CN2692850Y - 超长延时免充式通讯备用电源 - Google Patents

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周利民
刘伟春
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Beijing AVIC Changli Energy and Technology Co.,Ltd.
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本实用新型公开了一种超长延时免充式通讯备用电源，包括一电池箱壳体，在箱壳体内置有一组单元电池，各单元电池电解槽内两纵侧至少一侧插立空气电极，电解槽内盛有电解液，电解液中插有锌电极板，锌电极板接负引出线，空气电极接正引出线，各单元电池间开有气道；所述的锌电极板为陶瓷压制成的锌板。其空气阴极放电电流密度大，正常＞200cm2；压制的锌阳极板，层层反应，节约电解液；自放电非常小，月自放电0.2～0.5％；空气阴极寿命提高，达到400个循环；解决了电池二次还原。

Description

超长延时免充式通讯备用电源
技术领域
本实用新型涉及一种超长延时免充式通讯备用电源。
背景技术
现诸如：镉—镍、铁—镍、锌—镍、镍—氢、锌—锰、锂离子电池等，其中大多数电池由于重量比能量低、体积比能量低，且还原性差而难以满足通讯电池用，虽然以铅酸电池为电源的通讯备用电源不对大气造成污染，但由于电池的二次还原性差，无法解决电池的二次污染(目前国内尚无解决废旧铅酸电池的处理好方法)，仍存在较为严重的污染问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种环保性好且重量比能量高、体积比能量高的超长延时免充式通讯备用电源。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：一种超长延时免充式通讯备用电源，包括一电池箱壳体，在箱壳体内置有一组单元电池，各单元电池电解槽内两纵侧至少一侧插立空气电极，电解槽内盛有电解液，电解液中插有锌电极板，锌电极板接负引出线，空气电极接正引出线，各相邻单元电池间开有气道且异极电极相互电连通。
所述的电解液为KOH电解液。
所述的锌电极板为陶瓷压制成的锌板。
本实用新型的优点是：
1.空气阴极放电电流密度大，正常＞200mcm2；
2.压制的锌阳极板，层层反应，节约电解液；
3.自放电非常小，月自放电0.2～0.5％；
4.空气阴极寿命提高，达到400个循环；
5.解决了电池二次还原。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图
图2为本实用新型单元电池结构示意图
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型超长延时免充式通讯备用电源包括一电池箱壳体1，在箱壳体内置有一组单元电池2，各单元电池槽内两纵侧至少一侧插立空气电极201，电槽内盛有电解液203，电解液中插有锌电极板202，锌电极板接负引出线3，空气电极接正引出线4，各相邻单元电池间开有气道5且异极电极相互电连通。
在空气电池箱本体的上方可覆盖绝缘板6，各***电解液中的锌电极板与上整体联置或分体活性联接。
所述的锌电极板为陶瓷压制成的锌板；亦可在陶瓷压制成的锌板中添加合金及添加剂。
上述超长延时免充式通讯备用电源设计基于的原理：
(1)空气阴极反应实质：在单元电池中，空气电极中的氧被电化学还原为氢氧根离子：
(2)金属阳极反应实质：在单元电池中，锌电极中的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
反应结果：
a、金属锌与电解液KOH接触比较稳定；
b、锌的电化当量提高；
c、重量比能量达到300Wh/kg或更高；
d、体积比能量达到600h/L或更高。
(3)电解液：
空气阴极使电解液直接与空气接触，一般采用含水的电解液。碱性和酸性电解液均有缺点。碱性电解液会被空气中二氧化碳污染，在潮湿空气中表面有H2O生成。酸性电解液会与低廉的催化剂作用使之腐蚀，同时也腐蚀空气阴极的集流体。实际上，可允许碱性电解液的缺点，采用比重d＝1.30～1.40的含水电解液-KOH电解液。
(4)锌阳极的二次还原反应
锌-空气电池放电过程中产生Zn(OH)2和K2ZnO2的ZnO，经如下过程还原成纯锌：
反应结果：a、锌离子还原成锌分子；
b、锌在经过特殊处理重新装入电池使用；
c、碱液得到二次更新、重复使用。
①空气阴极的制造：
气体扩散电极制造运用催化技术、电化学技术、膜分离技术，动态化学物理研究等技术，采用最新材料和先进科学的技术手段、使空气阴极达到如下技术要求：
a、 离子速度快；
b、极板孔径、孔隙率高，且分布均匀；
c、采用电子导体导流网；
d、放电电流密度达到300mA/cm2以上；
e、极板能耐CO2和潮湿气体腐蚀；
f、循环寿命＞200次以上
上述空气阴极的制造，使超长延时免充式通讯备用电源锌—空气电池克服了以往现有电池的不足，达到较为满意的使用效果。
②锌阳极的制造
超长延时免充式通讯备用电源锌-空气电池的锌阳极制造关系到电池的放电能力和自放电的控制，同时也直接关系到超长延时免充式通讯备用电源锌-空气电池的二次回收与再利用。锌阳极的制造采用以下工艺条件：
a、压制成陶瓷锌板、密度适中；
b、孔径大、孔隙率高、比表面积大；
c、添加添加剂，控制自放电，使其保持每月＜0.5％的衰减率。
d、放电电流密度高，达到＞1A/cm2
本实用新型超长延时免充式通讯备用电源是利用空气作为正极，活性物质金属锌为负极材料的一种新型能源，使电池的连续放电时间及使用寿命大为提高，并且供电期间无需充电，不依赖交流市电；采用的锌电极压制成金属陶瓷锌电极，放电能力强，自放电率低；并且锌粉可以电解还原，减少锌板极化，故而能简单方便、低成本地进行二次还原和再利用。
据有关资料统计，全球锌的储量仅次于铁。因此，锌以其丰富的存储量及低廉的价格使超长延时免充式通讯备用电源制造成本和使用成本大大降低。超长延时免充式通讯备用电源在使用的正常循环中没有有害气体、液体和固体产生和释放，其唯一消耗和释放的只有氧气，而氧气又是空气中大量存在的，是生命存在的重要构件。所以，超长延时免充式通讯备用电源电池使这一能源体系具有真正意义上零排放的环保特性。
在电池体积相同的情况下，本实用新型超长延时免充式通讯备用电源电池比能量高，是铅酸电池4-5倍，24伏电池续行里程大于180公里，36伏电池续行里程大于240公里。

