CN106941177A - 注入式星形空气电极锌空气电池 - Google Patents
注入式星形空气电极锌空气电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106941177A CN106941177A CN201710246086.XA CN201710246086A CN106941177A CN 106941177 A CN106941177 A CN 106941177A CN 201710246086 A CN201710246086 A CN 201710246086A CN 106941177 A CN106941177 A CN 106941177A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- zinc
- air
- air electrode
- star
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000036647 reaction Effects 0.000 claims abstract description 28
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 11
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 8
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004610 Internal Lubricant Substances 0.000 claims description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000013329 compounding Methods 0.000 claims 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229920000344 molecularly imprinted polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
- H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
- H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
- H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
一种注入式星形空气电极锌空气电池，包括电池供料系统、电池反应槽以及电池废料回收系统，其特征在于：电池反应槽上下两端为开放口，其上开口与电池供料系统的电池原料供料口相接，下开口与电池废料回收系统的电池废料接收口相接，电池反应槽的侧面由空气电极围绕成截面为星形管状结构，电池反应槽内充满胶态富锌物质，且设有金属集电极。本发明的有益效果是该发明通过独特的电池反应槽构造以及电池供料系统，使锌空气电池能够实现像普通的内燃机一样进行能量补给，从而使该种电池大规模商业化应用成为可能。本发明的制作方法经济、简单，易于实现规模生产，在电池制造领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池，尤其是涉及一种注入式星形空气电极锌空气电池，属于电池加工制造技术领域。
背景技术
锌空气电池是一种以空气中的氧气作为正极活性物质，金属锌作为负极活性物质，在电催化剂的催化作用下发生化学反应而产生电能的化学电源。由于锌空气电池是以电池外部的空气中的氧气作为正极活性物质，所以正极活性物质不占电池的体积和重量，从而此种电池具有很高的重量比能量和体积比能量。锌空气电池因其具有容量大，比能量高，综合性能稳定，使用安全，材料易得且低廉，对环境友好等特点，而受到广泛的关注，并不断寻求锌空气电池的应用市场。
锌空气电池因其所具有的特性，使得它在电动车电源的选择中很早就受到青睐，但一直未得到广泛的推广，主要原因在于，现有的锌空气电池负极结构和更换方式无法满足车用动力电源的要求，如机械插块式锌空气电池放电完毕后需要更换新电极，不利于商业化操作。
发明内容
为了克服现有锌空气电池更换电极不便的缺陷，本发明提供一种注入式星形空气电极锌空气电池，该电池可借助能量补给系统像普通的内燃机一样进行能量补充。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种注入式星形空气电极锌空气电池，包括电池供料系统(1)、电池反应槽(2)以及电池废料回收系统(5)，其特征在于：电池反应槽(2)上下两端为开放口，其上开口与电池供料系统(1)的电池原料供料口(6)相接，下开口与电池废料回收系统(5)的电池废料接收口(7)相接，电池反应槽(2)的侧面由空气电极(3)围绕成截面为星形管状结构，星形管状结构使空气电极的面积增大，从而扩大电池的容量。电池反应槽(2)内充满胶态富锌物质(10)，且设有金属集电极(4)。
