CN106098978A - 一种锌空气电池结构及封装工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开锌空气电池结构，包括上壳体和与上壳体超声波焊接的下壳体，上壳体和下壳体与正极材料之间分别设有第一密封圈和第二密封圈，上壳体与下壳体之间还灌注有能将正极材料的外端部浇筑在内的环氧树脂圈。本发明锌空气电池结构简单，密封效果好。本发明还公开锌空气电池的封装工艺，包括如下步骤：A:在上壳体和下壳体上粘接第一密封圈和第二密封圈，在上壳体内安装负极集流板和负极铆钉；B：将正极材料放到第一密封圈和第二密封圈之间，对上壳体与下壳体进行超声波焊接；C：在上壳体和下壳体之间灌注环氧树脂，并使正极材料的外端部浇筑在环氧树脂内；D：向壳体内注入锌膏；E：封闭上壳体上的注膏孔。本封装工艺能防止漏液。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种锌空气电池结构，本发明还涉及一种锌空气电池封装工艺。
【背景技术】
锌空气电池一般制作成一次性电源，它的正极(空气电极)是以空气中氧作为活性物质，负极活性物质是金属锌粉，电解液是KOH水溶液。锌空气电池具有比能量高(理论比能量为1350Wh/Kg，实际比能量可达350Wh/Kg)，是当前实际使用电池比能量最高的电池品种之一。且电压平稳、使用温度范围宽(-30～60℃)，工作时间长，无污染，在使用过程中不会对人体和环境产生污染，使用完的废电池也不会对环境造成污染。相对于其他类型电池，其能量密度具有明显优势，与其他同类金属空气电池对比，其实际电位接近热力学电位且金属价格便宜。锌空气电池具有容量大、稳定性高、能量密度高、价格廉价、放电平稳、储存寿命长等优势。但是由于电池本身开放式结构特点也带来先天性不足，那就上目前的锌空气电池结构很容易出现电解液渗漏的问题，限制了锌空气电池的规模量产。
因此，本发明正是基于以上的不足而产生的。
【发明内容】
本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种结构简单，密封效果好，能够有效防止电解液渗漏的锌空气电池结构。
本发明还提供一种封装上述锌空气电池的封装工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种锌空气电池结构，包括壳体1，所述的壳体1内设有正极材料2和负极材料3，其特征在于：所述的壳体1包括上壳体11和与上壳体11超声波焊接的下壳体12，所述的上壳体11与正极材料2之间设有第一密封圈4，所述的下壳体12与正极材料2之间设有第二密封圈5，所述的正极材料2的外端部2a凸出于第一密封圈4和第二密封圈5的外侧，所述的上壳体11与下壳体12之间还灌注有能将正极材料2的外端部2a浇筑在内的环氧树脂圈6。
如上所述的锌空气电池结构，其特征在于：所述的上壳体11和下壳体12为塑料壳体。
如上所述的锌空气电池结构，其特征在于：所述的负极材料3包括注入在壳体1内的锌膏31和设于壳体1内的负极集流板32，所述的壳体1上还设于外露于壳体1并与负极集流板32连接的负极铆钉33。
如上所述的锌空气电池结构，其特征在于：所述的正极材料2包括镍网21，所述的镍网21的两侧分别设有第一催化层22和第二催化层23，所述的第一催化层22的一侧设有防水透气层24，所述的第二催化层23的一侧设有无纺布隔膜层25，所述的第一密封圈4设于上壳体11与防水透气层24之间，所述的第二密封圈5设于下壳体12与无纺布隔膜层25之间，所述的第二催化层23上还设有穿过环氧树脂圈6而外露于壳体1的正极引出片26。
如上所述的锌空气电池结构，其特征在于：所述的上壳体11上设有上凹槽111，所述的负极材料3设于上凹槽111内，所述的上壳体11上并位于上凹槽111的外侧设有第一环槽112，所述的第一密封圈4设在第一环槽112内，所述的下壳体12上设有下凹槽121，所述的正极材料2设在下凹槽121内，所述的下凹槽121的槽底设有第二环槽122，所述的第二密封圈5设于第二环槽122内，所述的上壳体11上并位于第一环槽112的外侧还设有第一灌胶槽113，所述的下壳体12上并位于第二环槽122的外侧还设有与第一灌胶槽113围成灌胶腔7的第二灌胶槽123，所述的正极材料2的外端部伸入到灌胶腔7内，所述的灌胶腔7内灌注环氧树脂而形成所述的环氧树脂圈6。
