專利名稱：鋅空氣電池的封裝結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋅空氣電池，特別涉及鋅空氣電池的封裝結構。
背景技術：
鋅空電池是一種以空氣中的氧氣作為正極活性物質(zhì)、鋅作為負極活性物質(zhì)，在電催化劑的催化作用下發(fā)生電化學反應從而產(chǎn)生電能的化學電源，它具有比能量高、工作電壓平穩(wěn)、性能穩(wěn)定、原材料豐富、價格低廉和無環(huán)境污染等優(yōu)點。鋅空氣電池包括空氣電極外殼、空氣電極、隔膜、鋅電極和鋅電極外殼；該空氣電極外殼與鋅電極外殼通過密封圈密封壓合在一起；所述隔膜位于空氣電極和鋅電極之間， 空氣電極外殼與隔膜圍成正極腔室；鋅電極外殼與隔膜圍成負極腔室，鋅電極位于負極腔室中，空氣電極位于正極腔室中，空氣電極外殼上設置有進氣孔，進氣孔與正極腔室相通。 鋅空電池的外殼通常采用鋼殼或者塑料外殼等硬質(zhì)包裝，通過機械密封壓合在一起，與鋅負極材料混合在一起的電解液很容易從金屬板殼體與隔膜之間的縫隙泄漏造成電池漏液， 使電池的存放和使用存在安全問題。中國專利ZL200610170393. 6公開了一種鋅-空氣電池的制備方法，包括在電池外包裝膜的一側制備腔室，另一側打多個孔，在腔室中依次放入吸水膜、鋅膏負極、隔膜和空氣正極，折疊外包裝膜，使外包裝膜有腔室的部分和有多個小孔的部分相對，并分別引出正極極耳和負極極耳，將隔膜的邊緣與隔膜兩側的外包裝膜邊緣相貼合，然后將隔膜與外包裝膜一起熱壓密封粘接。這種方法制備的鋅空電池不容易漏液，然而由于鋅空電池工作時空氣由多個進氣孔進入后是沿著打有多個小孔側的外包裝膜與空氣正極之間形成的氣體通道均勻分布擴散到空氣正極上的；外包裝膜是軟質(zhì)的，容易被擠壓，因此它與空氣正極之間形成的氣體通道無法得到保障，從而影響鋅空電池的電化學性能。此外，外包裝膜是軟質(zhì)的，封裝在其內(nèi)的鋅負極、空氣正極等容易被擠壓變形，同樣影響電池性能的發(fā)揮。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是為了克服現(xiàn)有采用硬質(zhì)外殼的鋅空電池電解液容易從金屬板殼體與隔膜之間的縫隙泄漏以及采用軟質(zhì)外包裝膜的鋅空電池正、負極容易被擠壓變形，空氣電極側外包裝膜與空氣正極之間形成的氣體通道無法得到保障等缺陷而提供一種不容易漏夜、有一定抗擠壓強度的鋅空電池的封裝結構。本實用新型的鋅空電池封裝結構，包括空氣正極外包裝膜、空氣正極、隔膜、鋅負極和鋅負極外包裝膜，所述空氣正極與鋅負極之間設有隔膜，所述空氣正極外包裝膜邊緣與隔膜邊緣熱壓密封圍成正極腔室，所述鋅負極外包裝膜邊緣與隔膜邊緣熱壓密封圍成負極腔室，所述鋅負極位于負極腔室中，所述鋅負極上焊接有負極極耳伸出所述負極腔室外， 所述空氣正極位于正極腔室中，所述空氣正極上焊接有正極極耳伸出所述正極腔室外，所述空氣正極外包裝膜上設置有進氣孔，所述進氣孔與正極腔室相通，其特征在于所述正極腔室內(nèi)空氣正極外包裝膜與空氣正極之間設置有正極支撐骨架，所述負極腔室內(nèi)鋅負極外包裝膜與鋅負極之間設置有負極支撐骨架。優(yōu)選的，所述正、負極支撐骨架是菱形網(wǎng)格支撐骨架。優(yōu)選的，所述正極腔室內(nèi)正極支撐骨架是粘接在所述空氣正極外包裝膜上的，所述負極腔室內(nèi)負極支撐骨架是粘接在所述鋅負極外包裝膜上的。