CN2884553Y - 一种用于移动电话的锌－空气电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于移动电话的锌—空气电池，包括一电池外壳体，在壳体内置有一组相互串联的单体电池；所述的单体电池各具一分别带有正、负引出线的空气阴极组和阳极组，两极组用熔接方法压在一起，中心空腔内置有电解液；所述的空气阴极组最外为带有空气孔的阴极外壳体，再由外至内依次置有空气扩散层、防水透气膜和催化膜片。所述的阳极组和空气阴极组封合处设有密封圈，以硅胶密封圈为佳。

Description

一种用于移动电话的锌—空气电池

技术领域

本实用新型涉及一种用于移动电话的锌—空气电池。

背景技术

现在通用的于电池，能量低且污染环境。而作为面向21世纪的新型能源——“锌空气电池”则无害而价低，其容量大、能量高、工作电压平稳、使用寿命长、原材料丰富、价格合理，其中锌是“阳极”活性物质，氧为“阴极”活性物质，因此无须传统电池中铅、汞、镉、镍等化学元素。这就降低了成本，也解决了污染问题。且由于空气中的氧气随时可取，又不占用电池空间，因此在相同体积、重量之下，这种全新的锌空气电池可以储存更多的反应原料，与传统电池相比，它的能量更高、成本更低、使用期可以更长。

随着通讯事业的发展，移动电话的问世，为移动电话锌一空气拓展一块潜力巨大市场。随着人们生活水平的提高，生活节奏的加快，以及消费观念的更新，简便、实用、安全的消费品逐渐被人们所认识。而每天为移动电话电池充电的人们来说成为了一件厌倦的事情，而对于一些经常出差、郊外旅游和野外作业的人群，更渴望有一种低价位使用长的一次性移动电话备用电池。而锌空气电池具备以上的要求，随之一次性移动电话锌一空气电池就应运而生。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高比能量且易携带的用于移动电话的锌—空气电池。

为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：一种用于移动电话的锌---空气电池，包括一电池外壳体，在壳体内置有一组相互串联的单体电池；所述的单体电池各具一分别带有正、负引出线的空气阴极组和阳极组，两极组用熔接方法压在一起，中心空腔内置有电解液；所述的空气阴极组最外为带有空气孔的阴极外壳体，再由外至内依次置有空气扩散层、防水透气膜和催化膜片。

所述的阳极组和空气阴极组封合处设有密封圈，以硅胶密封圈为佳。

亦可在阴极组外壳体的空气孔处贴有封口纸。

所述的电解液可为KOH增稠剂和锌粉混合调成的膏状物。

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.憎水性能好，减少电池漏碱，电池透气孔用封口纸封闭，防止电池在存储中电性能下降，提高了电池的贮存寿命。

3.具优良的贮存性能及良好的安全性能。

4.绿色环保。

5.耐冲击、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

本实用新型用于移动电话的锌一空气电池，包括一电池外壳体，在壳体内置有一组相互串联的单体电池1；所述的单体电池1结构如图1、图2所示，各具一分别带有正、负引出线6、8的空气阴极组和阳极组，两极组用熔接方法压在一起，中心空腔内置有电解液9；所述的空气阴极组最外为带有空气孔13的阴极外壳体10，再由外至内依次置有空气扩散层2、防水透气膜3和催化层片4，在催化层片4与电解液9间置有隔膜5。

所述的阳极组和空气阴极组封合处设有密封圈，以硅胶密封圈为佳。

亦可在氧气阴极组外壳体的空气孔处贴有封口纸。

所述的锌阳极可以KOH增稠剂和锌粉适当比例混合调成的膏状物，亦可加一定比例缓蚀剂。

上述的空气阴极组是一种气体扩散电极，为氧在电液中还原成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型。催化膜片4用炭和氧化物以及氟塑料混容碾压而成。在正、负引出线6、8上有镍网集流体。阴极外壳体10可为ABS塑料。隔膜5采用维尼龙膜。

由以上部分装配而成方形单体电池，这种结构的电池容量达到8000mAh。

将四只单电串联连接，装入相应的配套塑料外壳内，即组成移动电话电池块。

本实用新型用于移动电话锌一空气体电池空气阴极的空气扩散层、防水透气膜和催化层片部分所占的体积比其同类型电池的正极部分所占体积小，多余部分可以充填更多的锌负极。因此，与同体积的电池比较，可以得到更大的电容量。作为正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、催化膜片供给空气阴极。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。

