CN2859832Y - 便携终端设备锌空气电池模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携终端设备锌空气电池模块，包括一方形结构的电池外壳体，在外壳内置有一只以上联在一起的小方形单体电池，在电池阴极壳体上有一个以上的空气透气孔，其上并置有隔膜；电池阳极壳体内置有稠状锌膏；阴极与阳极壳体之间有一层密封圈，用扣边和熔接的方法将两极组压在一起。外壳的封口方式采用热封成型或超声波熔接封口。在阴极组壳体空气透气孔处贴有封口纸。所述的阳极内填氢氧化钾增稠剂和缓蚀剂和锌粉调成的膏状物。

Description

便携终端设备锌空气电池模块

技术领域

本实用新型涉及一种便携终端设备锌空气电池模块。

背景技术

随着微电子和通讯事业迅速发展，人们生活水平日益提高，生活节奏的加快，终端设备配备量越来越大，这就意味着终端设备的电池用量也越来越大，而现通用的电池大多采用镍氢电池和锂离子电池，它们能量相对较低且不环保。

锌空气电池具有容量大，比能量高，放电性能稳定，原材料便宜易得，生产和使用过程均无环境污染等优点，是一种被国内外公认的面向21世纪的新型“绿色能源”。如何将其应用到终端设备上是亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种环保且易携带的便携终端设备锌空气电池模块。此电池模块可广泛应用于微电子、通讯和军用设备等领域，且能与市场同型号商品便携设备电池块互换，价格低、容量高，是一次性的锌—空；气电池模块。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案：一种便携终端设备锌空气电池模块，包括电池模块外壳体，在外壳体内置有一组相互联在一起的单体电池；所述的单体电池各具有空气阴极组和阳极组，两极组压合在一起，中心空腔内置有电解液，所述的空气阴极组最外为带空气孔的阴极外壳体，再由外至内是空气阴极壳体与阳极壳体，二者之间置有密封圈，阴极组与阳极组之间置有隔膜。

至少两只小方形单体电池串联或并联在一起或一组小方形单体电池串并联交互结合在一起。

所述的空气阴极组和阳极组两极组用扣边或熔接方法压在一起。

所述的外壳的封口方式采用热封成型或超声波熔接封口。

所述的阳极内填氢氧化钾增稠剂和锌粉调成的膏状物，亦可再填有缓蚀剂。

所述的阴极壳体是0.3mm镀镍JIS SPCEN-SB(SD)钢带冲压而成，或ABS、增强聚丙烯二者之一注塑而成。在正极壳体平面冲有直径为0.5-1.5mm按一定规则组成的透气孔若干个，所述阳极壳体可由0.3mm镀铜JISSPCEN-SB(SD)钢带冲压而成，也可以用ABS或增强聚丙烯注塑而成。

本实用新型技术方案所述便携终端设备锌空气电池模块的单体电池壳体可采用金属或塑料，金属壳体单体电池所用的方形密封圈由尼龙-1010或尼龙6627101R树脂注塑而成。塑料壳体的单体电池所用方形密封圈用尼龙-1010或尼龙6627101R树脂注塑而成，也可以用硅胶硫化而成。

本实用新型技术方案，在所述阴极组壳体空气透气孔处贴有封口纸。

本实用新型的优点是：

1、体积小性能高，当量体积和重量的放电容量大，是镍氢电池和锂离子电池5-10倍电容量。

2、携带、使用简便，且根据电器要求可将单体任意组合成电池模块。

3、阴极组憎水性好，减少电池漏碱，电池透气孔用封口纸封闭，防止电池在贮存中电性能下降，提高了电池的贮存寿命。

4、具有优良的安全和“绿色环保”性能。

5、耐冲击和震动。

附图说明

图1为本实用新型的单体电池结构示意图(主视)

图2为本实用新型的单体电池结构示意图(俯视)

具体实施方式

本实用新型便携终端设备锌空气电池模块包括一电池外壳体，在壳体内置有一组相互串或并联的单体电池，外壳的封口方式采用热封成型或超声波熔接封口。

所述的单体电池结构如图1、图2所示，各具有空气阴极组7和阳极组2，两极组用扣压或熔接方法压在一起，中心空腔内置有电解液3，所述的空气阴极最外为带有空气孔9的阴极外壳体4，阳极外壳体1(阳极没有空气孔)，阴极组与阳极组之间起隔离作用有维尼龙隔膜6，阳极组与空气阴极组封合处紧贴着密封圈5，空气阴极组外壳的空气透气空处贴有封口纸8，所述的密封圈可用尼龙—1010、尼龙6627101R树脂或硅胶。

所述的锌阳极用氢氧化钾增稠剂和锌粉适当比例混合调成膏状物，亦可加一定比例缓蚀剂，如氧化锌(ZnO)。

所述的空气阴极组是一种气体扩散电极，为氧在电液中还原或氢氧根离子的三相反应提供表面积大的催化基片。防水透气膜用乙炔黑与高分子塑料热压成形，催化层用炭和氧化物以及氟塑料混炼碾压而成，集流体为泡沫镍。