優(yōu)選的，所述正、負極支撐骨架均是塑料的，該塑料包括ABS、PP或PVC。優(yōu)選的，所述空氣正極外包裝膜和所述鋅負極外包裝膜是同種材質(zhì)，為鋁塑復合膜或鋁合金塑料復合膜。優(yōu)選的，所述正極腔室內(nèi)空氣正極與正極支撐骨架之間設置有防水透氣膜。優(yōu)選的，所述負極腔室內(nèi)鋅負極與負極支撐骨架之間設置有吸水膜。優(yōu)選的，所述隔膜為聚乙烯、聚丙烯或聚丙烯復合接枝膜。優(yōu)選的，所述空氣正極外包裝膜上進氣孔的面積總和與所述空氣正極面積比為 0. 5% 5%，所述空氣正極外包裝膜上進氣孔的孔徑范圍為0. 5mm 1. 0mm。優(yōu)選的，所述空氣正極外包裝膜上進氣孔之間呈等腰三角形排布設置。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果在于1、外包裝膜帶有腔室的一側與鋅負極外側吸水膜之間以及外包裝膜帶有小孔的一側與空氣正極外側防水透氣膜之間分別設置了支撐骨架，在保持軟質(zhì)外包裝膜鋅空電池優(yōu)良的防泄漏性能的同時增強了電池的抗擠壓強度，保障了鋅空電池性能的正常發(fā)揮。2、通過對進氣孔的排布和孔徑范圍的優(yōu)化，有效地解決了因為孔徑過小和進氣孔排布不合理而導致的進入電池中參與反應的氧氣量不足影響電池性能的問題，同時也抑制了因為孔徑過大而導致的漏液、電解質(zhì)揮發(fā)現(xiàn)象，有效地保證在電池放電性能不下降的同時延長電池在使用前的存儲壽命。

圖1為本實用新型鋅空電池的結構示意圖；圖2為本實用新型電池的主視圖；其中1、鋅負極外包裝膜，2、鋅負極，3、隔膜，4、空氣正極，5、空氣正極外包裝膜， 6、防水透氣膜，7、吸水膜，8、進氣孔，9、正極支撐骨架，10、負極支撐骨架，11、正極極耳，12、 負極極耳。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例，對本實用新型做進一步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本實用新型而非用于限制本實用新型的范圍。實施例1如圖1、2所示，鋅空電池的封裝結構，包括包括空氣正極外包裝膜5、空氣正極4、 隔膜3、鋅負極2和鋅負極外包裝膜1，所述空氣正極4與鋅負極2之間設有隔膜3，所述空氣正極外包裝膜5邊緣與隔膜3邊緣熱壓密封圍成正極腔室，所述鋅負極外包裝膜1邊緣與隔膜3邊緣熱壓密封圍成負極腔室，所述鋅負極2位于負極腔室中，所述鋅負極2上焊接有負極極耳12伸出所述負極腔室外，所述空氣正極4位于正極腔室中，所述空氣正極4上焊接有正極極耳11伸出所述正極腔室外，所述空氣正極外包裝膜上5設置有進氣孔8，所述
4進氣孔8與正極腔室相通，所述正極腔室內(nèi)空氣正極外包裝膜5與空氣正極4之間設置有正極支撐骨架9，所述負極腔室內(nèi)鋅負極外包裝膜1與鋅負極2之間設置有負極支撐骨架 10。所述正、負極支撐骨架9、10是菱形網(wǎng)格支撐骨架，采用ABS材質(zhì)。所述空氣正極外包裝膜5和所述鋅負極外包裝膜1是同種材質(zhì)，為鋁塑復合膜。所述隔膜3為聚乙烯。所述空氣正極外包裝膜5上進氣孔8的面積總和與所述空氣正極4面積比為 0. 5%，所述空氣正極外包裝膜5上進氣孔8的孔徑范圍為0. 5mm。所述空氣正極外包裝膜5上進氣孔8之間呈等腰三角形排布設置。實施例2本實施例同實施例1，所不同之處在于所述正、負極支撐骨架9、10是正方形網(wǎng)格支撐骨架，采用PP材質(zhì)。所述空氣正極外包裝膜5和所述鋅負極外包裝膜1是同種材質(zhì)，為鋁合金塑料復合膜。所述空氣正極外包裝膜5上進氣孔8的面積總和與所述空氣正極4面積比為