上述用于移动电话锌一空气电池设计基于原理：

(1)空气阴极反应实质：在单体电池中，锌电极中的锌在碱溶液中产生氧化锌：Zn+2OH^-＝ZnO+2e+H₂O

(2)在过量的碱中，形成可溶性的锌酸根离子：

2Zn+4OH^-＝2ZnO₂ ^-2+2H₂O+2e

(3)金属阳极反应实质：在单体电池中，锌电极中的锌在碱性溶液中产生氧化锌：Zn+2OH^-＝2H₂O+Ze

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水生成。酸性电解液会与低廉的催化剂作用使之腐蚀，同时也腐蚀空气极中集流体。实际使用上，可允许碱性电解液的缺点，采用比重d＝1.30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、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、镍网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于破损、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。催化膜片主要作用是吸附和催化氧气，催化膜的催化性能较好且比较经济。催化膜片用催化材料和有机粘接剂混合碾成型，催化材料与有机粘结剂比例要适当，催化膜片厚度一般控制在0.6-1.0mm为佳，将透气膜与催化膜片压热一体备用，上述空气阴极的制造，达到较好使用效果。

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非常粘的凝胶物，但可挤入电池中。此阳极不含汞有毒物质，添加缓蚀剂无害无毒对环境无污染。

③电池的组装

此电池正极活性物质在空气中氧化。在电池工作时，氧气通过透气孔进入电池，当氧化的量供应不足时，电池就会出现弱电。为了保证电池正常使用，在设计时必须考虑透气孔的数目和大小。导电网主要是起集流、导电和均匀分散气体的作用，在选择时着重考虑导电网的电导率、厚度和密度，以便于空气中的氧气能均匀地分散到复合膜上空气并且由良好地集流效果。当导电网、催化膜片、隔膜纸依次放入后，沿隔膜纸四周均匀涂上一层封口胶，阻止电液渗出。为防止电池漏液和爬碱对密封圈进行涂肢处理。利用正负极ABS塑料壳体，采用熔接法来进行密封。此种密封方法简单、可靠、适合规模生产。

此电池在工作时需要氧气，但在不工作时，有氧化存在则严重影响电池的寿命。制好的电池必须完好的密封存放，把透气孔封住，与大气隔绝。

本实用新型用于移动电话锌—空气电池具有比能量高，其容量是同体积容量镍氢电池、锂离子电池5～10倍。

本实用新型用于移动电话锌空气电池，可利用在不同品牌手机上。

Claims (8)

1、一种用于移动电话的锌—空气电池，包括一电池外壳体，其特征在于：在壳体内置有一组相互串联的单体电池；所述的单体电池各具一分别带有正、负引出线的空气阴极组和阳极组，两极组用熔接方法压在一起，中心空腔内置有电解液：所述的空气阴极组最外为带有空气孔的阴极外壳体，再由外至内依次置有空气扩散层、防水透气膜和催化膜片，在催化膜片与电解液间置有隔膜。

2、根据权利要求1所述的用于移动电话的锌—空气电池，其特征在于：所述的阳极组和空气阴极组封合处设有硅胶密封圈。

3、根据权利要求1所述的用于移动电话的锌—空气电池，其特征在于：在空气阴极组外壳体的空气孔处贴有封口纸。

4、根据权利要求1所述的用于移动电话的锌—空气电池，其特征在于：所述的防水透气膜为乙炔黑与高分子塑料热压成型膜。

5、根据权利要求1所述的用于移动电话的锌—空气电池，其特征在于：所述的催化膜片为炭和氧化物以及氟塑料混容碾压成的膜片。

6、根据权利要求6所述的用于移动电话的锌—空气电池，其特征在于：所述的催化层片厚度为0.6-1.0mm。

7、根据权利要求1所述的用于移动电话的锌—空气电池，其特征在于：在正、负引出线上有集流体，该集流体与透气膜和催化膜片一体构成。

8、根据权利要求1所述的用于移动电话的锌—空气电池，其特征在于：所述的集流体为镍网状。

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