[实用新型]一种镍锌碳动力蓄电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种蓄电池，特别是一种镍锌碳动力蓄电池。

背景技术

Ni-Zn-C(镍锌碳)动力蓄电池具有比能量大、工作电压高、原材料价格便宜、无汞无镉等优点，是电动摩托和纯电动汽车等纯电动交通工具的理想电源。该电池的研究与探索解决了锌镍动力电池锌枝晶的生长过快、电极的变形、锌极的腐蚀与溶解、电池过充鼓起变形等技术缺陷；属于锌镍动力电池的替代产品。

锌镍动力电池是近期发展起来的一种高能量密度(即比能量)的新型碱性蓄电池。锌镍电池在性能上具有容量大、比能量高(一般为镉镍电池的2-3倍，为氢镍电池的1.5倍)、比功率大(可超过200W/kg)，开路电压高达1.75V，工作温度范围宽广(-20～60℃)，安全性高、无记忆效应、可大电流快速充放电等特点。锌镍动力电池的正极采用镍电极，负极采用锌电极，贮藏量丰富，价格便宜，电池的生产和使用过程对环境不产生任何污染，其电池性能远远高于镉镍和氢镍电池。但是，锌镍动力电池存在着锌枝晶的生长过快、电极的变形、锌极的腐蚀与溶解、电池过充鼓起变形、自放电大等技术缺陷，具体分析如下：

锌镍电池放电反应方程式为：

Posit electrode正极

2NiOOH+2H2O+2e^-——2Ni(OH)2+2OH^-

Negative electrode负极

Zn+2OH^-——Zn(OH)2+2e^-

总反应方程式：

2NiOOH+2H2O+Zn——2Ni(OH)2+Zn(OH)2锌镍电池开路电压1.73V，工作电压1.6V，理论比能量334Wh/Kg，实际比能量约60Wh/Kg。近年来由于人们对环境问题的关注，锌镍电池作为一种清洁能源相当大的优势；锌镍电池具有工作电压高、能量密度高、安全性好、成本低等优点，缺点是循环寿命低。

由于锌镍电池结构设计不合理、材料选择不当、添加剂的选择与量控制不合理、隔膜选择不当和工艺不合理，使锌镍电池存在如下问题。

1、电池寿命短，一般在100～200周期以内；

2、锌枝晶的生长过快；

3、电极的变形：如锌极的腐蚀与溶解；

4、过充。

由于以上原因使锌镍电池在充放电过程中产生的锌枝晶、溶解等导致的循环寿命差的问题一直未得到很好解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种锌枝晶的生长合理、寿命长的镍锌碳动力蓄电池。

本发明的目的是这样实现的，一种镍锌碳动力蓄电池，它至少包括：正极、隔板、负极，隔板在正极和负极之间，隔板与负极之间有纳米碳和镍网的组合体。

纳米碳和镍网的组合体是在镍网表面涂镀纳米碳。

纳米碳和镍网的组合体是以纳米碳膜附着在镍网5的上下面上。

镍网厚度在10-100um之间。

本实用新型的优点是：本发明由于在隔板与负极之间有纳米碳和镍网的组合体，它规避了“超级碳锌电池”“镍锌电池”“镍氢电池”的技术劣势，使“镍氢电池”及“锌镍”电池中原来存在的问题能得到有效解决，极大地提高了该动力电池的容量和循环寿命(寿命可达500-1400次)。

下面结合实施例附图对本实用新型作进一步说明：

附图说明

图1是本实用新型实施例1结构示意图；

图2是本实用新型实施例2结构示意图。

图中，1、正极；2、隔板；3、纳米碳；4、负极；5、镍网；6、纳米碳膜；7、组合体。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种镍锌碳动力蓄电池，它至少包括：正极1、隔板2、负极4，隔板2在正极1和负极4之间，隔板2与负极4之间有纳米碳和镍网的组合体7；纳米碳和镍网的组合体7是在镍网5表面涂镀纳米碳3；镍网厚度在10um。

实施例2

如图2所示，一种镍锌碳动力蓄电池，它至少包括：正极1、隔板2、负极4，隔板2在正极1和负极4之间，隔板2与负极4之间有纳米碳和镍网的组合体7；纳米碳和镍网的组合体7是以纳米碳膜6附着在镍网的上下面上，镍网厚度在100um。

具体做法是：

1)超级Ni-Zn-C(镍锌碳)电池中的碳材料只負責引出电流，並不参与反应。研究实验表明：隔膜对电池的容量与寿命影响极为明显；锌离子能够在碳材料中可逆地嵌入和脱嵌，所以将超薄多孔纳米碳-镍网叠加在隔膜上可大大延长蓄电池寿命；