[发明专利]一种能够高效释放电池容量的碱性电池

说明书

本发明提供一种能够高效释放电池容量的碱性电池，包括电池壳、隔离元件、正极环，隔离元件由多层筒形隔离纸同轴间隔套设而成，相邻隔离纸之间形成环形的电解液腔，正极环由固体原料和液体原料混合压制而成，该液体原料为正极区域用KOH电解液；电解液腔内为隔离纸区用KOH电解液；负极材料由固体原料和液体原料混合制得，该液体原料为负极区域用KOH电解液，正极区域用KOH电解液的浓度≤隔离纸区用KOH电解液的浓度，隔离纸区用KOH电解液的浓度≤负极区域用KOH电解液的浓度，其中，正极区域用KOH电解液为质量浓度为25～32％的KOH电解液，负极区域用KOH电解液为质量浓度为35～40％的KOH电解液。

技术领域

本实用新型涉及电池制造领域，尤其是一种能够高效释放电池容量的碱性电池。

背景技术

随着近年来各项技术的突飞猛进，用电器具对碱性电池的性能提出了越来越高的要求。提升碱性电池的综合电性能，特别是大电流或高功率脉冲模式下的放电性能成为各个电池厂家研究的方向。在大电流或高功率脉冲的放电模式下，碱性电池会出现电池极化现象，而电池极化会导致电池电压的损失，使得电池的容量无法充分发挥出来。

电池极化包括电极活性材料本身的电化学极化和电解液体系的浓差极化。现有的电池厂家大都是采用改进电极活性材料来缓解电极活性材料本身的电化学极化现象，从而使电池的容量得以发挥出来，但是，通过这种方式得到的碱性电池在大电流或高功率脉冲模式下的放电性能依然不太理想。

发明内容

本发明旨在提供一种能够高效释放电池容量的碱性电池。

一种能够高效释放电池容量的碱性电池，包括电池壳，电池壳内同轴套设隔离元件，电池壳与隔离元件之间的环形空腔内填入压制好的正极环，隔离元件由多层筒形隔离纸同轴间隔套设而成，相邻隔离纸之间形成环形的电解液腔，隔离元件内层隔离纸的内筒空腔中填充负极材料，隔离元件的上端开口处封装有与负极材料连接的负极集电体，该负极集电体向外延伸封闭隔离元件与电池壳之间环形空腔的上端开口，正极环由固体原料和液体原料混合压制而成，该液体原料为正极区域用KOH电解液；电解液腔内为隔离纸区用KOH电解液；负极材料由固体原料和液体原料混合制得，该液体原料为负极区域用KOH电解液，正极区域用KOH电解液的浓度≤隔离纸区用KOH电解液的浓度，隔离纸区用KOH电解液的浓度≤负极区域用KOH电解液的浓度，其中，正极区域用KOH电解液为质量浓度为25～32％的KOH电解液，负极区域用KOH电解液为质量浓度为35～40％的KOH电解液。

对于碱性电池而言，其化学反应式为：

电池的总反应：Zn+2MnO2+2H2O＝Zn(OH)2+2MnOOH、

电池负极反应：Zn+2OH-＝Zn(OH)2+2e-、

电池正极反应：2MnO2+2H2O+2e-＝2MnOOH+2OH-。根据碱性电池的化学反应原理，电池在放电过程中负极反应需要OH-，OH-主要的来源为KOH电解液，而正极反应需要水和e-生成OH-，而传统的碱性电池中正极环的原料配方中所采用的KOH电解液、隔离元件中所采用的KOH电解液、负极材料的原料配方中所采用的KOH电解液均为质量浓度为(38±0.5)％的KOH电解液，那么，在大电流或高功率脉冲模式下电池正极区域的OH-浓度越来越高，而负极区域的OH-浓度却越来越低，从而出现严重的浓差极化现象，正负极区域OH-浓度的差异所带来的电势能，会造成电池总电压的损失，使得电池性能不能有效发挥出来。本发明根据碱性电池的化学反应原理，正极区域用KOH电解液的浓度≤隔离纸区用KOH电解液的浓度，隔离纸区用KOH电解液的浓度≤负极区域用KOH电解液的浓度，正极区域用KOH电解液为质量浓度为25～32％的KOH电解液，负极区域用KOH电解液为质量浓度为35～40％的KOH电解液，可以减小电池在大电流高功率的放电模式下的浓差极化，提高电池材料的利用率，提高电池大电流高功率放电性能。