一种锌空气电池的封装工艺，其特征在于：包括如下步骤：
A:在上壳体11上粘接第一密封圈4，在下壳体12上粘接第二密封圈5，在上壳体11内安装负极集流板32和外露于上壳体11的负极铆钉33；
B：将正极材料2放到步骤A中的第一密封圈4和第二密封圈之间5，并使上壳体11与下壳体12对正，从而对上壳体11和下壳体12进行超声波焊接；
C：在上壳体11和下壳体12之间的灌胶腔7内灌注环氧树脂，并使正极材料2的外端部2a浇筑在环氧树脂内；
D：从上壳体11上的注膏孔114向其内注入锌膏；
E：封闭上壳体11上的注膏孔114。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1、本发明锌空气电池结构的上壳体与正极材料之间设有第一密封圈，下壳体与正极材料之间设有第二密封圈，因此，第一密封圈和第二密封圈形成第一道密封；另外，正极材料的外端部凸出于第一密封圈和第二密封圈的外侧，上壳体与下壳体之间还灌注有能将正极材料的外端部浇筑在内的环氧树脂圈，所以环氧树脂圈形成第二道密封，而且正极材料的外端部浇筑在环氧树脂圈内，密封效果非常好；再者，上壳体与下壳体采用超声波焊接，形成第三道密封，超声波焊接密封效果好，工艺简单快捷，且美观牢固，强度高。所以，本发明锌空气电池结构通过三重密封，有效防止漏液情况的出现，提高锌空气电池的质量。
2、本发明锌空气电池结构的的上壳体和下壳体为塑料壳体，利用塑料的韧性和一定的可变性，解决锌空气电池放电时体积的变化，降低漏液的可能性。
3、本发明锌空气电池封装工艺简单，有效防止漏液，适合推广应用。
【附图说明】
图1是本发明锌空气电池结构立体图；
图2是本发明锌空气电池结构正视图；
图3是沿图2中A-A线的剖视图；
图4是图3中B处的放大视图；
图5是本发明锌空气电池结构的上壳体与下壳体相连时的剖视图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明作进一步描述：
一种锌空气电池结构，包括壳体1，所述的壳体1内设有正极材料2和负极材料3，其特征在于：所述的壳体1包括上壳体11和与上壳体11超声波焊接的下壳体12，所述的上壳体11与正极材料2之间设有第一密封圈4，所述的下壳体12与正极材料2之间设有第二密封圈5，所述的正极材料2的外端部2a凸出于第一密封圈4和第二密封圈5的外侧，所述的上壳体11与下壳体12之间还灌注有能将正极材料2的外端部2a浇筑在内的环氧树脂圈6。上壳体11与正极材料2之间设有第一密封圈4，下壳体12与正极材料2之间设有第二密封圈5，因此，第一密封圈4和第二密封圈5形成第一道密封；另外，正极材料2的外端部2a凸出于第一密封圈4和第二密封圈5的外侧，上壳体1与下壳体2之间还灌注有能将正极材料2的外端部2a浇筑在内的环氧树脂圈6，所以环氧树脂圈6形成第二道密封，而且正极材料2的外端部2a浇筑在环氧树脂圈6内，密封效果非常好；再者，上壳体11与下壳体12采用超声波焊接，形成第三道密封，超声波焊接密封效果好，工艺简单快捷，且美观牢固，强度高。所以，本发明锌空气电池结构通过三重密封，有效防止漏液情况的出现，提高锌空气电池的质量。
所述的上壳体11和下壳体12为塑料壳体，利用塑料的韧性和一定的可变性，再结合合理设计塑料壳体的厚度，解决锌空气电池放电时体积的变化，降低漏液的可能性，提高锌空气电池的质量，实现规模量产。
所述的负极材料3包括注入在壳体1内的锌膏31和设于壳体1内的负极集流板32，所述的壳体1上还设于外露于壳体1并与负极集流板32连接的负极铆钉33。
所述的正极材料2包括镍网21，所述的镍网21的两侧分别设有第一催化层22和第二催化层23，所述的第一催化层22的一侧设有防水透气层24，所述的第二催化层23的一侧设有无纺布隔膜层25，所述的第一密封圈4设于上壳体11与防水透气层24之间，所述的第二密封圈5设于下壳体12与无纺布隔膜层25之间，所述的第二催化层23上还设有穿过环氧树脂圈6而外露于壳体1的正极引出片26。
所述的上壳体11上设有上凹槽111，所述的负极材料3设于上凹槽111内，所述的上壳体11上并位于上凹槽111的外侧设有第一环槽112，所述的第一密封圈4设在第一环槽112内，所述的下壳体12上设有下凹槽121，所述的正极材料2设在下凹槽121内，所述的下凹槽121的槽底设有第二环槽122，所述的第二密封圈5设于第二环槽122内，所述的上壳体11上并位于第一环槽112的外侧还设有第一灌胶槽113，所述的下壳体12上并位于第二环槽122的外侧还设有与第一灌胶槽113围成灌胶腔7的第二灌胶槽123，所述的正极材料2的外端部伸入到灌胶腔7内，所述的灌胶腔7内灌注环氧树脂而形成所述的环氧树脂圈6。
一种锌空气电池的封装工艺，其特征在于：包括如下步骤：
A:在上壳体11上粘接第一密封圈4，在下壳体12上粘接第二密封圈5，在上壳体11内安装负极集流板32和外露于上壳体11的负极铆钉33；
B：将正极材料2放到步骤A中的第一密封圈4和第二密封圈之间5，并使上壳体11与下壳体12对正，从而对上壳体11和下壳体12进行超声波焊接；
C：在上壳体11和下壳体12之间的灌胶腔7内灌注环氧树脂，并使正极材料2的外端部2a浇筑在环氧树脂内；
D：从上壳体11上的注膏孔114向其内注入锌膏；
E：封闭上壳体11上的注膏孔114。
上述封装工艺简单，有效防止漏液，提高锌空气电池的质量，实现规模量产，适合推广应用。
Claims (6)
1.一种锌空气电池结构，包括壳体(1)，所述的壳体(1)内设有正极材料(2)和负极材料(3)，其特征在于：所述的壳体(1)包括上壳体(11)和与上壳体(11)超声波焊接的下壳体(12)，所述的上壳体(11)与正极材料(2)之间设有第一密封圈(4)，所述的下壳体(12)与正极材料(2)之间设有第二密封圈(5)，所述的正极材料(2)的外端部(2a)凸出于第一密封圈(4)和第二密封圈(5)的外侧，所述的上壳体(11)与下壳体(12)之间还灌注有能将正极材料(2)的外端部(2a)浇筑在内的环氧树脂圈(6)。
2.根据权利要求1所述的锌空气电池结构，其特征在于：所述的上壳体(11)和下壳体(12)为塑料壳体。
3.根据权利要求1所述的锌空气电池结构，其特征在于：所述的负极材料(3)包括注入在壳体(1)内的锌膏(31)和设于壳体(1)内的负极集流板(32)，所述的壳体(1)上还设于外露于壳体(1)并与负极集流板(32)连接的负极铆钉(33)。
4.根据权利要求1所述的锌空气电池结构，其特征在于：所述的正极材料(2)包括镍网(21)，所述的镍网(21)的两侧分别设有第一催化层(22)和第二催化层(23)，所述的第一催化层(22)的一侧设有防水透气层(24)，所述的第二催化层(23)的一侧设有无纺布隔膜层(25)，所述的第一密封圈(4)设于上壳体(11)与防水透气层(24)之间，所述的第二密封圈(5)设于下壳体(12)与无纺布隔膜层(25)之间，所述的第二催化层(23)上还设有穿过环氧树脂圈(6)而外露于壳体(1)的正极引出片(26)。
5.根据权利要求1所述的锌空气电池结构，其特征在于：所述的上壳体(11)上设有上凹槽(111)，所述的负极材料(3)设于上凹槽(111)内，所述的上壳体(11)上并位于上凹槽(111)的外侧设有第一环槽(112)，所述的第一密封圈(4)设在第一环槽(112)内，所述的下壳体(12)上设有下凹槽(121)，所述的正极材料(2)设在下凹槽(121)内，所述的下凹槽(121)的槽底设有第二环槽(122)，所述的第二密封圈(5)设于第二环槽(122)内，所述的上壳体(11)上并位于第一环槽(112)的外侧还设有第一灌胶槽(113)，所述的下壳体(12)上并位于第二环槽(122)的外侧还设有与第一灌胶槽(113)围成灌胶腔(7)的第二灌胶槽(123)，所述的正极材料(2)的外端部伸入到灌胶腔(7)内，所述的灌胶腔(7)内灌注环氧树脂而形成所述的环氧树脂圈(6)。
6.一种锌空气电池的封装工艺，其特征在于：包括如下步骤：
A:在上壳体(11)上粘接第一密封圈(4)，在下壳体(12)上粘接第二密封圈(5)，在上壳体(11)内安装负极集流板(32)和外露于上壳体(11)的负极铆钉(33)；
B：将正极材料(2)放到步骤A中的第一密封圈(4)和第二密封圈之间(5)，并使上壳体(11)与下壳体(12)对正，从而对上壳体(11)和下壳体(12)进行超声波焊接；
C：在上壳体(11)和下壳体(12)之间的灌胶腔(7)内灌注环氧树脂，并使正极材料(2)的外端部(2a)浇筑在环氧树脂内；
D：从上壳体(11)上的注膏孔(114)向其内注入锌膏；
E：封闭上壳体(11)上的注膏孔(114)。
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