CN217035795U - 一种新型锌空电池装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型锌空电池装置，其结构特征是：锌空电池装置为一个长方体装置，长方体装置内侧整个内部包裹了一层防水透气膜，防水透气膜内层包裹了一层气凝胶膜，气凝胶膜内置有极耳、第一正极片、负极片、第二正极片和电解液；其中气凝胶膜通过焊接点分别和左侧的第一正极片和右侧的第二正极片连接，气凝胶膜附着于第一正极片和第二正极片上；负极片位于长方体装置中央，设置在第一正极片和第二正极片之间。本实用新型的优点是：锌空电池保障氢氧化钾强电解质溶液不与空气中的二氧化碳反应，解决了防水透气孔被碳酸盐晶体堵塞的问题；空气透过气凝胶膜时大部分二氧化碳被其吸收。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电化学领域，尤其涉及一种新型锌空电池装置。
背景技术
从广义上讲锌空电池是用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质，以锌为负极，以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。但目前所使用的锌空电池受部分技术原因及产业生产没有达成规模化，故而锌空气电池一直只作为一个概念，实际应用较少。综上所述现在技术所存在的问题是难以从各种维度延长锌空电池的寿命及提高锌空电池的效率。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种新型锌空电池装置，能有效延长锌空电池寿命及提高其效率的设计，该设计能够保障通入的空气中绝大部分二氧化碳被气凝胶所吸收，进一步地减少二氧化碳与氢氧化钾强碱电解质反应产生碳酸盐晶体，堵塞空气进入口，从而提高锌空气电池的寿命和效率。
本实用新型采用的技术方案如下：一种新型锌空电池装置，主要由入气口、极耳、气凝胶膜、第一正极片、负极片、第二正极片、防水透气膜、电解液和外壳组成，其特征在于：锌空电池装置为一个长方体装置，在长方体装置最外层由金属镍材料组成的外壳，外壳顶端左侧位置开设有一个入气口，外壳内侧整个内部包裹了一层防水透气膜，防水透气膜内层包裹了一层气凝胶膜，气凝胶膜内置有极耳、第一正极片、负极片、第二正极片和电解液；其中气凝胶膜通过焊接点分别和左侧的第一正极片和右侧的第二正极片连接，气凝胶膜附着于第一正极片和第二正极片上；负极片位于长方体装置中央，设置在第一正极片和第二正极片之间，在第一正极片、第二正极片和负极片之间存在电解液，负极片连接极耳，极耳正上方设有入气口。
进一步的，所述长方体装置的外壳下端分别开有二个开口，分为左侧开口和右侧开口，左侧开口为电解液入口，右侧开口为电解液出口，且电解液入口和电解液出口穿过防水透气膜和气凝胶膜，直接与电解液接触，电解液入口和电解液出口有塞子可塞住。电解液进出口用以更换电解液，提高电池寿命。
进一步的，气凝胶膜为复合聚酰亚胺/ZIF-8复合气凝胶膜，该气凝胶膜，可以吸收二氧化碳，防止二氧化碳进入电池内部反应形成碳酸盐等物质，使得电池寿命可以延长。
进一步的，防水透气膜采用纯聚四氟乙烯(PTFE)膜，可阻止电解液的渗出，且保证空气的进入。防水透气膜覆盖在气凝胶膜之上。
进一步的，入气口开在防水透气膜上侧，无直接接触。
进一步的，第一正极片和第二正极片分别由碳板制成，碳板做空气阴极；负极片由锌板制成，锌板为阳极。
进一步的，所述电解液为KOH溶液。
本实用新型的优点是：(1)本装置吸收二氧化碳很大程度地延长了锌空气电池的寿命。利用气凝胶膜使空气可以进入但是二氧化碳被吸收，氧气进入锌空气电池内部，使二氧化碳浓度极大降低。同时该气凝胶膜可更换，达到锌空电池重复利用，降低成本，减少损失的目的。此外，气凝胶吸收二氧化碳有效防止空气透气空堵塞，保持其流通性，使氧气高效进入锌空气电池内部，被碳板吸附，从而溶解在电解液中，进而提升其效率；(2)锌空电池保障氢氧化钾强电解质溶液不与空气中的二氧化碳反应，解决了防水透气孔被碳酸盐晶体堵塞的问题；(3)空气透过聚酰亚胺/ZIF-8复合气凝胶膜时大部分二氧化碳被其吸收，随后空气进入KOH强碱性电解质溶液不易发生碳酸化反应，利用聚酰亚胺/ZIF-8复合气凝胶膜对二氧化碳的高效捕捉率来减缓二氧化碳进入电池内部产生碳酸结晶堵塞空气入口，以此达到提高锌空电池的效率以及延伸其寿命的目的，减少材料损失。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
在图中，入气口1，极耳2，气凝胶膜3，第一正极片4，负极片5，第二正极片6，防水透气膜7，电解液8，外壳9，焊接点10，电解液入口11，电解液出口12。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型装置的结构做详细的描述。
如图1所示，一种新型锌空电池装置，主要由入气口1、极耳2、气凝胶膜3、第一正极片4、负极片5、第二正极片6、防水透气膜7、电解液8和外壳9组成，其特征在于：锌空电池装置为一个长方体装置，在长方体装置最外层9由金属镍材料组成的外壳，外壳顶端左侧位置开设有一个入气口1，外壳9内侧整个内部包裹了一层防水透气膜7，防水透气膜7内层包裹了一层气凝胶膜3，气凝胶膜3内置有极耳2、第一正极片4、负极片5、第二正极片6和电解液8；其中气凝胶膜3通过焊接点10分别和左侧的第一正极片4和右侧的第二正极片6连接，气凝胶膜3附着于第一正极片4和第二正极片6上；负极片5位于长方体装置中央，设置在第一正极片4和第二正极片6之间，在第一正极片4、第二正极片6和负极片5之间存在电解液8，极耳2连接负极片5，所述长方体装置的外壳下端分别开有二个开口，分为左侧开口和右侧开口，左侧开口为电解液入口11，右侧开口为电解液出口12。电解液进出口用以更换电解液，提高电池寿命。