Claims (7)

1、一种超长延时免充式通讯备用电源，包括一电池箱壳体，其特征在于：在箱壳体内置有一组单元电池，各单元电池槽内两纵侧至少一侧插立空气电极，电池槽内盛有电解液，电解液中插有锌电极板，锌电极板接负引出线，空气电极接正引出线，各相邻单元电池间开有气道且异极电极相互电连通。
2、根据权利要求1所述的超长延时免充式通讯备用电源，其特征在于：在空气电池箱本体的上方覆盖绝缘板，各***电解液中的锌电极板与绝缘板上独立联接，绝缘板的上面一端有负引出线端子，另一端有正引出线端子。
3、根据权利要求1所述的超长延时免充式通讯备用电源，其特征在于：所述的电解液为KOH电解液。
4、根据权利要求1所述的超长延时免充式通讯备用电源，其特征在于：所述的各***电解液中的锌电极板与绝缘板上整体联置。
5、根据权利要求1所述的超长延时免充式通讯备用电源，其特征在于：所述的各***电解液中的锌电极板与绝缘板上分体活性独立联接。
6、根据权利要求1所述的超长延时免充式通讯备用电源，其特征在于：所述的锌电极板为陶瓷压制成的锌板。
7、根据权利要求6所述的超长延时免充式通讯备用电源，其特征在于：所述的陶瓷压制成的锌板中添加合金及添加剂。
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