由以上部分装配而成方形单体电池，将若干只单体电池串或并联连接装入相应的配套塑料外壳内即组成便携终端设备锌空气电池模块。

本实用新型用于便携终端设备锌空气电池模块单体电池阴极的空气扩散层，防水透气膜和催化层部分所占的体积比同类型电池的阴极部分所占体积小，多余部分可以充填更多的锌阳极。因此，与同体积的电池比较，可以得到更大的电容量。作为阴极活性物质的空气孔进入电池内部，通过空气扩散层、防水透气膜，催化层供给空气阴极，在空气阴极中形成的气、液、固三相界进行放电反应。在电池中使用空气扩散层目的是向空气阴极均匀全面地供给氧气。防水透气膜是防止通过空气阴极电解液漏出电池外。空气阴极壳面的空气孔可用封口纸封闭，其作用防止电池在贮存中电池性能下降，使用时再打开。

上述用于便携终端设备锌空气电池模块单体电池工作原理：

(1)空气阴极反应实质：在单体电池中，空气阴极的氧被电化学还原为氢氧离子

                  

(2)金属阳极反应实质：在单体电池中，锌电极中锌在碱性溶液中产生氧化锌：

                  

在过量的碱中，形成可溶性的锌酸根离子

电解液：KOH采用d＝1.30～1.45且加缓蚀剂ZnO的含水电解液——KOH电解液。

①空气阴极的制造：

空气阴极制作运用电化学技术，电催化技术，膜分离等技术，采用新材料和先进的科学技术手段。

空气阴极：透气膜、泡沫镍、集流体和催化膜片一体制成，透气膜需要一定的弹性和强度，否则电池组装后透气膜易破损和漏液。导电材料与粘接剂的比例直接影响电池透气性能和电性能。催化膜主要作用是吸附和催化氧气，催化膜的催化性能较好且较经济。催化膜用催化材料和有机粘接剂混合碾成型，催化材料与有机粘接剂比例要适当，催化膜厚度一般控制在0.16～0.2mm为佳，将透气膜、集流与催化膜压热一体备用，上述空气阴极的制造，达到极好使用效果。

②锌阳极的制造

锌阳极主要由锌粉、稠化剂、缓蚀剂和含有氧化锌的KOH溶液组成。锌阳极由适当比例搅拌成凝胶物，此阳极不含汞等有毒有害物质对环境无污染。

③电池的组装

选用ABS或增强聚丙烯注塑电池模块的外壳，外壳上部和两侧按一定比例开有2～3.0mm若干个空气孔，依据不同型号电器，将单体电池串或并联连接置于外壳中，采用热合成型或超声波熔接成型。

本实用新型便携终端设备锌空气电池模块，具有比能量高，其容量是同体积容量镍氢电池、锂离子电池5-10倍。

本实用新型便携终端设备锌空气电池模块，工艺简单可靠，结构设计合理，成本低、适合批量生产。

本实用新型便携终端设备锌空气电池模块，可任意用于不同型号的移动终端设备上，具有重要的经济和社会效益。

Claims (10)

1、一种便携终端设备锌空气电池模块，包括电池模块外壳体，其特征在于：在外壳体内置有一组相互联在一起的单体电池；所述的单体电池各具有空气阴极组和阳极组，两极组压合在一起，中心空腔内置有电解液，所述的空气阴极组最外为带空气孔的阴极外壳体，再由外至内是空气阴极壳体与阳极壳体，二者之间置有密封圈，阴极组与阳极组之间置有隔膜。

2、根据权利要求1所述的便携终端设备锌空气电池模块，其特征在于：至少两只小方形单体电池串联或并联在一起。

3、根据权利要求1所述的便携终端设备锌空气电池模块，其特征在于：所述的两极组用扣边或熔接方法压在一起。

4、根据权利要求1所述的便携终端设备锌空气电池模块，其特征在于：所述的一组小方形单体电池串并联交互结合在一起。

5、根据权利要求1所述的便携终端设备锌空气电池模块，其特征在于：所述的外壳的封口方式采用热封成型或超声波熔接封口。

6、根据权利要求1所述的便携终端设备锌空气电池模块，其特征在于：在阴极组壳体空气透气孔处贴有封口纸。

7、根据权利要求1所述的便携终端设备锌空气电池模块，其特征在于：所述的阳极内填氢氧化钾增稠剂和锌粉调成的膏状物。

8、根据权利要求7所述的便携终端设备锌空气电池模块，其特征在于：所述的阳极内还填有缓蚀剂。

9、根据权利要求1所述的便携终端设备锌空气电池模块，其特征在于：所述的阴极壳体是0.3mm镀镍JIS SPCEN-SB(SD)钢带冲压而成，或ABS、增强聚丙烯二者之一注塑而成；所述阳极壳体是0.3mm镀铜JIS SPCEN-SB(SD)钢带冲压而成，或ABS、增强聚丙烯二者之一注塑而成。

10、根据权利要求1所述的便携终端设备锌空气电池模块，其特征在于：所述的小方形单体电池的壳体为金属或塑料壳体，阴阳间隔所用方形密封圈为尼龙-1010或尼龙6627101R树脂注塑而成，亦或为硅胶硫化而成。

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