一种极片运动式锌空电池装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种极片运动式锌空电池装置，其特征在于该装置主要包括放卷机构、阳极板、传动机构、阴极板、电池槽、收卷机构和箱体，所述阳极板采用片式结构，包括阳极集流体和锌膏,制作时将锌膏涂于阳极集流体上；所述传动机构为V型结构，由设计数量安装在箱体底面上的传动轴组成；所述阴极板采用模具注塑成型，做成与传动机构对应的V型结构，阴极板的下侧与电池槽中的电解液接触，防水透气层可使阴极板的上侧直接与空气接触，在阴极板与箱体的箱盖接触面处由碳板上引出正极耳，构成正极输出端；所述电池槽放置在两侧传动机构的中心，电池槽内装有电化学反应的电解液；所述收卷机构的导电支架一端引出负极耳，构成负极输出端。
【专利说明】一种极片运动式锌空电池装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锌空电池技术，具体为一种极片运动式锌空电池装置，主要应用于需要移动电源供电的设备，尤其适合作为电动自行车、电动车等设备的动力电源。
【背景技术】
[0002]锌空电池的阳极是起催化作用的碳从空气中吸收的氧，阴极是金属锌，电解液是高浓度的氢氧化钾水溶液，具有比能量高，无污染，放电电压平稳等优点，被称为是“面向21世纪的绿色能源”。
[0003]但现有锌空电池保存的关键在于电池正极贴有密封封条，除非电池准备立刻使用，否则不能取下正极密封封条。如果锌空电池的密封封条被撕下，空气就会立即进入电池内部，激活电化学反应，电池处于工作状态，此时即使再贴上密封封条，电化学反应也会继续下去，直到电池电量耗尽。因此现有锌空电池仅适用于在短期内耗用完电池的场合。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种极片运动式锌空电池装置。该装置设计巧妙，结构简单，工作可靠，使用方便特别适合作为电动自行车、电动车等设备的动力电源。
[0005]本实用新型解决所述技术问题的技术方案是:设计一种极片运动式锌空电池装置，其特征在于该装置主要包括放卷机构、阳极板、传动机构、阴极板、电池槽、收卷机构和箱体，所述放卷机构包括放卷轴，轴承，轴承座，轴肩、圆螺母和螺钉，放卷轴通过轴承安装在轴承座上，阳极板卷绕在放卷轴上，两侧分别用轴肩和圆螺母固定；
[0006]所述阳极板采用片式结构，包括阳极集流体和锌膏，制作时将锌膏涂于阳极集流体上；
[0007]所述传动机构为V型结构，由设计数量安装在底座上的传动轴组成；
[0008]所述阴极板采用模具注塑成型，做成与传动机构对应的V型结构，中间为空心结构，包括防水透气层，阳极集流体和碳板；安装时，将防水透气层和阳极集流体贴附在碳板上，阴极板的下侧与电池槽中的电解液接触，防水透气层可使阴极板的上侧直接与空气接触，在阴极板与箱体的箱盖接触面处由碳板上引出正极耳，构成正极输出端；
[0009]所述电池槽放置在两侧传动机构的中心，电池槽内装有电化学反应的电解液；
[0010]所述收卷机构包括收卷轴，铜片，导电刷，导电支架和负极耳，铜片包覆在收卷轴上，反应后的阳极板卷绕在铜片上，导电刷夹紧铜片，导电支架的一端引出负极耳，构成负极输出端，导电支架的另一端固定在箱体上。
[0011]与现有技术相比，本实用新型设计的一种极片运动式锌空电池装置采用了锌极片输送结构，可实现锌极片在电解液中的缓慢移动与快速进出。其创新点主要是将锌空电池装置的锌极片由静止结构改为运动结构，使锌极片可在不需要发电时脱离电解液，为彻底解决锌空电池自放电问题开辟了新的研究途径，并具有设计巧妙，结构简单，工作可靠，使用方便等特点，特别适合作为电动自行车、电动车等设备的动力电源。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型极片运动式锌空电池装置的一种实施例的主视结构示意图；
[0013]图2为本实用新型极片运动式锌空电池装置的一种实施例的放卷机构I的结构示意图；
[0014]图3为本实用新型极片运动式锌空电池装置的一种实施例的阳极板2的左视结构示意图；
[0015]图4为本实用新型极片运动式锌空电池装置的一种实施例的传动机构3的左视结构示意图；
[0016]图5为本实用新型极片运动式锌空电池装置的一种实施例的阴极板4的结构示意图；其中，图5 (I)为阴极板4各部分安装示意图，图5 (2)为碳板43的左视结构示意图，图5 (3)为碳板43的主视结构示意图。
[0017]图6为本实用新型极片运动式锌空电池装置的一种实施例的收卷机构6的结构示意图；其中，图6 (I)为收卷机构6的主视结构示意图，图6 (2)为收卷机构6的左视结构示意图。
[0018]其中，放卷机构1、阳极板2、传动机构3、阴极板4、电池槽5、收卷机构6和箱体7。【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例及其附图对本实用新型做进一步说明。
[0020]本实用新型设计的极片运动式锌空电池装置运用锌极片与发电环境的脱开隔离结构控制电池装置自放电的发生，提出了极片运动中发电的新概念，构思出一种全新的锌空电池结构。