2.5%，所述空氣正極外包裝膜5上進氣孔8的孔徑范圍為0. 8mm。實施例3本實施例同實施例1，所不同之處在于所述正極腔室內(nèi)正極支撐骨架9是粘接在所述空氣正極外包裝膜5上的，所述負極腔室內(nèi)負極支撐骨架10是粘接在所述鋅負極外包裝膜1上的。所述正、負極支撐骨架9、 10采用PVC材質(zhì)。所述隔膜3為聚丙烯。所述空氣正極外包裝膜5上進氣孔8的面積總和與所述空氣正極4面積比為 1.5%，所述空氣正極外包裝膜5上進氣孔8的孔徑范圍為1.0mm。所述空氣正極外包裝膜5上進氣孔8之間呈菱形排布設置。實施例4本實施例同實施例1，所不同之處在于所述正極腔室內(nèi)空氣正極4與正極支撐骨架9之間設置有防水透氣膜6。所述負極腔室內(nèi)鋅負極2與負極支撐骨架10之間設置有吸水膜7。所述隔膜3為聚丙烯復合接枝膜。所述空氣正極外包裝膜5上進氣孔8的面積總和與所述空氣正極4面積比為5%， 所述空氣正極外包裝膜5上進氣孔8的孔徑范圍為0. 6mm。實施例5本實施例同實施例1，所不同之處在于所述空氣正極外包裝膜5上進氣孔8的面積總和與所述空氣正極4面積比為
3.5%，所述空氣正極外包裝膜5上進氣孔8的孔徑范圍為0. 7mm。實施例6分別采用上述實施例1 5的封裝結構制備鋅空電池，其中空氣正極由碳、PTFE等粘合劑、催化劑混合后，壓制到導電體上。[0052]鋅負極為鋅膏，其組成為鋅粉、凝膠劑、有機緩蝕劑、無機緩蝕劑、電解液，其中鋅粉為不規(guī)則狀最佳，用量為50 90% (占總鋅膏重量的百分比)，電解液為KOH溶液，濃度為6 9 Mol。采用的對比例中封裝結構同實施例1，所不同之處在于沒有支撐骨架。制備好的鋅空電池，放電前密封放置M小時，觀察沒有液體滲漏；而后在室溫下進行容量放電，放電倍率為5小時率，測試的數(shù)據(jù)如表1。放電過程中觀察沒有液體滲漏； 放點完畢放置M小時后，觀察沒有液體滲漏。說明采用這種封裝結構的鋅空電池不容易漏液。實施例7分別采用分別采用上述實施例1 5的封裝結構制備鋅空電池，其中空氣正極由碳、PTFE等粘合劑、催化劑混合后，壓制到導電體上。鋅負極為鋅膏，其組成為鋅粉、凝膠劑、有機緩蝕劑、無機緩蝕劑、電解液，其中鋅粉為不規(guī)則狀最佳，用量為50 90% (占總鋅膏重量的百分比)，電解液為KOH溶液，濃度為6 9 Mol。采用的對比例中封裝結構同實施例1，所不同之處在于沒有支撐骨架。密封放置M小時后對制備成的上述6種鋅空電池進行擠壓后，再次在室溫下進行容量放電，放電倍率為5小時率，測試的數(shù)據(jù)見表1 表1實施例6 7中制得的鋅空電池放電容量的比較
實施例6 (米擠壓) I 實ft飼7 (擠S后〕晚例 . 61 I 7,16纖例17.58 7.S5纖例27, 64 7. 59麵例37. 62 7. 56買·例 7.53 60實_560 t7S3 由表1可知，采用了支撐骨架結構的鋅空電池擠壓前后放電容量變化不大，說明了采用本實用新型封裝結構的鋅空電池具有一定的抗擠壓強度，保障了鋅空電池性能的正常發(fā)揮。
權利要求1.鋅空電池的封裝結構，包括空氣正極外包裝膜、空氣正極、隔膜、鋅負極和鋅負極外包裝膜，所述空氣正極與鋅負極之間設有隔膜，所述空氣正極外包裝膜邊緣與隔膜邊緣熱壓密封圍成正極腔室，所述鋅負極外包裝膜邊緣與隔膜邊緣熱壓密封圍成負極腔室，所述鋅負極位于負極腔室中，所述鋅負極上焊接有伸出所述負極腔室外的負極極耳，所述空氣正極位于正極腔室中，所述空氣正極上焊接有伸出所述正極腔室外的正極極耳，所述空氣正極外包裝膜上設置有與正極腔室相通的進氣孔，其特征在于所述正極腔室內(nèi)空氣正極外包裝膜與空氣正極之間設置有正極支撐骨架，所述負極腔室內(nèi)鋅負極外包裝膜與鋅負極之間設置有負極支撐骨架。
2.根據(jù)權利要求1所述的鋅空電池的封裝結構，其特征在于所述正、負極支撐骨架是菱形網(wǎng)格支撐骨架。
3.根據(jù)權利要求2所述的鋅空電池的封裝結構，其特征在于所述正極腔室內(nèi)正極支撐骨架是粘接在所述空氣正極外包裝膜上的，所述負極腔室內(nèi)負極支撐骨架是粘接在所述鋅負極外包裝膜上的。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的鋅空電池的封裝結構，其特征在于所述正、負極支撐骨架均是塑料的，該塑料包括ABS、PP或PVC。
5.根據(jù)權利要求1、2或3所述的鋅空電池的封裝結構，其特征在于所述空氣正極外包裝膜和所述鋅負極外包裝膜是同種材質(zhì)，為鋁塑復合膜或鋁合金塑料復合膜。
6.根據(jù)權利要求1、2或3所述的鋅空電池的封裝結構，其特征在于所述正極腔室內(nèi)空氣正極與正極支撐骨架之間設置有防水透氣膜。
7.根據(jù)權利要求1、2或3所述的鋅空電池的封裝結構，其特征在于所述負極腔室內(nèi)鋅負極與負極支撐骨架之間設置有吸水膜。
8.根據(jù)權利要求1、2或3所述的鋅空電池的封裝結構，其特征在于所述隔膜為聚乙烯、聚丙烯或聚丙烯復合接枝膜。
9.根據(jù)權利要求1、2或3所述的鋅空電池的封裝結構，其特征在于所述空氣正極外包裝膜上進氣孔的面積總和與所述空氣正極面積比為0. 5% 5 %，所述空氣正極外包裝膜上進氣孔的孔徑范圍為0. 5mm 1. 0mm。
10.根據(jù)權利要求1、2或3所述的鋅空電池的封裝結構，其特征在于所述空氣正極外包裝膜上進氣孔之間呈等腰三角形排布設置。
專利摘要本實用新型公開了鋅空電池的封裝結構，包括空氣正極外包裝膜、空氣正極、隔膜、鋅負極和鋅負極外包裝膜，空氣正極與鋅負極之間設有隔膜，空氣正極外包裝膜邊緣與隔膜邊緣熱壓密封圍成正極腔室，鋅負極外包裝膜邊緣與隔膜邊緣熱壓密封成負極腔室，鋅負極位于負極腔室中，其上焊接有伸出負極腔室外的負極極耳，空氣正極位于正極腔室中，其上焊接有伸出正極腔室外的正極極耳，空氣正極外包裝膜上設置有進氣孔，空氣正極外包裝膜與空氣正極之間設置有正極支撐骨架，鋅負極外包裝膜與鋅負極之間設置有負極支撐骨架。本實用新型在保持軟質(zhì)外包裝膜鋅空電池優(yōu)良的防泄漏性能的同時增強了電池的抗擠壓強度，保障了鋅空電池性能的正常發(fā)揮。
文檔編號H01M2/16GK202217750SQ20112032343
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權日2011年8月31日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:上海堯豫實業(yè)有限公司