所述金属集电极(4)是由耐腐的金属条制成的星状结构体。所述的空气电极(3)为正极，设有空气电极引出线(8)；金属集电极(4)为负极，设有金属集电极引出线(9)。电池反应槽(2)的外部设有带有透气孔(14)的对空气电极(3)起支撑保护作用的空气电极护板(11)。电池反应槽(2)内的胶态富锌物质(10)由电池供料系统(1)供给；电池反应槽(2)内反应完毕失效后的胶态富锌物质(10)排入电池废料回收系统(5)。在空气电极(3)与空气电极护板(11)之间设有疏水膜(12)和防渗层(13)；在空气电极(3)与电池反应槽(2)内的胶态富锌物质(10)之间设有隔膜(15)。所述的胶态富锌物质(10)为一种含有KOH电解液、锌粉、高分子聚合物、内部润滑剂的具有流动性的胶态混合物质。所述的锌粉的粒径要尽可能选择小粒径的，最好为超细或纳米级锌粉，其目的在于避免锌粉颗粒太大，在反应时产生氧化锌包裹膜阻止锌粉粒内部的锌继续参加反应，使锌原料利用不完全导致原料的浪费和能量的损失，同时造成电池的内阻升高，影响了电池的性能；所述的高分子聚合物为纤维素系吸水树脂、淀粉系吸水树脂、聚丙烯酸盐类吸水树脂、聚乙烯醇类吸水树脂之一种物质。
本发明的有益效果是该发明通过独特的电池反应槽构造以及电池供料系统，使锌空气电池能够实现像普通的内燃机一样进行能量补给，避免了现有的锌空气电池负极结构和更换方式无法满足车用动力电源要求的弊端，让该种电池像内燃机一样进行大规模商业化应用成为可能。本发明的制作方法经济、简单，易于实现规模生产，在电池制造领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明剖视图；
图2为本发明外观示意图；
图3为本发明电池反应槽横截面示意图。
图中1.电池供料系统，2.电池反应槽，3.空气电极，4.金属集电极，5.电池废料回收系统，6.电池原料供料口，7.电池废料接收口，8.空气电极引出线，9.金属集电极引出线，10.胶态富锌物质，11.空气电极护板，12疏水膜，13.防渗层，14.透气孔，15.隔膜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步说明。
如图1-3所示，一种注入式星形空气电极锌空气电池，包括电池供料系统(1)、电池反应槽(2)以及电池废料回收系统(5)，其特征在于：电池反应槽(2)上下两端为开放口，其上开口与电池供料系统(1)的电池原料供料口(6)相接，下开口与电池废料回收系统(5)的电池废料接收口(7)相接，电池反应槽(2)的侧面由空气电极(3)围绕成截面为星形管状结构，电池反应槽(2)内充满胶态富锌物质(10)，且设有金属集电极(4)。
所述金属集电极(4)是由耐腐的金属条制成的星状结构体。所述的空气电极(3)为正极，设有空气电极引出线(8)；金属集电极(4)为负极，设有金属集电极引出线(9)。电池反应槽(2)的外部设有带有透气孔(14)的对空气电极(3)起支撑保护作用的空气电极护板(11)。电池反应槽(2)内的胶态富锌物质(10)由电池供料系统(1)供给；电池反应槽(2)内反应完毕失效后的胶态富锌物质(10)排入电池废料回收系统(5)。在空气电极(3)与空气电极护板(11)之间设有疏水膜(12)和防渗层(13)；在空气电极(3)与电池反应槽(2)内的胶态富锌物质(10)之间设有隔膜(15)。所述的胶态富锌物质(10)为一种含有KOH电解液、锌粉、高分子聚合物、内部润滑剂的具有流动性的胶态混合物质。所述的锌粉的粒径要尽可能选择小粒径的，最好为超细或纳米级锌粉，其目的在于避免锌粉颗粒太大，在反应时产生氧化锌包裹膜阻止锌粉粒内部的锌继续参加反应，使锌原料利用不完全导致原料的浪费和能量的损失，同时造成电池的内阻升高，影响了电池的性能；所述的高分子聚合物为纤维素系吸水树脂、淀粉系吸水树脂、聚丙烯酸盐类吸水树脂、聚乙烯醇类吸水树脂之一种物质。
Claims (9)
1.一种注入式星形空气电极锌空气电池，包括电池供料系统(1)、电池反应槽(2)以及电池废料回收系统(5)，其特征在于：电池反应槽(2)上下两端为开放口，其上开口与电池供料系统(1)的电池原料供料口(6)相接，下开口与电池废料回收系统(5)的电池废料接收口(7)相接，电池反应槽(2)的侧面由空气电极(3)围绕成截面为星形管状结构，电池反应槽(2)内充满胶态富锌物质(10)，且设有金属集电极(4)。
2.根据权利要求1所述的注入式星形空气电极锌空气电池，其特征在于：所述金属集电极(4)是由耐腐的金属条制成的星状结构体。
3.根据权利要求1所述的注入式星形空气电极锌空气电池，其特征在于：所述的空气电极(3)为正极，设有空气电极引出线(8)；金属集电极(4)为负极，设有金属集电极引出线(9)。
4.根据权利要求1所述的注入式星形空气电极锌空气电池，其特征在于：电池反应槽(2)的外部设有带有透气孔(14)的对空气电极(3)起支撑保护作用的空气电极护板(11)。
5.根据权利要求1所述的注入式星形空气电极锌空气电池，其特征在于：电池反应槽(2)内的胶态富锌物质(10)由电池供料系统(1)供给；电池反应槽(2)内反应完毕失效后的胶态富锌物质(10)排入电池废料回收系统(5)。
6.根据权利要求1所述的注入式星形空气电极锌空气电池，其特征在于：在空气电极(3)与空气电极护板(11)之间设有疏水膜(12)和防渗层(13)；在空气电极(3)与电池反应槽(2)内的胶态富锌物质(10)之间设有隔膜(15)。
7.根据权利要求1所述的注入式星形空气电极锌空气电池，其特征在于：所述的胶态富锌物质(10)为一种含有KOH电解液、锌粉、高分子聚合物、内部润滑剂的具有流动性的胶态混合物质。
8.根据权利要求7所述的注入式星形空气电极锌空气电池，其特征在于：所述的锌粉为超细或纳米锌粉。
