[發明專利]一種能夠高效釋放電池容量的堿性電池

有效

• 申請號: 201810913991.0
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN109065972B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 常海濤;鐘曉橋;林建興
• 申請（專利權）人: 福建南平南孚電池有限公司
• 主分類號: H01M10/24
• 分類號: H01M10/24;H01M10/26
• 代理公司: 福州市鼓樓區鼎興專利代理事務所(普通合伙) 35217
• 代理人: 李向楠;楊慧娟

本發明提供一種能夠高效釋放電池容量的堿性電池，包括電池殼、隔離元件、正極環，隔離元件由多層筒形隔離紙同軸間隔套設而成，相鄰隔離紙之間形成環形的電解液腔，正極環由固體原料和液體原料混合壓制而成，該液體原料為正極區域用KOH電解液；電解液腔內為隔離紙區用KOH電解液；負極材料由固體原料和液體原料混合制得，該液體原料為負極區域用KOH電解液，正極區域用KOH電解液的濃度≤隔離紙區用KOH電解液的濃度，隔離紙區用KOH電解液的濃度≤負極區域用KOH電解液的濃度，其中，正極區域用KOH電解液為質量濃度為25～32％的KOH電解液，負極區域用KOH電解液為質量濃度為35～40％的KOH電解液。

技術領域

本實用新型涉及電池制造領域，尤其是一種能夠高效釋放電池容量的堿性電池。

背景技術

隨著近年來各項技術的突飛猛進，用電器具對堿性電池的性能提出了越來越高的要求。提升堿性電池的綜合電性能，特別是大電流或高功率脈沖模式下的放電性能成為各個電池廠家研究的方向。在大電流或高功率脈沖的放電模式下，堿性電池會出現電池極化現象，而電池極化會導致電池電壓的損失，使得電池的容量無法充分發揮出來。

電池極化包括電極活性材料本身的電化學極化和電解液體系的濃差極化。現有的電池廠家大都是采用改進電極活性材料來緩解電極活性材料本身的電化學極化現象，從而使電池的容量得以發揮出來，但是，通過這種方式得到的堿性電池在大電流或高功率脈沖模式下的放電性能依然不太理想。

發明內容

本發明旨在提供一種能夠高效釋放電池容量的堿性電池。

一種能夠高效釋放電池容量的堿性電池，包括電池殼，電池殼內同軸套設隔離元件，電池殼與隔離元件之間的環形空腔內填入壓制好的正極環，隔離元件由多層筒形隔離紙同軸間隔套設而成，相鄰隔離紙之間形成環形的電解液腔，隔離元件內層隔離紙的內筒空腔中填充負極材料，隔離元件的上端開口處封裝有與負極材料連接的負極集電體，該負極集電體向外延伸封閉隔離元件與電池殼之間環形空腔的上端開口，正極環由固體原料和液體原料混合壓制而成，該液體原料為正極區域用KOH電解液；電解液腔內為隔離紙區用KOH電解液；負極材料由固體原料和液體原料混合制得，該液體原料為負極區域用KOH電解液，正極區域用KOH電解液的濃度≤隔離紙區用KOH電解液的濃度，隔離紙區用KOH電解液的濃度≤負極區域用KOH電解液的濃度，其中，正極區域用KOH電解液為質量濃度為25～32％的KOH電解液，負極區域用KOH電解液為質量濃度為35～40％的KOH電解液。

對于堿性電池而言，其化學反應式為：

電池的總反應：Zn+2MnO2+2H2O＝Zn(OH)2+2MnOOH、

電池負極反應：Zn+2OH-＝Zn(OH)2+2e-、

電池正極反應：2MnO2+2H2O+2e-＝2MnOOH+2OH-。根據堿性電池的化學反應原理，電池在放電過程中負極反應需要OH-，OH-主要的來源為KOH電解液，而正極反應需要水和e-生成OH-，而傳統的堿性電池中正極環的原料配方中所采用的KOH電解液、隔離元件中所采用的KOH電解液、負極材料的原料配方中所采用的KOH電解液均為質量濃度為(38±0.5)％的KOH電解液，那么，在大電流或高功率脈沖模式下電池正極區域的OH-濃度越來越高，而負極區域的OH-濃度卻越來越低，從而出現嚴重的濃差極化現象，正負極區域OH-濃度的差異所帶來的電勢能，會造成電池總電壓的損失，使得電池性能不能有效發揮出來。本發明根據堿性電池的化學反應原理，正極區域用KOH電解液的濃度≤隔離紙區用KOH電解液的濃度，隔離紙區用KOH電解液的濃度≤負極區域用KOH電解液的濃度，正極區域用KOH電解液為質量濃度為25～32％的KOH電解液，負極區域用KOH電解液為質量濃度為35～40％的KOH電解液，可以減小電池在大電流高功率的放電模式下的濃差極化，提高電池材料的利用率，提高電池大電流高功率放電性能。