锌空气电池正极结构、装配方法以及锌空气电池与流程

本申请涉及锌空气电池
技术领域：
，具体而言，涉及一种锌空气电池正极结构、装配方法以及锌空气电池。
背景技术：
：锌空气电池(zincairbattery)，用活性炭吸附空气中的氧作为正极活性物质，以锌为负极，以苛性钠或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。由于锌空气电池的正极反应物是来自空气中的氧气，负极反应物是锌粉，一次扣式锌空气电池具备能量密度高，放电平台平稳的优点，被广泛应用于助听器，蓝牙耳机等便携设备。由于锌空气电池反应需要不断从空气中获得氧气，扣式锌空气电池正极壳底部都分布有1-5个0.1mm-0.5mm直径的气孔，由于气孔的存在，扣式锌空气电池比传统碱性锌锰电池多了一个电解液漏出途径，锌空气电池的碱性电解液更容易从正极壳底部气孔处漏液。锌空气电池钢壳设计不合理，负极锌浆产气严重，装配或封装不够好均易导致电池在存放过程中或放电过程中漏液。锌空气电池的电解液为强碱溶液，漏出的话很容易腐蚀昂贵的助听器，所以漏液问题是目前扣式锌空气电池存在的最严重的安全问题。技术实现要素：本申请提供了一种锌空气电池正极结构、装配方法以及锌空气电池。锌空气电池正极结构、装配方法以及锌空气电池能够解决现有的扣式锌空气电池的漏液问题。第一方面，本申请提供了一种锌空气电池正极结构。锌空气电池正极结构包括正极壳和正极片。正极壳包括底壁和形成在底壁周围的侧壁，底壁的内表面包括中心区域和环绕中心区域的边缘区域，中心区域相对于边缘区域向下凹陷，正极壳的气孔位于中心区域，正极片设置在正极壳内，正极片的下表面与边缘区域贴合。上述方案中，提供了一种锌空气电池正极结构。当锌空气电池具有该锌空气电池正极结构时，能够解决现有锌空气电池漏液的问题。锌空气电池正极结构包括正极壳和正极片，正极壳的气孔位于中心区域，正极片的下表面与边缘区域贴合，使得正极片的下表面会与相对中心区域凸出的部位密封配合。现有技术中，锌空气电池在存储过程中负极锌浆容易发生自反应产气，使电池内压升高，且锌空气电池放电过程中负极的锌粉会转化成氧化锌发生体积膨胀，内压升高再加上体积膨胀到一定程度时，密封圈不再紧紧压住正极片及正极壳底部，电解液会由密封圈和正极片的缝隙处流出到正极片和正极壳的缝隙之间，从而由气孔漏出。为了使得电解液不泄露，本技术方案，将正极片的底壁设计为凹凸结构，使得正极片的下表面与相对凸出的边缘区域形成密封，故电解液会被阻隔于正极片的下表面与相对凸出的边缘区域处，从而避免了电解液由位于中心区域处的气孔漏出。在一种可能的实现方式中，正极片包括集流体网、触媒层和防水透气层，集流体网嵌设于触媒层内，防水透气层设于触媒层的下表面，防水透气层处于压缩状态并与边缘区域贴合。可选地，在一种可能的实现方式中，防水透气层的边缘部分与边缘区域贴合，防水透气层的中心部分与中心区域之间存在间隙。可选地，在一种可能的实现方式中，锌空气电池正极结构还包括扩散纸，扩散纸位于防水透气层的中心部分与中心区域之间的间隙内，且覆盖气孔。可选地，在一种可能的实现方式中，中心区域的直径为正极壳的底壁的直径的八分之五至四分之三。第二方面，本申请提供一种锌空气电池正极结构的装配方法。方法包括：提供正极壳，正极壳包括底壁和形成在底壁周围的侧壁，底壁的内表面包括中心区域和环绕中心区域的边缘区域，中心区域相对于边缘区域向下凹陷；将正极片放入正极壳内；对正极片加压，使得正极片的下表面贴合于边缘区域。可选地，在一种可能的实现方式中，对正极片加压，使得正极片的下表面贴合于边缘区域的步骤，包括：对正极片施加2-5kgf的压力，施压时间为0.1-0.5s。可选地，在一种可能的实现方式中，对正极片加压，使得正极片的下表面贴合于边缘区域的步骤，包括：通过圆柱形弹性树脂对正极片加压。