[实用新型]机械充电式锌空气电池电解还原装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于电池技术领域，特别涉及一种锌空气电池的电解还原装置。

背景技术：

锌空气电池的发明已经有上百年的历史，1995年以色列电燃料(Electric Fuel)有限公司首次将锌空气电池用于EV上，使得空气电池进入了实用化阶段。美国DreisbackElectromotive公司以及德国、法国、瑞典、荷兰、芬兰、西班牙和南非等多个国家也都在EV上积极地推广应用锌空气电池。

锌空气电池的充电模式，打破了普通蓄电池的常规充电模式，采用机械式更换电池的锌板或锌粒的″充电″模式，整体更换锌空气电池的活性物质，将整个锌空气电池进行更换，电池不再需要花很长的时间来充电，更换一块20kWh的电池块只需要1分40秒。只要在公路沿线设置锌板或锌粒匣以及电解质器匣的机械式整体更换站，其效果如同现在内燃机汽车的加油站，直接″充电″，可以为用户提供很大的方便。更换下来的氧化锌在专门的工厂进行回收处理，实现锌的再生循环。专利《锌空气电池的电解还原装置》(公开号CN2736943)介绍了一种锌空气电池的电解还原装置，它可配合锌空气电池能量补给系统的其它装置一起实现对注入式锌空气电池的失效胶态富锌物质的收集及还原，以实现注入式锌空气电池的重复利用。该专利的实施有利于实现注入式锌空气电池的重复利用，但是对于常规的需要通过机械式更换电池锌板或锌粒的锌空气电池，这种电解装置不再适用。首先，这种电池中，反应后的锌以氧化锌的状态呈现，由于空气参与反应，导致氧化锌失水结块，通过泵和管道将反应物输送到电解还原装置是不可行的，必须先粉碎然后进入电解槽进行电解还原；其次，胶态富锌物质中含有大分子聚合物(聚丙烯酸钠)，该物质是粘稠液体，在反复的电解还原中，易导致内阻增加，影响电解效果，一段时间后需要更换处理不能连续使用。

适用于机械充电式锌空气电池电解再生的是传统的锌空气电池电解装置，它通常是在长方形的电解槽中，面对面放置平板状的阴阳极，待电解的氧化锌混合物平铺在电解槽底部，阴阳极浸在电解液KOH中，充电一段时间后，将阴极从KOH电解液中提取并刮取沉积在其上的电解锌。在提取阴极，刮取电解锌的过程中，由于其平板状的外形结构导致电解锌易随着提取的过程脱落在电解槽中，并易于混合在未电解的混合物中，不利于电解产物的收集。此外，传统的电解装置都是敞口式设计，工作中完全暴露在空气中，因此，不可避免受到空气中二氧化碳和灰尘的不利影响，尤其是二氧化碳的影响比较突出，首先是电解过程中会导致电解槽中的氢氧化钾的碳酸化，其次，阴极沉积的电解锌含有氢氧化钾，也会受到二氧化碳的影响导致循环使用的性能下降。而且电解过程中的碱雾污染对操作者和环境都有不利影响，这些不利条件不仅影响了电解效率、影响了电解锌的重复使用，也影响了环境和工人的健康。

发明内容：

本实用新型提出一种机械充电式锌空气电池电解还原装置，可实现对机械充电式锌空气电池反应结束后反应物的电解还原，该装置通过电解槽、阴阳极的外形设计，可方便实现电解锌的收集，通过加设简单的电解槽底座和外罩设备形成了水封的效果，避免了二氧化碳干扰和碱雾污染。

本实用新型的技术方案如下：

机械充电式锌空气电池电解还原装置，包括电解槽，阳极、阴极，阳极和阴极分别通过极耳引出导线接到充电仪；其特征在于：阳极为不锈钢圆筒，固定在电解槽内，阴极放置在阳极内，阳极与电解槽之间的空间内放置待电解的氧化锌混合物，阳极内盛有电解液，阴极浸在电解液中，电解槽整体放置在盛有液体的电解槽底座中，电解槽外罩盖住整个电解槽，罩口淹没在所述的液体中实行液封，阴极与阳极的极耳上所引出的导线与液体绝缘后，分别从电解槽外罩的罩口引出接充电仪。

所述的阴极为铜质圆筒，电解槽底座中所盛液体为水，所述的阳极与电解槽之间安装有定位圈。

所述电解槽由塑料注塑而成，定位圈为不锈钢材料的圆筒形支撑架，所述的阳极为80-200目的不锈钢网筒，所述的圆筒形支撑架与不锈钢网筒通过焊接连接。

所述阳极高度与电解槽平齐，阴极高度略高于阳极，有盖板套在阴极外，盖在阴极与阳极之间的空间上方，盖板上预留有阴极和阳极极耳引出的缺口。

所述电解槽底座和电解槽外罩由塑料注塑制成，电解槽底座为口径大于电解槽的圆形槽，电解槽外罩采用圆柱形桶状结构。

所述电解液采用比重为1.20-1.33的KOH溶液。