[实用新型]平板型锌镍蓄电池

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及一种化学电源，特别涉及可反复充电的蓄电池，确切地说是一种平板型锌镍蓄电池。

二、背景技术

锌是一种普通的活泼金属，常用做电池的负极。但由于锌的自溶性，使锌只能作为一次电池而不用作能反复充电的蓄电池。因为当电池充电时，由于溶解在溶液里的锌离子可随处沉积。这样，沉积在隔离层上的金属锌，便形成了电池两电极之间的电子通道，就是常说的短路，而致电池失效。这种现象就是常说的产生了锌枝晶，这是许久以来一直困扰着电池界希望获得锌二次电池的一个大难题。

锌镍电池是一种非常具有吸引力的蓄电池。首先，在电性能上，它的工作电压高(1/2C率放电平均负荷电压为1.65V)，在目前常用的二次电池中，是仅次于锂(锂离子电池)、铅(铅酸蓄电池)之后的第三位。重量比能量或体积比能量，也为铅蓄电池的2倍。作为蓄能元件的二次电池所必须注意的参数，能量转换率也略高于铅蓄电池；其次，它的价格虽然略高于铅蓄电池，但所使用的生产设备尤其是电池原料的生产设备，则远少于铅蓄电池的生产设备，这就为发展这种电池创造了充分和必要的条件；最后是这种电池所用的原材料中没有能对环境造成污染的有毒、有害物质。

三、发明内容

本实用新型提供的平板型锌镍蓄电池旨在取代传统的铅酸蓄电池，所要解决的技术问题是防止电池短路。

防止电池短路就是防止在充电时溶液中的锌离子形成锌原子随处沉积，特别是沉积在隔离膜上。本实用新型使用保护膜对电极进行保护，防止锌元素随意沉积。

本实用新型具有蓄电池的基本结构，包括外壳、正负极板、隔离膜和电解液以及正负极，其技术方案如附图所示。有一只盛放氢氧化钾电解液的外壳，在外壳内设置有若干只平板形正极板和负极板，正、负极板相间置放，极板与极板之间有隔离膜，并联的正极板引出线形成蓄电池的正极，并联的负极板引出线形成蓄电池的负极。与现有蓄电池的区别在于在每只正、负极板上均设置有防护膜。

所述的防护膜为高分子分离膜，如纤维素类膜或者聚乙烯、聚丙烯及其接枝共聚类膜。锌离子半径为74，钾离子半径为63(SI化学数据表(澳)CH艾尔沃德等编周怀宁译  高教出版社1987年3月发行)。选择恰当孔径的分离膜就可有效阻挡锌离子通透，充电子时锌只能沉积在负极上，不会沉积在隔离膜上。

本实用新型采用平板式电极，以便于制造出大容量电池，用多种防护膜对电极进行保护，防止锌元素的随意沉积；解决了锌电极的短路难题，可取代目前大量使用的对环境造成较大危害的铅蓄电池。

本蓄电池的开路电压为1.8V，0.5C放电时的平均负荷电压为1.65V，终止电压为1.2V；电池的充放电的电流效率为80～98％，电能效率为70～80％。

四、附图说明

附图所示为本实用新型的结构示意图。由两只平板形正极板和三只平板形负极板。

五、具体实施方式

结合附图非限定实施例叙述如下：

1、用工程塑料ABS注塑外壳1。

2、镍正极2的制备：

将添加有粘合剂CMC或PTFE等的氢氧化亚镍粉末涂抹在镀镍钢带上经辊压紧密，或者在泡沫镍上充填氢氧化亚镍粉末，其具体制备方法参见CN 1295813C空气电极的制备方法。

3、锌负极3的制备：

用纯铜板冲压制备负极板栅(即负极的基体)，然后在此板栅上涂或压负极混合物。负极混合物由锌粉、氧化锌粉和粘结剂组成，粘结剂可选用CMC或PVA等。

4、保护膜5的制备：

取醋酸纤维膜加工保护膜5，其形状与大小与平板形极板的形状和大小相配合。

5、按附图所示组装蓄电池：

每一块极板包覆保护膜5，然后正负极板相间固定在外壳1内，在相邻的两极板之间置放市售的隔离膜4，向外壳内灌注30～40％氢氧化钾水溶液。并联的正极板的引出线与盖板上的正极柱连接，并联的负极板的引出线与盖板上的负极柱连接。