[实用新型]纳米碳复合镍锌动力电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种镍锌动力电池，尤其是涉及一种纳米碳复合镍锌动力电池。

背景技术

目前镍锌动力电池所用的电池负极的活性材料多为氧化锌或锌酸钙。以氧化锌为活性材料的产品，重复循环时负极表面会产生严重的锌枝晶，锌枝晶是指锌电极在充电后期，还产生像树枝状的沉积物，这种树枝状沉积物有时可戮穿隔膜，引起电池内部短路，使电池寿命终止。此外，以氧化锌为活性物质的极板还会产生锌电极变形，所谓的“锌电极变形”是指在充放电循环过程中活性物质在电极表面重新分布，在一些位置上氧化锌逐渐减少，甚至完全消耗；另一些部位氧化锌逐渐聚集，电极变厚。这是因为放电时产生的可溶性锌酸盐密度较大，趋于下沉。随着充放电循环的进行，电极上部消耗，大量的锌沉积于下部。变形的结果导致锌电极的有效面积减少，容量降低。以锌酸钙为负极活性材料的动力电池，虽然解决了锌枝晶的问题，但由于其电容小，不被大家所接受；并且现有产品的电池容量小，不能满足人们的需求。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构独特、电能量大、电容比造价低、充电速度快、储电能力加大、降低其充电要求、进一步缩短其充电时间，延长使用寿命的纳米碳复合镍锌动力电池。

本实用新型通过如下方式实现：

一种纳米碳复合镍锌动力电池，包括正极、负极、集电体、负极极片、正极极片、隔膜和电池外壳，其特征在于：在上述负极极片内固定有碳纳米管制成的小型储电器；

所述小型储电器通过沥青或其它有机黏合剂与所述负极极片黏合。

本实用新型有如下效果：

1)结构独特、增大了电池的容量：本实用新型在负极极板内加入以碳纳米管制成的小型储电器，根据碳纳米管自身的储电特性，以沥青或其他有机黏合剂黏合，利用碳纳米管中32个碳原子在亿分之一秒内可以捕获一个电子的特性来提高其电容，以碳纳米管制成的小型储电器就相当于电脑当中的存储器一样，碳纳米管容纳电子的速度为十亿分之一秒，这样，不管是充电电流瞬间增大还是均匀充电，电池都将以同样的高效率将其吸收。并且，在结构上改造一下它变具有能够放电和充电同时进行的优越性能。这样电池的储电能力就相当于在另一方面被扩大，如在电动车中加入一个太阳能发电装置，风能发电装置，或者自发电装置等电池由于有碳纳米管的存在所以能够将产生的电流高效能的储存，即使是一点电流也不放过。这样就在另一个程度上增大电池的容量。

2)应用范围广泛：本实用新型当其作为动力电池时，由于纳米碳复合镍锌动力电池的单位电压高，所以在单体电池组合成为动力电池时就可以采用双层结构。这样增大电池容量的方法从二维的平面观拓展为三维的立体方向，这样，整个电瓶的电容量就会呈数倍的增大趋势。此结构中，下层电池以其壳内向外通出的气孔通道，排放气体。上层第一部分的负极极板组与其下一部分的正极的极板组连接。这一部分的负极极板组再与下一部分正极的极板组连接，依次类推，第一层的最后一部分与其下方的这一部分按照负极极板组与正极极板组的办法向下继续连接，下层同上层的连接方法。最后，剩下上层第一部分的正极极板组与其下方部分的负极极板组分别作为电池的正负极和负极。这样，便成了一个双层结构的超大容量电池。其中的串联线板为薄铜板，将它深埋于电池壳内；如果改造成为双极板动力电池具有能够放电和充电同时进行的优越性能。这样电池的储电能力就相当于在另一方面被扩大，如在电动车中加入一个太阳能发电装置，风能发电装置，或者自发电装置等电池由于有碳纳米管的存在所以能够将产生的电流高效能的储存，即使是一点电流也不放过。这样就在另一个程度上增大电池的容量，解决了电动车的关键性问题。

3)电压高：普通镍锌电池的额定电压在2V左右，而本实用新型提供的镍锌动力电池单体额定工作电压在3.5V，比普通镍锌蓄电池、镍镉、镍氢蓄电池的高单体额定工作电压都要高。

4)比能量高：本实用新型提供的纳米碳复合镍锌动力电池，由于负极极片内固定有碳纳米管制成的小型储电器，其比能量可达到平均90Wh/kg以上，因为是混合材料所以用平均，远高于镍锌蓄电池的60-80Wh/kg，镍氢电池的40-60Wh/kg和镍镉电池的20-40Wh/kg，在同等质量下可提供更大的能量。