旋转须状锌电极腮状空气电极锌空气电池的制作方法

本发明涉及一种电池，尤其是涉及一种旋转须状锌电极腮状空气电极锌空气电池，属于电池加工制造技术领域。

背景技术：

锌空气电池是一种以空气中的氧气作为正极活性物质，金属锌作为负极活性物质，在电催化剂的催化作用下发生化学反应而产生电能的化学电源。由于锌空气电池是以电池外部的空气中的氧气作为正极活性物质，所以正极活性物质不占电池的体积和重量，从而此种电池具有很高的重量比能量和体积比能量。锌空气电池因其具有容量大，比能量高，综合性能稳定，使用安全，材料易得且低廉，对环境友好等特点，而受到广泛的关注，并不断寻求锌空气电池的应用市场。

锌空气电池因其所具有的特性，使得它在电动车电源的选择中很早就受到青睐，但一直未得到广泛的推广，主要原因在于，现有的锌空气电池负极结构和更换方式无法满足车用动力电源的要求，如机械插块式锌空气电池放电完毕后需要更换新电极，不利于商业化操作；另外，随着放电反应的进行氧化锌将锌包裹，阻碍了反应的进行，使电池的内阻升高，降低了原料的利用率，影响了电池的性能。

技术实现要素：

为了克服现有锌空气电池的上述弊端，本发明提供一种旋转须状锌电极腮状空气电极锌空气电池，该电池能够像普通的内燃机一样进行能量补给，并且能够有效克服氧化锌将锌包裹，阻碍反应进行的弊端。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种旋转须状锌电极腮状空气电极锌空气电池，包括电池反应槽(2)以及空气电极引出线(8)、锌电极引出线(9)，其特征在于：电池反应槽(2)上口为开放口，设有一活动的反应槽盖(45)；电池反应槽(2)的侧面由空气电极(3)围绕成星状(将空气电极围绕成星状的目的是增加空气电极的面积，使电池容量增大)，在空气电极(3)的表面设有腮状凸起物(60)；电池反应槽(2)的底部设有一锥形体(56)，在锥形体(56)的下端设有氧化锌排放口(57)；电池反应槽(2)内充满电解液(43)，且设有锌电极(44)。

所述腮状凸起物(60)与空气电极(3)的材料相同，其构造为在空气电极(3)的表面设置至少一道纵脊(62)，在纵脊(62)的两侧设有对称排列的肾形片体(63)。纵脊(62)对空气电极(3)的表面起支撑和加强作用，同时对排列在两侧的肾形片体(63)起固定和导通作用。肾形片体(63)的作用是加大空气电极的表面积，使空气电极的外表面与空气的接触面增大，同时也使空气电极的内表面与电解液的接触面积增大，从而使电池容量增大。

所述锌电极(44)由金属集电极(4)和锌条(46)构成；金属集电极(4)设有上集流盘(40)和下集流盘(41)，在上下集流盘之间设有对上下集流盘起支撑和导通作用的集流柱(42)；在上下集流盘之间设有与上下集流盘导通的多根锌条(46)，设有多根锌条目的是为了提高一次装锌量，使电池更换锌电极的间隔延长。在上下集流盘的中心位置设有锌电极转轴(54)，锌电极转轴(54)的上端与设于反应槽盖(45)上的电机(50)的电机轴(52)相接，锌电极转轴(54)的下端与设于锥形体(56)上的锌电极支架(53)的锌电极支架轴套相接；锌电极(44)在电机(50)的驱动下在电解液(43)中作旋转运动。由于锌电极在电解液中运动，使得在锌电极上电化学反应生成的氧化锌不断的溶解，使锌电极能够持续反应，避免了由于氧化锌的包裹阻碍锌电极持续反应的弊端。由于锌电极的旋转带动电解液旋转，根据旋液分离原理，含有氧化锌的电解液在电池反应槽底部的锥形体中氧化锌会被分离出来，沉降到锥形体的底部，通过氧化锌排放口排出。在空气电极(3)与电池反应槽(2)内的电解液(43)之间设有隔膜(15)。当锌电极消耗殆尽时，打开反应槽盖，取出旧的锌电极，更换新的锌电极，即可完成电池能量的补给。

