CN204991896U - 一种锌离子电池壳子和基于其的锌离子可充电电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锌离子电池壳子及基于其的锌离子可充电电池，所述锌离子电池的正极为二氧化锰正极，该电池壳子由金属内壳和设置于该金属内壳表面的锌涂层构成，所述锌涂层与电芯的锌负极连接使电池壳子作为电池负极。该锌离子可充电电池包括电池壳子，由二氧化锰正极、隔离膜和锌负极制作成的电芯，以及电解液，所述电池壳子采用上述的锌离子电池壳子，所述电池壳子的锌涂层与所述锌负极连接使电池壳子作为电池负极，所述电解液包含有锌离子。该电池容量高，稳定性能好。

Description

一种锌离子电池壳子和基于其的锌离子可充电电池

技术领域

本实用新型涉及二次电池领域，具体涉及一种锌离子电池壳子和基于其的锌离子可充电电池。

背景技术

可充电锌离子电池是一种以锰的氧化物材料为正极活性材料，以锌为负极活性材料，以含锌离子的水溶液为电解液的可充电电池，这种电池具有廉价的特点。

锌离子电池储存电子的机理如下：

正极：

负极：

这种电池具有廉价的特点。前期专利揭示可充电锌离子电池全部都是扣式锌离子电池，但是在应用中，电池的形状大多数是圆柱型或者方型。

发明内容

本实用新型主要创新在于：使用金属内壳并镀有锌涂层，这样同时获得金属壳子内壳和外涂层锌的优点，可以通过使用不同内壳和锌涂层的配合，满足电池在不同情况下使用的要求，另外，由于锌离子电池的负极由锌构成，锌镀层也可提供大量的锌元素参与电池的反应，而且把电芯的锌负极连接到壳子锌镀层上，让电池壳子作为电池的负极，锌镀层一物两用。

众所周知，电池中电池壳子作为其最核心组件部分，严重影响电池的性能和表现，例如在电池使用过程中，需要电池壳不破裂不生锈等，而且金属壳子一般作为电池的负极，起到关键作用。对于新型锌离子电池，其公开专利大多数为扣式电池，而在应用中通常需要圆柱型或者方型大电池，而本专利使用金属内壳并镀有锌涂层作为锌离子电池的电池壳，这样同时获得金属壳子内壳和外涂层锌涂层的优点，可以通过使用不同内壳和锌涂层的配合，满足电池在不同情况下使用的要求。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种锌离子电池壳子，其由金属内壳和设置于该金属内壳表面的锌涂层构成，所述锌离子电池的正极为二氧化锰正极，所述锌涂层与电芯的锌负极连接使电池壳子作为电池负极。可以通过涂覆、电镀、蒸镀、化学镀或者磁控溅射在金属内壳上镀一层锌涂层，制备而成镀锌的电池壳。

一种锌离子可充电电池，它包括电池壳子，由二氧化锰正极、隔离膜和锌负极制作成的电芯，以及电解液，所述电池壳子采用上述的锌离子电池壳子，所述电池壳子的锌涂层与所述锌负极连接使电池壳子作为电池负极，所述电解液包含有锌离子或者锌离子和二价锰离子。具体制备方法如下：把二氧化锰正极、隔离膜和锌负极通过卷绕或叠片制作成电芯，把电芯放于镀锌壳子(上述的锌离子电池壳子)中，加入含有锌离子的水溶液作为电解液，把负极锌电极连接到镀锌壳子作为电池负极，把二氧化锰正极连接到盖子，作为电池正极，绝缘密封电池盖子和壳子，即可制得锌离子电池。

所述的锌离子电池壳子的形状可为圆柱型或者方型。

所述的金属内壳可为铜内壳、铝内壳、不绣钢内壳、钛内壳、镍内壳等任意金属内壳或者合金内壳。

所述的锌镀层主要由锌元素组成，在镀锌的过程中可加入其它元素改变锌镀层的性能。例如可以用含锌离子和铬金属离子的镀液，电镀锌铬合金镀层，或者在镀液中添加少量镍离子，电镀锌镍镀层。即，所述锌涂层为锌铬合金镀层或者锌镍镀层。

