[发明专利]具有超级电容器和锌银电池综合性能的新型电源

说明书

技术领域

本发明属于电池电源技术领域，具体涉及一种具有超级电容器和锌银电池综合性能的新型电源。

背景技术

不断发展的航天能源，要求在常规恒功率放电的基础上，具有大电流脉冲放电的能力，达到脉冲工作电流为电池容量的几十倍。

若采用目前锌银电池设计技术，由于大电流脉冲放电时，电池极化急剧加大，内部损耗增加，储能效率降低，电压大幅波动等，引起驱动这些脉动负载的能力不足，需要增加正、负极40%、体积增大30%以上才能具有足够的大电流脉冲放电的能力，保证电压精度需求。这对于严格限制体积和重量的航天能源是无法接受的。

超级电容器是储能器件在能量和功率上的有机结合，能满足间歇式脉冲大电流放电要求，具有比功率高、循环寿命长、充放电效率高等特点。但从目前产品看，超级电容器的比能量与锌银电池相比相差很大，仅约为锌银电池的5％，显然储能不足，而要实现大容量储能十分困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有超级电容器和锌银电池综合性能的新型电源，解决现有锌银电池大电流脉冲放电时，电池极化急剧加大，内部损耗增加，储能效率降低，电压大幅波动等问题，减少体积和重量，提高电压精度和比能。

本发明的技术方案如下：一种具有超级电容器和锌银电池综合性能的新型电源，该电源包括电解液、正极、隔膜以及负极，其中，正极与负极由隔膜隔开；正极、负极以及隔膜放置于电池外壳中，并在其中填充有电解液；正极同时具有锌银电池正极和超级电容器正极的综合能力；负极同时具有锌银电池负极和超级电容器负极的综合能力。

所述的正极是将包含石墨烯和活性银粉的复合正极材料通过压制或粘附着在经过电化学处理的具有蜂窝状结构的电极集流体上形成具备超级电容器和锌银电池性能的正极。

所述的负极是将包含电解锌粉、碱性超级电容器用碳材料、导电剂和粘结剂的复合负极材料通过压制或粘附着在经过电化学处理的具有蜂窝状结构的电极集流体上形成具备超级电容器和锌银电池性能的负极。

所述的正极中石墨烯和活性银粉重量配比为：石墨烯1~3份，活性银粉97~99份。

所述的石墨烯导电率在10⁶S/m以上，比表面积250~300m²/g，粒度为1~10μm，厚度1~10nm；所述的活性银粉的视密度小于0.7g/cm³。

所述的负极（5）中电解锌粉、碱性超级电容器用碳材料、导电剂和粘结剂，其重量配比为：电解锌粉91~95份，碱性超级电容器用碳材料1~3份，导电剂0.5~2份，粘结剂2~5份。

所述的电解锌粉的视密度小于0.6g/cm³；碱性超级电容器用碳材料的比表面积为1700~2000m²/g，粒度为5~8μm。

本发明的显著效果在于：本发明所述的一种具有超级电容器和锌银电池综合性能的新型电源综合了超级电容器比功率高与锌银电池能量大的优势，克服了现有锌银电池大电流脉冲放电时，电池极化急剧加大，内部损耗增加，储能效率降低，电压大幅波动等问题，减少体积和重量，提高电压精度和比能。

附图说明

图1为本发明所述的一种具有超级电容器和锌银电池综合性能的新型电源结构示意图；

图2为图1的原理性示意图；

图中：1、电池外壳；2、电解液；3、正极；4、隔膜；5、负极；6、锌银电池正极；7、锌银电池隔膜；8、锌银电池负极；9、超级电容器正极；10、超级电容器隔膜；11、超级电容器负极。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1