本发明的有益效果是该发明通过独特的空气电极和锌电极构造，使得电池一次装锌量大，电池更换锌电极的间隔长，使锌空气电池能够实现像普通的内燃机一样进行能量补给；锌电极的旋转使氧化锌从锌电极上剥离脱落和溶解，从而使锌电极上的反应能够继续，克服了氧化锌包裹使电池性能下降的弊端；腮状结构的空气电极使电池的容量增大，上述特点使锌空气电池能够满足车用动力电源的要求。本发明的制作方法经济、简单，易于实现规模生产，在电池制造领域具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明剖视图；

图2为本发明电池反应槽横截面示意图；

图3为本发明空气电极局部示意图。

图中2.电池反应槽，3.空气电极，4.金属集电极，8.空气电极引出线，9.锌电极引出线，15.隔膜，40.上集流盘，41.下集流盘，42.集流柱，43.电解液，44.锌电极，45.反应槽盖，46.锌条，50.电机，51.电机电源线，52.电机轴，53.锌电极支架，54.锌电极转轴，55.锌电极支架轴套，56.锥形体，57.氧化锌排放口，58.滑动导电装置，59.氧化锌，60.腮状凸起物，61.空气电极支撑网，62.纵脊，63.肾形片体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步说明。

如图1-3所示，一种旋转须状锌电极腮状空气电极锌空气电池，包括电池反应槽(2)以及空气电极引出线(8)、锌电极引出线(9)，其特征在于：电池反应槽(2)上口为开放口，设有一活动的反应槽盖(45)；电池反应槽(2)的侧面由空气电极(3)围绕成星状，在空气电极(3)的表面设有腮状凸起物(60)；电池反应槽(2)的底部设有一锥形体(56)，在锥形体(56)的下端设有氧化锌排放口(57)；电池反应槽(2)内充满电解液(43)，且设有锌电极(44)。

所述腮状凸起物(60)与空气电极(3)的材料相同，其构造为在空气电极(3)的表面设置至少一道纵脊(62)，在纵脊(62)的两侧设有对称排列的肾形片体(63)。纵脊(62)对空气电极(3)的表面起支撑和加强作用，同时对排列在两侧的肾形片体(63)起固定和导通作用。肾形片体(63)的作用是加大空气电极的表面积，使空气电极的外表面与空气的接触面增大，同时也使空气电极的内表面与电解液的接触面积增大，从而使电池容量增大。

所述锌电极(44)由金属集电极(4)和锌条(46)构成；金属集电极(4)设有上集流盘(40)和下集流盘(41)，在上下集流盘之间设有对上下集流盘起支撑和导通作用的集流柱(42)；在上下集流盘之间设有与上下集流盘导通的多根锌条(46)，设有多根锌条目的是为了提高一次装锌量，使电池更换锌电极的间隔延长。在上下集流盘的中心位置设有锌电极转轴(54)，锌电极转轴(54)的上端与设于反应槽盖(45)上的电机(50)的电机轴(52)相接，锌电极转轴(54)的下端与设于锥形体(56)上的锌电极支架(53)的锌电极支架轴套相接；锌电极(44)在电机(50)的驱动下在电解液(43)中作旋转运动。由于锌电极在电解液中运动，使得在锌电极上电化学反应生成的氧化锌不断的溶解，使锌电极能够持续反应，避免了由于氧化锌的包裹阻碍锌电极持续反应的弊端。由于锌电极的旋转带动电解液旋转，根据旋液分离原理，含有氧化锌的电解液在电池反应槽底部的锥形体中氧化锌会被分离出来，沉降到锥形体的底部，通过氧化锌排放口排出。在空气电极(3)与电池反应槽(2)内的电解液(43)之间设有隔膜(15)。当锌电极消耗殆尽时，打开反应槽盖，取出旧的锌电极，更换新的锌电极，即可完成电池能量的补给。