一种锌离子电池壳子的制造方法及基于其的可充电电池，所述二氧化锰由可容纳锌离子嵌入和脱出的锰的氧化物构成。

一种锌离子电池壳子的制造方法及基于其的可充电电池，其特征是所述二氧化锰正极可由二氧化锰和碳材料组成，所述碳材料是炭黑、碳纳米管、碳纤维粉末、石墨烯、多孔碳、泡沫碳、富勒烯、石墨片、石墨等。

一种锌离子可充电电池的制造方法，其特征是，包括如下步骤：

制造所述的锌离子电池电极；

将锌负极、电解液、隔离膜和正极封装于镀锌壳子中得到锌离子可充电电池。

一种锌离子可充电电池的制造方法，其特征是：所述电解液包含有锌离子或者锌离子和二价锰离子。

经实验证明，本实施例电池的容量高和稳定性能好。同时这种可充电电池还具有容量高、安全、环保、成本低廉等特点。可以预见这种电池可广泛应用于消费电子、电动车、通讯、航空航天和军事等领域。

【附图说明】

图1为一实施例锌离子电池壳子的结构示意图；

图2为另一实施例锌离子电池壳子的结构示意图。

【具体实施方式】

以下对实用新型的较佳实施例作进一步详细说明。

图1示出了一实施例锌离子电池壳子的结构，由图1可见，该锌离子电池壳子的形状为圆柱型。图2示出了另一实施例锌离子电池壳子的结构，由图2可见，该锌离子电池壳子的形状为方型。

实施例1：

把普通钢锻造成5号电池壳子，把该电池壳子通过电镀在其内外表面均匀镀一层200微米厚的纯锌镀层，把二氧化锰正极、隔离膜和锌箔剪裁成一定大小，卷绕而成电芯，该电芯使用长锌箔包住电芯，把电芯放入电池镀锌壳子中，让锌箔负极和镀锌层充分接触，镀锌壳子作为电池负极，加入1mol/LZnSO₄水溶液作为电解液，把二氧化锰正极焊接不锈钢箔作为极耳，极耳另一端焊到盖帽上，作为电极正极，加入密封圈，密封整个电池，即可制备容量在800mAh的5号电池1。同时，用普通钢作为电池壳子也可按照镀锌壳子制造非镀锌电池2，容量为800mAh。通过2月的循环，普通钢已被水系电解液腐蚀生锈，而容量降为400mAh，而镀锌电池1未生锈，并且容量仍为750mAh。

实施例2：

把金属铝锻造成长宽高分别为70、45和80毫米的壳子，壳子壁厚为5毫米，通过电镀在铝壳子上镀一层200微米厚的锌镍合金镀层，锌的含量为87％，镍的含量为13％，通过镀锌镍镀层，制得内芯为铝，外镀层为锌镍合金的壳子，该壳子可以利用金属铝的低廉价格和可塑性，同时利用锌镍镀层改善铝的耐腐蚀性和耐磨性，同时锌镀层可以为锌离子电池提供负极所需的锌元素。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种锌离子电池壳子，所述锌离子电池的正极为二氧化锰正极，其特征是：所述锌离子电池壳子由金属内壳和设置于该金属内壳表面的锌涂层构成，所述锌涂层与电芯的锌负极连接使电池壳子作为电池负极。

2.如权利要求1所述的锌离子电池壳子，其特征是：所述的锌离子电池壳子的形状为圆柱型或者方型。

3.如权利要求1或2所述的锌离子电池壳子，其特征是：所述的金属内壳为铜内壳、铝内壳、不锈钢内壳、钛内壳、镍内壳或者合金内壳。

4.如权利要求1所述的锌离子电池壳子，其特征是：所述锌涂层为锌铬合金镀层或者锌镍镀层。

5.一种锌离子可充电电池，包括电池壳子，由二氧化锰正极、隔离膜和锌负极制作成的电芯，以及电解液，其特征是：所述电池壳子采用权利要求1至4中任意一项所述的锌离子电池壳子，所述电池壳子的锌涂层与所述锌负极连接使电池壳子作为电池负极，所述电解液包含有锌离子。