9.根据权利要求7所述的注入式星形空气电极锌空气电池，其特征在于：所述的高分子聚合物为纤维素系吸水树脂、淀粉系吸水树脂、聚丙烯酸盐类吸水树脂、聚乙烯醇类吸水树脂之一种物质。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710246086.XA CN106941177A (zh) | 2017-04-15 | 2017-04-15 | 注入式星形空气电极锌空气电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710246086.XA CN106941177A (zh) | 2017-04-15 | 2017-04-15 | 注入式星形空气电极锌空气电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106941177A true CN106941177A (zh) | 2017-07-11 |
Family
ID=59464602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710246086.XA Withdrawn CN106941177A (zh) | 2017-04-15 | 2017-04-15 | 注入式星形空气电极锌空气电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106941177A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113258173A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-08-13 | 黄兴国 | 汽车用整体式充填锌空气电池 |
| CN114171721A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-03-11 | 贵州梅岭电源有限公司 | 一种大功率锌银贮备电池中锌电极及其制备方法 |
-
2017
- 2017-04-15 CN CN201710246086.XA patent/CN106941177A/zh not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113258173A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-08-13 | 黄兴国 | 汽车用整体式充填锌空气电池 |
| CN114171721A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-03-11 | 贵州梅岭电源有限公司 | 一种大功率锌银贮备电池中锌电极及其制备方法 |
| CN114171721B (zh) * | 2021-11-10 | 2024-05-10 | 贵州梅岭电源有限公司 | 一种大功率锌银贮备电池中锌电极及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103531865B (zh) | 一种家用镁空气电池系统 | |
| CN202217750U (zh) | 锌空气电池的封装结构 | |
| CN112898610A (zh) | 柔性金属有机框架物/明胶复合薄膜及其制备方法和应用 | |
| CN103066307A (zh) | 一种自呼吸直接甲醇燃料电池 | |
| CN106941177A (zh) | 注入式星形空气电极锌空气电池 | |
| CN110112439A (zh) | 一种金属空气电池电解液动态循环过滤装置 | |
| CN110299582A (zh) | 一种铝空气发电模组单元 | |
| CN113930798A (zh) | 一种紧凑型自升式无隔膜电解槽 | |
| CN107026298A (zh) | 注入式锌空气电池 | |
| CN101724853B (zh) | 太阳能水电解制氢(氧)装置 | |
| CN101692499B (zh) | 卷式微生物燃料电池 | |
| CN107026297A (zh) | 管道注入式锌空气电池 | |
| CN207852867U (zh) | 一种锌空气液流电池结构 | |
| CN219180549U (zh) | 一种复合式电极流场结构及液流电池电堆 | |
| CN107026296A (zh) | 旋转须状锌电极星状空气电极空气电池 | |
| CN106972222A (zh) | 须状电极锌空气电池 | |
| CN107039631A (zh) | 管道注入式内空气电极锌空气电池 | |
| CN107069147A (zh) | 注入式星形内空气电极锌空气电池 | |
| CN106997978A (zh) | 注入式内空气电极锌空气电池 | |
| CN106910963A (zh) | 隧道注入式锌空气电池 | |
| CN209375497U (zh) | 一种蓝藻光伏发电装置 | |
| CN2670379Y (zh) | 一种利用水能发电制备氢气和氧气的装置 | |
| CN2614388Y (zh) | 双极性超级电容器 | |
| CN203553308U (zh) | 一种家用镁空气电池系统 | |
| CN108365239B (zh) | 一种基于超声的主被混合型dmfc燃料供给装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20170711 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |