帶空氣對流孔的鋅－空氣電池的製作方法

2023-06-07 20:53:46 1

專利名稱：帶空氣對流孔的鋅－空氣電池的製作方法
技術領域：
本實用新型與鋅-空氣電池有關，尤其與帶空氣對流孔的鋅-空氣電池有關。
鋅空電池是一種化學電池，由正極、負極、隔膜和電解質溶液構成。這種電池的正極是採用吸附催化薄膜為載體直接吸收空氣中的氧參與放電反應，負極是活性很高的鋅粉多孔電極，正負極之間加有隔膜，在鹼性氫氧化鉀介質中完成電化學反應，在放電過程中空氣電極催化促進氧的反應，而本身不會消耗和變化，可以說只要空氣電極保持正常，電池容量只決定於負極鋅的量，使鋅空電池具有容量高、重量輕、比能量大的特點。除此之外，它還有放電電壓範圍廣而平穩，原材料豐富，易獲得，價格低廉等優點，是不可多得的高能電池品種之一。
已有的鋅-空氣電池空氣進入電極不均勻，空氣進入量也不能保證電化學反應的需要，電池容量和比能量不高，生產不便，成本較高。
本實用新型的目的是提供一種結構簡單，製造容易，生產成本低，放電性能好，使用壽命長的鋅-空氣電池。
本實用新型是這樣實現的本實用新型的帶空氣對流孔的鋅-空氣電池。包括正極，鋅膏和負極須構成的負極和隔膜筒，正極為空氣電極，由防水導電透氣筒5、透氣筒5內表面的催化層6和透氣筒外表面復蓋的多孔集流體4構成，透氣筒為一端開口，一端封閉的筒形，開口端有外法蘭盤14，法蘭盤14上有若干空氣對流孔12，正負極之間為隔膜筒7，負極端10與負極須固連，外殼3為一端封閉，一端開口的筒形，封閉端1為正極端，分布有進氣孔2，多孔集流體4位於外殼3內與其構成電通路，外殼3，透氣筒5的開口端與密封盤13固連，密封盤13的外邊緣有孔15與空氣對流孔12對應並與大氣相通進氣孔2、多孔集流體4、對流孔12和孔15形成與大氣相通的空氣通道。
本實用新型多孔集流體4為多孔泡沫鎳帶，其厚度為0.1-0.2mm，在進氣孔2和對流孔12之間形成空氣通道。
本實用新型透氣筒5開口端與密封盤13連接處塗有密封膠。
本實用新型具有如下特點1、空氣電極採用了新結構，防水導電透氣膜，改為採用熱量壓制一次成型，催化膜是採用塗刷高激活態多孔狀物質工藝，摒棄了傳統的制薄膜和再多層膜強力靜壓等高難度的形成方法，這種類似園筒形(園筒和園弧帽相連體)的結構設計，更於機械化生產，電池裝配也簡化了，大大地提高了生產效率。
2、防水透氣導電園筒開口端的外壁上，設有一圈外凸臺，並在其上開鑿幾個空氣對流孔，同時，密封圈(與負極端構成一體)的外邊緣，也有幾個孔與之相應，從而與進氣孔等組成空氣對流通道，提高了電池的放電性能。
3、採用現有鹼性(鋅錳)電池外形尺寸後，就可採用鹼性電池的零部件、原材料和部份工裝設備，提高了工藝技術的可靠性，又降低了生產成本。
4、金屬泊帶是採用的泡沫鎳薄片，多孔而導電，包覆在防水透氣導電園筒上，既保證空氣電極與電池外殼電接通，又提供了空氣通道。
5、採用鹼性電池的封裝技術，而又使用自己特製的密封膠液，有效地防止漏鹼現象，密封效果好。
如下是本實用新型的附圖

圖1為本實用新型的結構圖圖2為防水透氣導電園筒主視圖圖3為圖2的俯視圖。
如下是本實用新型的實施例空氣電極由防水透氣導電園筒5、催化層6和金屬泊帶4構成。防水透氣導電園筒是空氣電極的基體，由熱塑壓制而成，一端敞開，另一端為一個園弧帽構成封閉端。催化層是將由催化氧化還原物塗刷在防水園筒內壁，形成一層薄膜。金屬泊帶是多孔的泡沫鎳帶，履蓋於防水透氣導電園筒的外面(筒體部分)，裝入電池外殼3內，與其構成電的通路。電池外殼3成為正極集流體，通過正極端1向外輸送電能。外界空氣通過分布於正極端1周圍的進氣孔2，經空氣擴散膜11，金屬泊帶4提供的通氣間隙，直達空氣電極整個表面，進入電化學反應區域，完成電化學反應，獲得電能。在防水園筒5的開口端的外面加有一圈外凸臺，並在此上開鑿幾個空氣對流孔。隔膜筒7裝入空氣電極園筒內，緊貼內壁，隔膜筒7內充填糊狀鋅電極8。負極端10帶有密封圈(其邊緣有幾個缺口，與空氣對流孔口相對應)，並焊接有一根負極須9，從空氣電極敝口端可插入鋅膏內，成為負極集流體，密封圈塗有貼膠，完成電池密封。
空氣電極的防水透氣導電園筒用料為乙炔黑、氟塑料、添加劑等，具體製作是將乙炔黑(13-26％)、氟塑料(67-60％)和添加劑(20-14％)等不斷攪拌，充分混合。撈出凝聚物烘乾，粉碎至(50-100目)粉料，填於模具中熱壓成一端帶園弧帽的園筒形。催化層是將活性炭(45-90％)和化學製備的錳氧化物(55％～10％)均勻混合，再調製在膠狀液內，經攪拌成稀狀液，塗刷在園筒內壁上，經烘乾、抽提後使用。金屬泊帶用泡沫鎳帶再碾壓成0.1-0.2mm的薄片，按尺寸要求剪裁成片，覆蓋於園筒外壁上，裝入電池外殼內。再裝入隔膜筒，其後注入糊狀鋅膏。鋅膏由金屬鋅粉(66～66.5％)、緩蝕劑(9～4％)、粘接劑(7～1.5％)、吸水劑(1.5～0.5％)和帶氧化鋅的鹼性電解質溶液(22.5-28.5％)調製而成。負極端上焊有負極須和帶有密封圈，插入鋅膏，將空氣電極敞口端密封住(密封圈邊上的缺口與空氣對流孔對齊)。
權利要求1.一種帶空氣對流孔的鋅-空氣電池。包括正極，鋅膏和負極須構成的負極和隔膜筒，其特徵在於正極為空氣電極，由防水導電透氣筒(5)、透氣筒(5)內表面的催化層(6)和透氣筒外表面復蓋的多孔集流體(4)構成，透氣筒為一端開口，一端封閉的筒形，開口端有外法蘭盤(14)，法蘭盤(14)上有若干空氣對流孔(12)，正負極之間為隔膜筒(7)，負極端(10)與負極須固連，外殼(3)為一端封閉，一端開口的筒形，封閉端(1)為正極端，分布有進氣孔(2)，多孔集流體(4)位於外殼(3)內與其構成電通路，外殼(3)，透氣筒(5)的開口端與密封盤(13)固連，密封盤(13)的外邊緣有孔(15)與空氣對流孔(12)對應並與大氣相通，進氣孔(2)、多孔集流體(4)、對流孔(12)和孔(15)形成與大氣相通的空氣通道。
2.根據權利要求1所述的鋅-空氣電池，其特徵在於所說的多孔集流體(4)為多孔泡沫鎳帶，其厚度為0.1-0.2mm，在避氣孔(2)和對流孔(12)之間形成空氣通道。
專利摘要本實用新型為一種帶空氣對流孔的鋅－空氣電池。正極由防水導電透氣筒5、催化層6和多孔集流體4構成。透氣筒5一端開口,一端封閉。開口端有外法蘭盤14,法蘭盤14上有空氣對流孔12。外殼3一端開口,一端封閉,封閉端為正極端1,分布有進氣孔2。多孔集流體4位於外殼3內與其構成電通路,外殼3和透氣筒5的開口端與密封盤13固連,密封盤13外邊緣有孔15與空氣對流子12對應並與大氣相通。大氣中的空氣從進氣孔2進入電池內,經多孔集流體4,對流孔12,孔15與大氣形成對流,保證了電池電化學反應所需空氣量。
文檔編號H01M12/06GK2462553SQ01213899
公開日2001年11月28日 申請日期2001年1月15日 優先權日2001年1月15日
發明者甘立才, 彭良平, 李平, 高翔, 孫唯 申請人:李平