅不斷的溶解，使鋅電極能夠持續反應，避免了由于氧化鋅的包裹阻礙鋅電極持續反應的弊端。由于鋅電極的旋轉帶動電解液旋轉，根據旋液分離原理，含有氧化鋅的電解液在電池反應槽底部的錐形體中氧化鋅會被分離出來，沉降到錐形體的底部，通過氧化鋅排放口排出。電池反應槽(2)的外部設有帶有透氣孔(14)的對空氣電極(3)起支撐保護作用的空氣電極護板(11)，在空氣電極(3)與空氣電極護板(11)之間設有疏水膜(12)和防滲層(13)；在空氣電極(3)與電池反應槽(2)內的電解液(43)之間設有隔膜(15)。當鋅電極消耗殆盡時，打開反應槽蓋，取出舊的鋅電極，更換新的鋅電極，即可完成電池能量的補給。

本發明的有益效果是該發明通過獨特的電池反應槽和鋅電極構造，使得電池一次裝鋅量大，電池更換鋅電極的間隔長，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；鋅電極的旋轉使氧化鋅從鋅電極上剝離脫落和溶解，從而使鋅電極上的反應能夠繼續，克服了氧化鋅包裹使電池性能下降的弊端，從而使鋅空氣電池能夠滿足車用動力電源的要求。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為本發明電池反應槽橫截面示意圖。

圖中2.電池反應槽，3.空氣電極，4.金屬集電極，8.空氣電極引出線，9.鋅電極引出線，11.空氣電極護板，12疏水膜，13.防滲層，14.透氣孔，15.隔膜，40.上集流盤，41.下集流盤，42.集流柱，43.電解液，44.鋅電極，45.反應槽蓋，46.鋅條，50.電機，51.電機電源線，52.電機軸，53.鋅電極支架，54.鋅電極轉軸，55.鋅電極支架軸套，56.錐形體，57.氧化鋅排放口，58.滑動導電裝置，59.氧化鋅。

具體實施方式