可选地，在一种可能的实现方式中，圆柱形弹性树脂的直径与正极片的直径相同。第三方面，本申请提供一种锌空气电池，锌空气电池包括负极盖、锌浆、密封圈、隔膜以及第一方面中任意一项提供的锌空气电池正极结构。负极盖与正极壳的侧壁通过密封圈密封连接，负极盖与正极壳共同限定出容纳空间，隔膜将容纳空间分隔为正极腔和负极腔，正极片设于正极腔内，锌浆设于负极腔内，密封圈与正极片的上表面抵接。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本实施例中锌空气电池正极结构的结构示意图；图2为本实施例中现有的扣式锌空气电池的结构示意图；图3为本实施例中正极片加压工序指示图；图4为本实施例中正极片经加压后的状态图；图5为本实施例中锌空气电池的结构示意图。图标：10-锌空气电池正极结构；11-正极壳；12-正极片；80-扩散纸；90-中心区域；91-边缘区域；92-气孔；110-底壁；111-侧壁；120-集流体网；121-触媒层；122-防水透气层；20-扣式锌空气电池；21-正极壳；22-密封圈；23-正极片；24-锌浆；230-防水透气层；30-圆柱形弹性树脂；40-锌空气电池；41-负极盖；42-锌浆；43-密封圈；44-隔膜。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。本实施例提供一种锌空气电池正极结构10，其能够解决现有的扣式锌空气电池的漏液问题。请参见图1，图1示出了本实施例中锌空气电池正极结构10的具体结构。锌空气电池正极结构10包括正极壳11和正极片12。正极壳11包括底壁110和形成在底壁110周围的侧壁111，底壁110的内表面包括中心区域90和环绕中心区域90的边缘区域91，中心区域90相对于边缘区域91向下凹陷，正极壳11的气孔92位于中心区域90，正极片12设置在正极壳11内，正极片12的下表面与边缘区域91贴合。上述实施方式中，提供了一种锌空气电池正极结构10。当锌空气电池具有该锌空气电池正极结构10时，能够解决现有锌空气电池漏液的问题。锌空气电池正极结构10包括正极壳11和正极片12，正极壳11的气孔92位于中心区域90，正极片12的下表面与边缘区域91贴合，使得正极片12的下表面会与相对中心区域90凸出的部位密封配合。为清楚解释其效果，图2示出了现有的扣式锌空气电池20的具体结构。现有的扣式锌空气电池20的正极壳21的底部是平底，密封圈22、正极片23以及正极壳21的内底部紧紧压合在一起，以避免电解液通过正极片23的侧边，从正极壳21底部边缘漏液。扣式锌空气电池20在存储过程中，负极锌浆24容易发生自反应产气，使电池内压升高，且扣式锌空气电池20放电过程中负极的锌粉会转化成氧化锌发生体积膨胀，内压升高再加上体积膨胀到一定程度时，密封圈22不再紧紧压住正极片23及正极壳21底部，此时电解液很容易通过密封圈22与正极片23的缝隙处流出到正极片23与正极壳21的缝隙处，再加上正极片23中的防水透气层230与正极壳21底部不能保证完全密着(正极片23的防水透气层230一般选用ptfe膜，ptfe膜具有受压变形不回弹的特性)，电解液很容易在长期存储及放电过程中或放电结束后，由气孔92漏出，即漏液。为了使得电解液不泄露，本技术方案，将正极片12的底壁110设计为凹凸结构，使得正极片12的下表面与相对凸出的边缘区域91形成密封，故电解液会被阻隔于正极片12的下表面与相对凸出的边缘区域91处，从而避免了电解液进入中心区域90，从而避免电解液由气孔92漏出。请重新参考图1，正极片12包括集流体网120、触媒层121和防水透气层122，集流体网120嵌设于触媒层121内，防水透气层122设于触媒层121的下表面，防水透气层122处于压缩状态并与边缘区域91贴合。