CN205159452U - 新一代双电解液锌二次电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种新一代双电解液锌二次电池，包括阳极板、阴极板以及电解液，所述电解液包括阳极电解液、阴极电解液，所述阳极电解液与阳极板接触，所述阴极电解液与阴极板接触，所述阳极电解液与阴极电解液之间设置有离子交换膜，所述阳极板为锌板，所述阴极板为钴酸锂极片，所述阳极电解液为呈酸性的可溶性锌盐溶液，所述阴极电解液为呈碱性的可溶性锂盐溶液，本实用新型采用钴酸锂极片代替了现有技术中易被毒化的镍电极，不仅解决了正极材料毒化问题，而且两种电解液可分别独立进行调节，有利于电池阴、阳极的电化学反应同时达到最佳状态，显著提高其电化学性能，使锌二次电池具有循环使用寿命长等优点。

Description

新一代双电解液锌二次电池
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种新一代双电解液锌二次电池。
背景技术
电池(Battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。
二次电池，又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质恢复而继续使用的电池，在二次电池负极材料的选择上，锌具有非常可观的应用前景。然而目前市场上，水系锌二次电池的产品非常单一，锌镍二次电池是应用最为广泛的锌二次电池，但是该电池的正极(镍电极)在使用过程容易发生被毒化的现象：电池充电过程中，锌电极上生成的锌酸盐可通过隔膜进入镍电极并沉淀为氧化锌，放电过程中沉淀的氧化锌会溶解，然而，由于氧化锌自身的过饱和作用和陈化作用，导致镍电极微孔中的液相传质通道易被生成的难容氧化锌阻塞，导致电池的效率不断下降，最终导致失效的后果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足提供一种新一代双电解液锌二次电池，不仅彻底解决了现有锌镍二次电池中正极材料的毒化问题，而且两种电解液可分别独立进行调节，有利于电池阴、阳极的电化学反应同时达到最佳状态，显著提高其电化学性能，使锌二次电池具有循环使用寿命长等优点。
本实用新型通过以下技术方案实现该目的：
新一代双电解液锌二次电池，包括阳极板、阴极板以及电解液，所述电解液包括阳极电解液、阴极电解液，所述阳极电解液与阳极板接触，所述阴极电解液与阴极板接触，所述阳极电解液与阴极电解液之间设置有离子交换膜，所述阳极板为锌板，所述阴极板为钴酸锂极片，所述阳极电解液为呈酸性的可溶性锌盐溶液，所述阴极电解液为呈碱性的可溶性锂盐溶液。
作为优选的，所述可溶性锌盐溶液为氯化锌溶液、硫酸锌溶液或硝酸锌溶液中的任意一种两种以上的混合液。
其中，所述可溶性锌盐溶液的pH值通过酸液进行调节，所述酸液为盐酸、硫酸或硝酸中的任意一种。
其中，所述可溶性锌盐溶液的浓度为1～5mol/L。
其中，所述可溶性锌盐溶液的pH值为1～7。
作为优选的，所述可溶性锌盐溶液的pH值为4。
作为优选的，所述可溶性锂盐溶液为氯化锂溶液、硫酸锂溶液或硝酸锂溶液中的任意一种两种以上的混合液。
其中，所述可溶性锂盐溶液的pH值通过碱液进行调节，所述碱液为氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾中的任意一种。
其中，所述可溶性锂盐溶液的浓度为1～3mol/L。
其中，所述可溶性锂盐溶液的pH值为7～14。
作为优选的，所述可溶性锂盐溶液的pH值为10。
相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：本实用新型的新一代双电解液锌二次电池，包括阳极板、阴极板以及电解液，所述电解液包括阳极电解液、阴极电解液，所述阳极电解液与阳极板接触，所述阴极电解液与阴极板接触，所述阳极电解液与阴极电解液之间设置有离子交换膜，所述阳极板为锌板，所述阴极板为钴酸锂极片，所述阳极电解液为可溶性锌盐溶液，所述阴极电解液为可溶性锂盐溶液，本实用新型采用钴酸锂极片代替了现有技术中易被毒化的镍电极，不仅彻底解决了现有锌镍二次电池中正极材料的毒化问题，而且两种电解液可分别独立进行调节，有利于电池阴、阳极的电化学反应同时达到最佳状态，显著提高其电化学性能，使锌二次电池具有循环使用寿命长等优点。
附图说明
图1为本实用新型的新一代双电解液锌二次电池的结构示意图。
