[实用新型]一种高倍率柱状锌锰电池

说明书

本实用新型提供一种高倍率柱状锌锰电池，包括锌壳、碳棒、隔膜、负极底、正极冒、正极柱，锌壳内设置有正极柱；正极柱内插设有碳棒，锌壳开口端设有一缩口，胶塞的外侧圈套接在锌壳的缩口的外侧端上，碳棒的上端与胶塞连接，碳棒的下端向下插入正极柱中并延伸至锌壳底端；碳棒的上端与正极帽连接，负极底设置在锌壳的底面的外侧；正极柱由三维碳纳米管框架、以及二氧化锰材料、乙炔黑材料、粘结剂材料、电解液材料复合而成。本实用新型通过三维碳纳米管框架作为锌沉积/溶解支架，同时碳纳米管的重量电解液材料的浓度，使电极表面的电场分布更加均匀，锌成核过电位显著降低，有效地抑制了锌枝晶和其他副产物的产生，明显提高了电池的倍率性能。

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是一种高倍率柱状锌锰电池。

背景技术

随着电子时代的到来，越来越多需要大电流连续放电和高能量的电子产品进入市场，如照相机、闪光灯、计算器、电动玩具等产品。普通碳性电池和很难满足容量的需求；锂离子电池由于使用有机电解液产生易燃易爆事故，并且价格昂贵；锌镍电池由于镍资源缺乏，价格也很高。

锌锰电池因其结构设计合理，可大规模生产，并且具有优良的电化学性能和较高的性价比，碱性锌锰电池电容量比普通碳性电池4-5倍，价格低廉得到很大规模的应用。锌锰电池在电池市场上具有巨大的份额与其广泛的用途是分不开的，它是民用一次电池的主导产品，几乎所有的低压直流电器都可以使用锌锰电池作为电源。

碳性锌锰电池具有优良的电化学性能和较高的性价比，一直受到广大消费者的欢迎，自从无汞碳性锌锰电池投入市场后，成本低、环保的高性能碳性锌锰电池更加受到市场的关注，但是碳性锌锰电池的电容量小，导电倍率性差，在进行充放电测试和使用时，循环稳定性差。因此，开发一种高倍率，高容量的锌锰电池是提高电池性能的关键。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种高倍率柱状锌锰电池。

本实用新型的技术方案为：一种高倍率柱状锌锰电池，包括锌壳、碳棒、隔膜、负极底、正极冒、正极柱，所述的锌壳内设置有正极柱；所述的正极柱内插设有碳棒，并且所述的锌壳开口端设有一缩口，所述胶塞的外侧圈套接在所述锌壳的缩口的外侧端上，并且所述碳棒的上端与胶塞连接，所述碳棒的下端向下插入正极柱中并延伸至锌壳底端；

所述碳棒的上端与正极帽连接，并且所述正极帽的下端面与所述胶塞的上端面接触连接；

所述的负极底设置在所述锌壳的底面的外侧，并与所述锌壳底面的外侧面接触连接；

所述的正极柱由三维碳纳米管框架、以及填充在三维碳纳米管框架中的正极材料混合层组成。

优选的，所述的正极材料混合层为由二氧化锰材料、乙炔黑材料、粘结剂材料、电解液经过挤压复合而成的柱状结构，并且所述的三维碳纳米管框架衔接于二氧化锰材料表面作为锌沉积/溶解支架。

优选的，所述的三维碳纳米管框架的重量为正极柱的1-10％。所述的电解液材料的浓度为10％-60％。

优选的，所述的锌壳为一端封闭的圆筒状结构。

优选的，所述的正极柱与锌壳内侧壁之间还设置有隔膜。

优选的，所述的电解液材料为弱酸弱碱盐的水溶液。

优选的，所述的电解液材料为氯化锌和氯化铵的水溶液、硫酸锌和氯化铵的水溶液、乙酸锌和氯化铵的水溶液中的任一种。

优选的，所述的粘结剂材料为聚丙烯酸类、聚丙烯醇类、聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素中的一种或几种的混合。

优选的，所述的粘结剂材料的含量为正极柱重量的0.1％-5％。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型结构简单，实用性强，同时倍率性高，而且充放电稳定；