[发明专利]一种锌空气电池及锌空气电池组

说明书

本发明涉及一种锌空气电池及锌空气电池组。一种锌空气电池，包括一锌电极、一氧还原电极、一氧析出电极、一单向导通的二极管或具有类似功能的单向导通电路模块、置于所述锌电极与所述氧还原电极之间的电解液；所述单向导通的二极管或具有类似功能的单向导通电路模块的电流输入段与所述氧还原电极电连接，所述单向导通的二极管或具有类似功能的单向导通电路模块的电流输出端与所述氧析出电极电连接，并以该连接处作为所述锌空气电池的正极端子；所述锌电极为锌空气电池的负极。所述N节锌空气单电池以串联的方式电连接后组成锌空气电池组。

技术领域

本发明涉及锌空气电池及电池组，具体的说涉及一种具有三电极结构的锌空气电池及电池组的电连接方式。

背景技术

由于金属锌资源丰富、价格低廉，很多电池体系均以锌为电极，如锌空气电池、锌镍电池、锌银电池等。其中锌空气电池由于其比能量高、价格低廉、安全等优点，得到广泛的关注与研究。

然而，目前锌空气电池的循环寿命仍然较低，限制了锌空气电池的商业化应用。限制锌空气电池循环寿命的关键因素是缺乏长寿命的双功能空气电极，即同时具有催化氧析出反应与氧还原反应的电极。

双功能空气电池在充电过程中，正极的高电位对氧还原催化剂、碳载体等产生强烈的腐蚀作用，严重降低了空气电极的循环寿命，为此研究者开发出了三电极锌空气电池，其由锌负极、氧析出正极、氧还原正极、电解液等其他必要附件组成，在充电时，锌负极与氧析出正极组成电池，在放电时，锌负极与氧还原正极组成电池。在三电极锌空气电池中，充电过程氧还原电极不接入电路，因此避免了氧还原电极的高电位腐蚀问题。但三电极锌空气电池增加了系统的复杂性，尤其是对于三电极锌空气电池组，往往需要手动切换电池连接方式或使用复杂的自动化控制系统，增加了锌空气电池组的成本，限制了其广泛的应用。

发明内容

针对三电极锌空气电池及电池组连接切换复杂的问题，本发明专利提出通过在氧还原电极上连接具有电流单向导通性能的二极管后与氧析出电极连接成为锌空气电池的正极接线，使得充电过程中电流无法流向氧还原电极，避免了氧还原电极的腐蚀，且单节锌空气电极虽然为三电极体系但却仅具有正负极两个接线端子，在电池串联组成电池组时只需要将多个锌空气电池串联起来即可，无需切换，降低了锌空气电池组的复杂程度，降低电池组成本。

本发明通过以下技术方案解决上述问题，具体如下：

一种锌空气电池，其特征在于：所述锌空气电池包括锌电极、氧还原电极、氧析出电极、一单向导通的二极管或具有类似功能的单向导通电路模块、置于所述锌电极与所述氧还原电极之间的电解液；所述单向导通的二极管或单向导通电路模块的电流输入端与所述氧还原电极电连接，所述单向导通的二极管或单向导通电路模块的电流输出端与所述氧析出电极电连接，并以该连接处作为所述锌空气电池的正极端子；所述锌电极为锌空气电池的负极。

所述锌空气电池还包括外壳、锌空气电池的正极和负极置于外壳内部。

所述单向导通的二极管或单向导通电路模块的正向导通电压降小于0.5V。

所述锌空气电池组由N节锌空气单电池以串联、并联或混合连接的方式电连接，N为大于等于2的自然数；

所述锌空气单电池包括一锌电极、一氧还原电极、一氧析出电极、一单向导通的二极管或具有类似功能的单向导通电路模块、置于所述锌电极与所述氧还原电极之间的电解液；所述单向导通的二极管或单向导通电路模块的电流输入端与所述氧还原电极电连接，所述单向导通的二极管或单向导通电路模块的电流输出端与所述氧析出电极电连接，并以该连接处作为所述锌空气单电池的正极端子；所述锌电极为锌空气单电池的负极。

所述锌空气电池还包括外壳、锌空气电池的正极和负极置于外壳内部，。

所述单向导通的二极管或单向导通电路模块的正向导通电压降小于0.5V。