图中：1-阳极板，2-阴极板，3-阳极电解液，4-阴极电解液，5-离子交换膜。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。
实施例1。
如图1所示，本实施例的新一代双电解液锌二次电池，包括阳极板1、阴极板2以及电解液，所述电解液包括阳极电解液3、阴极电解液4，所述阳极电解液3与阳极板1接触，所述阴极电解液4与阴极板2接触，所述阳极电解液3与阴极电解液4之间设置有离子交换膜5，所述阳极板1为锌板，所述阴极板2为钴酸锂极片，所述阳极电解液3为氯化锌溶液，所述阴极电解液4为氯化锂溶液。
其中，所述氯化锌溶液的浓度为5mol/L。
作为优选的，所述氯化锌溶液的pH值为4。
其中，所述氯化锂溶液的浓度为2mol/L。
作为优选的，所述氯化锂溶液的pH值为10。
其中，所述离子交换膜5为阴离子交换膜。
本实施例的新一代双电解液锌二次电池的工作原理：
电池放电过程中，锌被氧化成锌离子释放电子，锌离子进入氯化锌溶液，同时，电子通过外电路到达正极，参与氯化锂溶液中的锂离子嵌入钴酸锂的过程，为了维持电荷平衡，氯化锂中的氯离子向氯化锌溶液中定向迁移；电池在充电过程中，外电路提供电子给锌板，氯化锌溶液中的锌离子在锌板表面得到电子，被还原成锌，沉积在锌板上，同时，锂离子从钴酸锂中脱出，进入氯化锂溶液，为了维持电荷平衡，氯化锌溶液中的氯离子向氯化锂溶液定向迁移。
实施例2。
本实施例的新一代双电解液锌二次电池，包括阳极板1、阴极板2以及电解液，所述电解液包括阳极电解液3、阴极电解液4，所述阳极电解液3与阳极板1接触，所述阴极电解液4与阴极板2接触，所述阳极电解液3与阴极电解液4之间设置有离子交换膜5，所述阳极板1为锌板，所述阴极板2为钴酸锂极片，所述阳极电解液3为硫酸锌溶液，所述阴极电解液4为硫酸锂溶液。
其中，所述硫酸锌溶液的浓度为2mol/L。
其中，所述硫酸锌溶液的pH值为1。
其中，所述硫酸锂溶的浓度为1mol/L。
其中，所述硫酸锂溶的pH值为7。
本实施例的其它技术特征同实施例1，在此不再进行赘述。
实施例3。
本实施例的新一代双电解液锌二次电池，包括阳极板1、阴极板2以及电解液，所述电解液包括阳极电解液3、阴极电解液4，所述阳极电解液3与阳极板1接触，所述阴极电解液4与阴极板2接触，所述阳极电解液3与阴极电解液4之间设置有离子交换膜5，所述阳极板1为锌板，所述阴极板2为钴酸锂极片，所述阳极电解液3为硝酸锌溶液，所述阴极电解液4为硝酸锂溶液。
其中，所述硝酸锌溶液的浓度为1mol/L。
其中，所述硝酸锌溶液的pH值为7。
其中，所述硝酸锂溶液的浓度为3mol/L。
其中，所述硝酸锂溶液的pH值为14。
本实施例的其它技术特征同实施例1，在此不再进行赘述。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.新一代双电解液锌二次电池，包括阳极板、阴极板以及电解液，其特征在于：所述电解液包括阳极电解液、阴极电解液，所述阳极电解液与阳极板接触，所述阴极电解液与阴极板接触，所述阳极电解液与阴极电解液之间设置有离子交换膜，所述阳极板为锌板，所述阴极板为钴酸锂极片，所述阳极电解液为呈酸性的可溶性锌盐溶液，所述阴极电解液为呈碱性的可溶性锂盐溶液。
2.根据权利要求1所述的新一代双电解液锌二次电池，其特征在于：所述可溶性锌盐溶液为氯化锌溶液、硫酸锌溶液或硝酸锌溶液中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的新一代双电解液锌二次电池，其特征在于：所述可溶性锌盐溶液的浓度为1～5mol/L。
4.根据权利要求2所述的新一代双电解液锌二次电池，其特征在于：所述可溶性锌盐溶液的pH值为1～7。
5.根据权利要求4所述的新一代双电解液锌二次电池，其特征在于：所述可溶性锌盐溶液的pH值为4。
6.根据权利要求1所述的新一代双电解液锌二次电池，其特征在于：所述可溶性锂盐溶液为氯化锂溶液、硫酸锂溶液或硝酸锂溶液中的任意一种。
7.根据权利要求6所述的新一代双电解液锌二次电池，其特征在于：所述可溶性锂盐溶液的浓度为1～3mol/L。
8.根据权利要求6所述的新一代双电解液锌二次电池，其特征在于：所述可溶性锂盐溶液的pH值为7～14。
9.根据权利要求8所述的新一代双电解液锌二次电池，其特征在于：所述可溶性锂盐溶液的pH值为10。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的新一代双电解液锌二次电池，其特征在于：所述离子交换膜为阴离子交换膜。
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