立式平板型二次锌空电池装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于新能源电池制备和应用领域，特别涉及一种可充式(二次)锌-空电池以及满足其进行各种性能测试的装置。
【背景技术】
[0002]近年来，由于化石燃料的耗竭和环境污染问题的日益加重，世界各国竞相对清洁可持续的能量转换装置进行开发研究，其中利用电化学反应的高效能量存储和转化设备受到人们极大关注[NanoLett.2012，12，1946-1952]。特别是可充式的金属-空气电池由于具有独特制备简单、安全和环境友好，以及具有高的理论比能量和能量密度等优势引起了人们的广泛关注。同时，作为原料的选择，锌在地壳中为第四个最丰富的金属，能承受较大的电池产量以满足不断增长的需求，同时氧气又广泛存在于大气中。其中特别是在经济效益和环境保护方面，锌-空气电池已经被公认为是21世纪最为有效和可靠的新能源技术之一[Nanoscale 2013，5，4657-4661]。锌-空气电池理论能量密度远高于传统的锂离子电池，是目前锂离子电池的4倍。因此，锌-空电池具备向大功率发展的趋势。但是，传统的平板式锌-空电池，虽然不漏液，但其锌板的利用率低(只有40%左右)，且自放电严重，因而不宜实现断续放电。如此之外，目前在实验室测试中一般采用扣式电池，无法进行大功率发电以及稳定性等性能的测试。因此，如何开发出解决锌板利用率低，自放电严重，连续放电难以及实现可以进行大功率发电以及稳定性等的测试锌-空电池装置显得尤为重要。同时，这些问题的解决可以极大推动锌-空电池的发展以及商业化进程。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的是传统平板式锌-空电池利用率低，且自放电严重，因而不宜实现断续放电的技术问题。
[0004]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种立式平板型二次锌-空电池装置，包括空气电极盖装置及电池槽装置，其特征在于，所述空气电极盖装置与电池槽装置之间设有落差，使空气电极盖装置与电池槽装置的边缘处形成气体通道；空气电极设于两片橡胶垫片之间，该橡胶垫片设于电池槽内，空气电极的导线从空气电极盖装置与电池槽装置的边缘处露出；电池槽装置上侧设有用于放入电解质及锌板的缝隙。
[0005]优选地，所述空气电极盖装置通过螺丝或卡扣与电池槽装置固定连接。
[0006]优选地，所述电池槽装置上侧用于放置锌板的缝隙宽度与电池槽装置内电池槽的宽度相同。
[0007]优选地，所述橡胶垫片延伸至落差处形成密封结构。
[0008]优选地，所述落差的高度为0.5mm，宽度为5mm。
[0009]本实用新型是由空气电池槽装置以及电极盖装置两大装置组成。空气电极盖装置以及电池槽装置处有0.5_落差，使用橡胶垫片将空气电极放至在两个硅胶橡板中间进行密封，均匀压紧；这时电解液通过电池槽装置上端放入锌板的缝隙进入电池槽内；2分钟后无电解液流出，则说明密封性良好，随后直接将锌板从电池槽装置上端缝隙插入。整个电池可以作为单电池直接使用，同时也可以运用于单电池各种测试中。如果中途如需要断电，则可以直接将锌板取出或者封闭气体通道。更为重要的是，这种装置可以直接应用在二次锌-空电池上，适用于锌-空电池的科研工作，十分适合在长时间大电流(例如，需一定时间更换锌板)的充放电性能测试。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0011]1.可以在锌板使用之前测试防渗透性，避免由于漏液，影响电池质量；
[0012]2.由于锌板完全可以浸入电解质中因此锌板利用率可以达到85%以上，锌板利用率高，且自放电小；
[0013]3.由于在电池槽装置上端设计有可控缝隙存在，可以实时取出锌板，从而可以非常方便地实现连续放电；
[0014]4.在空气极具有双功能催化剂的前提下，该装置还可以广泛应用于可充式锌-空电池；同时满足各种测试仪器上进行性能测试。特别地与扣式电池电池相比，本实用新型能够进行大功率的充放电测试以及大电流发电测试。
[0015]本实用新型不仅适用于液体电解质，同时还可用于全固态膜电解质装置，使用方便，可以广泛应用在二次锌-空电池各种测试仪器。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型提供的立式平板型二次锌-空电池装置的结构示意图；
[0017]图2为空气电极盖装置的主视图；
[0018]图3为图2的侧视图；
[0019]图4为图2的俯视图；
[0020]图5为电池槽装置的主视图；
[0021]图6为图5的侧视图；
[0022]图7为图4的俯视图。
【具体实施方式】
[0023]为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0024]实施例
[0025]如图1-7所示，为本实用新型提供的立式平板型二次锌-空电池装置的结构示意图，包括电池槽装置10以及空气电极盖装置8。空气电极盖装置8以及电池槽装置10上侧设有高度为0.5mm,宽度为5_的落差2，在落差2处使用橡胶垫片6将空气电极5放至在两个橡胶垫片6中间进行密封，用导线7引出，在电池槽装置10和空气电极盖装置8的四周安装有螺丝扣11，然后使用螺丝钉均匀的螺紧；这时电解液3通过电池槽装置10上侧插入锌板1的缝隙放入电池槽内，2分钟后无电解液流出，则说明密封性良好。然后直接将锌板1从电池槽装置上端空隙插入可以直接导出电流，整个电池则可以直接使用，同时也可以运用在各种测试中。同时，如果中途需要断电，则可以接将锌板1取出或者封闭气体通道4。该装置十分适合进行长时间大电流例如，需一定时间更换锌板的充放电性能测试。
【主权项】
1.一种立式平板型二次锌-空电池装置，包括空气电极盖装置(8)及电池槽装置(10)，其特征在于，所述空气电极盖装置(8)与电池槽装置(10)之间设有落差(2)，使空气电极盖装置⑶与电池槽装置(10)的边缘处形成气体通道⑷；空气电极(5)设于两片橡胶垫片(6)之间，该橡胶垫片(6)设于电池槽内，空气电极(5)的导线(7)从空气电极盖装置(8)与电池槽装置(10)的边缘处露出；电池槽装置(10)上侧设有用于放入电解质(3)及锌板⑴的缝隙。2.如权利要求1所述的立式平板型二次锌-空电池装置，其特征在于，所述空气电极盖装置(8)通过螺丝或卡扣与电池槽装置(10)固定连接。3.如权利要求1所述的立式平板型二次锌-空电池装置，其特征在于，所述电池槽装置(10)上侧缝隙的宽度与电池槽装置(10)内电池槽的宽度相同。4.如权利要求1所述的立式平板型二次锌-空电池装置，其特征在于，所述橡胶垫片(6)延伸至落差(2)处形成密封结构。5.如权利要求1-4任意一项所述的立式平板型二次锌-空电池装置，其特征在于，所述落差⑵的高度为0.5mm，宽度为5mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种立式平板型二次锌-空电池装置，包括空气电极盖装置及电池槽装置，其特征在于，所述空气电极盖装置与电池槽装置之间设有落差，使空气电极盖装置与电池槽装置的边缘处形成气体通道；空气电极设于两片橡胶垫片之间，该橡胶垫片设于电池槽内，空气电极的导线从空气电极盖装置与电池槽装置的边缘处露出；电池槽装置上侧设有用于放入电解质及锌板的缝隙。本实用新型可以使电池的正负极均能与电解液充分接触，锌板和催化剂利用率高，且自放电小，能实现连续放电和充电。十分适合进行长时间大电流的充放电性能测试。
【IPC分类】H01M12/06
【公开号】CN205016644
【申请号】CN201520690738
【发明人】乔锦丽, 徐能能
【申请人】东华大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月8日