[0021]本实用新型设计的极片运动式锌空电池装置(简称装置，参见图1-6)，其特征在于该装置主要包括放卷机构1、阳极板2、传动机构3、阴极板4、电池槽5、收卷机构6和箱体7。
[0022]所述放卷机构I包括放卷轴11，轴承12，轴承座13，轴肩14，圆螺母15和螺钉16。放卷轴11通过轴承12安装在轴承座13上，阳极板2卷绕在放卷轴11上，两侧分别用轴肩14和圆螺母15固定。所述轴承座13优选为上下组合式，并由螺钉16固定。
[0023]所述阳极板2采用片式结构，包括阳极集流体21和锌膏22，阳极集流体21优选镀镍铜网。制作时将锌膏22涂于镀镍铜网上，并且为了保证制成的阳极板2有足够的强度以及多孔性，在锌膏22上要加载足够的压力，使之成型。
[0024]所述传动机构3为V型结构，由设计数量的安装在底座31上的传动轴32组成，以保证阳极板2的传输与充分反应。
[0025]所述阴极板4采用模具注塑成型，做成与传动机构3对应的V型结构，阴极板4中间为空心结构，包括防水透气层41，阳极集流体42和碳板43 ;安装时，将防水透气层41和阳极集流体42贴附在碳板43上，阴极板4的下侧与电池槽5中的电解液接触，防水透气层41可使阴极板4的上侧直接与空气接触。在阴极板4与箱体7的箱盖接触面处由碳板43上引出正极耳44，构成正极输出端。[0026]所述电池槽5放置在两侧传动机构的中心，电池槽5内装有电化学反应的电解液。电化学反应的电解液优选浓氢氧化钾溶液。
[0027]所述收卷机构6包括收卷轴61，铜片62，导电刷63，导电支架64和负极耳65。铜片62包覆在收卷轴61上，反应后的阳极板2卷绕在铜片62上，导电刷63夹紧铜片62，由导电支架64的一端引出负极耳65,构成负极输出端,导电支架64的另一端固定在箱体7上。
[0028]本实用新型装置中所述的放卷轴11、传动轴32和收卷轴61的轴承座均为上下组合式，上下轴承座均由螺钉固定。需要更换锌卷时，拧开各轴承座上端的螺钉即可将支座上端拆下，然后便可抬起锌卷轴进行更换。
[0029]本实用新型装置未述及之处适用于现有技术。
[0030]本实用新型装置的工作原理和过程是:本实用新型装置设计采用了锌片输送机构。初始发电时，外供电源驱动收卷机构6缓慢拖动未放电的锌极片运动，由放卷机构I经传动机构3进入电池槽5中，结合由阴极板4吸附的氧气，发电条件具备，锌空电池开始放电工作。由正极耳44和负极耳65处引出导线即可采集电能，供外接用电设备及自身收、放卷机构的驱动设备使用，反应后的锌片被卷绕在收卷机构6上；不需发电时，放卷机构I的放卷轴11靠电驱动由被动变为主动反向旋转，收卷机构6配合放卷,锌极片反向移动,参与放电反应的锌极片从电池槽5中快速撤出，当锌极片从电池槽5中撤出之后，系统也就不再具备发电条件，自放电问题就会彻底解决。
[0031]本实用新型设计的装置特征在于可实现锌极片在运动中发电，不需要发电时，使锌片脱离电解液，可有效防止锌空电池的自放电现象。
[0032]本实用新型装置采用锌极片运动中发电的全新电池结构，可解决锌空电池应用中的自放电问题。另外，只要在公路沿线设置锌板的机械式整体更换站，其效果如同现在内燃机汽车的加油站，可以为使用者提供很大的方便，而且更换下来的氧化锌可在专门的工厂进行回收处理，实现锌的再利用循环。
【权利要求】
1.一种极片运动式锌空电池装置，其特征在于该装置主要包括放卷机构、阳极板、传动机构、阴极板、电池槽、收卷机构和箱体，所述放卷机构包括放卷轴，轴承，轴承座，轴肩、圆螺母和螺钉，放卷轴通过轴承安装在轴承座上，阳极板卷绕在放卷轴上，两侧分别用轴肩和圆螺母固定； 所述阳极板采用片式结构，包括阳极集流体和锌膏，制作时将锌膏涂于阳极集流体上； 所述传动机构为V型结构，由设计数量安装在底座上的传动轴组成； 所述阴极板采用模具注塑成型，做成与传动机构对应的V型结构，中间为空心结构，包括防水透气层，阳极集流体和碳板；安装时，将防水透气层和阳极集流体贴附在碳板上，阴极板的下侧与电池槽中的电解液接触，防水透气层可使阴极板的上侧直接与空气接触，在阴极板与箱体的箱盖接触面处由碳板上引出正极耳，构成正极输出端； 所述电池槽放置在两侧传动机构的中心，电池槽内装有电化学反应的电解液； 所述收卷机构包括收卷轴，铜片，导电刷，导电支架和负极耳，铜片包覆在收卷轴上，反应后的阳极板卷绕在铜片上，导电刷夹紧铜片，导电支架的一端引出负极耳，构成负极输出端，导电支架的另一端固定在箱体上。
2.根据权利要求1所述的极片运动式锌空电池装置，其特征在于所述放卷轴、传动轴和收卷轴的轴承座均为上下组合式，上下轴承座均由螺钉固定。
3.根据权利要求1所述的极片运动式锌空电池装置，其特征在于所述阳极集流体选取镀镍铜网。
4.根据权利要求1所述的极片运动式锌空电池装置，其特征在于所述电化学反应的电解液为浓氢氧化钾溶液。
【文档编号】H01M4/06GK203721850SQ201420079454
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】肖艳军, 孟宪乐 申请人:河北工业大学