其中，防水透气层122处于压缩状态，即变形后与正极壳11的底壁110的边缘区域91紧密贴合，由于防水透气层122具有受压变形不回弹的特性，故防水透气层122和正极壳11的底壁110的边缘区域91形成良好的密封关系，电解液会被阻隔于正极片12的防水透气层122与相对凸出的边缘区域91处，从而避免了电解液进入中心区域90，从而避免电解液由气孔92漏出。可选地，在一种可能实现的实施方式中，防水透气层122的边缘部分与边缘区域91贴合，防水透气层122的中心部分与中心区域90之间存在间隙。可选地，在一种可能实现的实施方式中，锌空气电池正极结构10还包括扩散纸80，扩散纸80位于防水透气层122的中心部分与中心区域90之间的间隙内，且覆盖气孔92。可选地，本实施例中，中心区域90的直径为正极壳11的底壁110的直径的八分之五至四分之三。需要说明的是，中心区域90的直径过小会减小正极有效反应面积，然而，中心区域90的直径过大，会导致与密封圈位置不匹配，不利于封装。需要说明的是，本实施例还提供一种锌空气电池正极结构的装配方法。方法包括：提供正极壳11，正极壳11包括底壁110和形成在底壁110周围的侧壁111，底壁110的内表面包括中心区域90和环绕中心区域90的边缘区域91，中心区域90相对于边缘区域91向下凹陷；将正极片12放入正极壳11内；对正极片12加压，使得正极片12的下表面贴合于边缘区域91。可选地，在一种可能实现的实施方式中，对正极片12加压，使得正极片12的下表面贴合于边缘区域91的步骤，包括：对正极片12施加2-5kgf的压力，施压时间为0.1-0.5s。可选地，在一种可能实现的实施方式中，对正极片12加压，使得正极片12的下表面贴合于边缘区域91的步骤，包括：通过圆柱形弹性树脂30对正极片12加压。可选地，在一种可能实现的实施方式中，圆柱形弹性树脂30的直径与正极片12的直径相同。其中，在一种具体的装配方法中，如图3和图4所示意的：提供正极壳11；将正极片12放入正极壳11内；通过圆柱形弹性树脂30对正极片12施加3kgf的压力，且施压时间为0.3s，使得正极片12的下表面，即，本实施例中为正极片12中的防水透气层122形变，贴合于底壁110的内表面的边缘区域91。需要说明的是，在其他具体实施方式中，对正极片12加压的压力数值为可以其他数值，例如可以为2、4或5kgf等，施压时间亦可以为其他数值，例如0.1、0.2、0.4或0.5s等。需要说明的是，本实施例还提供对比数据：对比例：现有技术中的20颗pr41电池(即，原有工艺制作)；实施例：包含上述锌空气电池正极结构的装配方法制作的锌空气电池正极结构10的20颗pr41电池。其中，需要说明的是，除锌空气电池正极结构10不同外，对比例和实施例的其他条件相同。将对比例和实施例的20颗pr41电池放在60摄氏度的烘箱内高温老化20天后确认电池漏液情况，漏液数据见表1。60度高温老化20天后漏液数量对比例4/20(颗)实施例0/20(颗)表1其中，由表1可以看出，通过本实施例中提供的锌空气电池正极结构的装配方法制作的锌空气电池正极结构10，能够有效地提高现有的扣式锌空气电池的密封性能，解决现有的扣式锌空气电池的漏液问题。需要说明的是，本实施例还提供一种锌空气电池。如图5。锌空气电池40包括负极盖41、锌浆42、密封圈43、隔膜44以及上述提供的锌空气电池正极结构10。负极盖41与正极壳11的侧壁111通过密封圈43密封连接，负极盖41与正极壳11共同限定出容纳空间，隔膜44将容纳空间分隔为正极腔和负极腔，正极片12设于正极腔内，锌浆42设于负极腔内，密封圈43与正极片12的上表面抵接。以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。当前第1页12