本实用新型的目的是为了解决二氧化碳气体进入锌空气电池造成电池寿命的缩短问题，将聚酰亚胺/ZIF-8复合气凝胶覆盖在防水透气膜上防止二氧化碳进入锌空气电池内部使KOH强碱性电解质溶液碳酸化，从而延长锌空电池的寿命。使用锌空电池时，气凝胶膜将入口处空气中的大部分二氧化碳吸收。然后气体经过防水透气膜进入锌空电池内部进行反应。该新型锌空电池装置通过气凝胶膜除去空气中的二氧化碳，防止二氧化碳进入锌空电池内部与KOH强碱电解质溶液反应，将电解质碳酸化，堵塞防水透气膜，从而延长锌空电池的寿命，提高锌空电池的效率。
本实用新型装置的使用方式是：通过以空气从入气口1处到达电池内部，经过极耳2，连接防水透气膜7，防水透气膜7包裹在气凝胶膜3之上，通过防水透气膜7阻断电解液8向外涌，并且能使空气进入，再利用气凝胶膜3吸收空气中的二氧化碳，允许氧气等气体进入电池内部进行反应。通过焊接点10焊接气凝胶膜3和第一正极片7碳板。使气体在进入到第一正极片7碳板上进行反应，第一正极片7连接的是负极片8芯片，中间存有电解液溶液，可供电池电极反应，再连接第二正极片9碳板。中间填有轻氧化钾电解液8，以保证电池正常运行。本装置还设有电解液进入口11和电解液出口12，可以更换电解液，使电池更长久使用。
新型锌空电池装置底部有两电解液出入口，在装置左右两侧分别覆盖防水透气膜，在防水透气膜上再覆盖一层聚酰亚胺/ZIF-8复合气凝胶膜。在锌空电池内部有两块碳板紧贴防水透气膜，电池内部KOH强电解质溶液充满电池内部2/3-3/4左右，锌板在电池内部正中央。
作为优选实例，电池外壳选用镍金属外壳。
作为优选实例，电解液选用KOH强碱性电解液。
作为优选实例，阴极选用活性碳板。
作为优选实例，阳极选用金属锌板。
作为优选实例，防水透气膜采用纯聚四氟乙烯(PTFE)膜。
作为优选实例，防水透气膜外部选用气凝胶膜覆盖。
本实用新型装置的工作原理为:使用锌空电池时，空气从气凝胶膜穿过除去空气中的大部分二氧化碳，然后气体经过防水透气膜进入锌空电池内部进行反应。该新型锌空电池装置通过气凝胶膜除去空气中的二氧化碳，防止二氧化碳进入锌空电池内部与KOH强碱电解质溶液反应，将电解质碳酸化，堵塞防水透气膜，从而延长锌空电池的寿命，提高锌空电池的效率。
以上所述仅是对本实用新型收集装置的较佳实施例而已，并非对本实用型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实施对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化和修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种新型锌空电池装置，主要由入气口、极耳、气凝胶膜、第一正极片、负极片、第二正极片、防水透气膜、电解液和外壳组成，其特征在于：锌空电池装置为一个长方体装置，在长方体装置最外层由金属镍材料组成的外壳，外壳顶端左侧位置开设有一个入气口，外壳内侧整个内部包裹了一层防水透气膜，防水透气膜内层包裹了一层气凝胶膜，气凝胶膜内置有极耳、第一正极片、负极片、第二正极片和电解液；其中气凝胶膜通过焊接点分别和左侧的第一正极片和右侧的第二正极片连接，气凝胶膜附着于第一正极片和第二正极片上；负极片位于长方体装置中央，设置在第一正极片和第二正极片之间，在第一正极片、第二正极片和负极片之间存在电解液，负极片连接极耳，极耳正上方设有入气口。
2.根据权利要求1所述的一种新型锌空电池装置，其特征在于：所述长方体装置的外壳下端分别开有二个开口，分为左侧开口和右侧开口，左侧开口为电解液入口，右侧开口为电解液出口，且电解液入口和电解液出口穿过防水透气膜和气凝胶膜，直接与电解液接触，电解液入口和电解液出口有塞子可塞住。
3.根据权利要求1所述的一种新型锌空电池装置，其特征在于：气凝胶膜为复合聚酰亚胺/ZIF-8复合气凝胶膜。
4.根据权利要求1所述的一种新型锌空电池装置，其特征在于：防水透气膜采用纯聚四氟乙烯膜。
5.根据权利要求1所述的一种新型锌空电池装置，其特征在于：第一正极片和第二正极片分别由碳板制成，碳板做空气阴极；负极片由锌板制成，锌板为阳极。
6.根据权利要求1所述的一种新型锌空电池装置，其特征在于：所述电解液为KOH溶液。
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| CN202220751941.9U CN217035795U (zh) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 一种新型锌空电池装置 |
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| CN (1) | CN217035795U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116111244A (zh) * | 2023-04-10 | 2023-05-12 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置以及用电装置 |
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2022
- 2022-03-31 CN CN202220751941.9U patent/CN217035795U/zh active Active
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