[实用新型]双极锌离子电池

说明书

本实用新型公开了一种双极锌离子电池，包括至少一个单元组，所述单元组包括至少一个电池单元；所述电池单元包括：依次层叠且四周相互粘合密封的阳极塑料集流体、隔离膜和阴极塑料集流体，作为阴极设置在阴极集流体内侧的阴极活性材料层，作为阳极设置在阳极集流体内侧的阳极活性材料层，浸润在阴极、阳极、和隔膜膜空隙中的电解液，其包含有锌化合物，设置在阴、阳极之间的所述隔离膜上用于供锌离子运动的多孔离子通道。本实用新型结构简单、质量轻，具有很好的安全性能和使用性能。

技术领域

本实用新型涉及电池，尤其涉及一种塑料集流体双极锌离子电池。

背景技术

石化燃料的大规模应用催生了整个20-21世纪的大繁荣，但也导致温室气体的过度排放，进而导致全球变暖；新能源的发展，正是基于这个大背景。风能，太阳能等的大规模开发应用，使新能源的价格进一步降低，大规模推广已经没有成本上的障碍，但其输出的不稳定性，对电网具有冲击性，也导致了很多弃风弃光的事件。不稳定的新能源，需要能源稳定器和能源混合器，电池是最理想的能源稳定器和混合器。

但常规的锂离子电池，成本较高且安全管理上需要非常多的冗余，因此，大规模的储能必须寻找成本更低，更加安全的电池技术。

常规的锌锰电池是以MnO₂作为正极，锌金属作为负极，以水性溶液作为电解液，因此，其成本可以做得较低，且安全。但常规的锌锰电池作为一次电池使用，并不可以进行充电，或者充电的效率非常低。

常规的锌锰电池使用锌箔或者不锈钢网作为集流体，然后阴极和阴极并联，阳极和阳极并联以形成电池。该设计较为传统，由于使用不锈钢网作为集流体，其电阻较高，功率较低，且很容易出现钢网毛刺等现象，需要较厚的隔膜纸来配合。

因此，如何提供一种可充放电的、安全、结构简单、工艺简单、低成本的电池技术是储能业界亟待解决的技术问题 。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，本实用新型提出了双极锌离子电池。

双极电池

双极电池使用这样的设计，其中多个单独的电化学电池堆叠，其中双极板串联连接电化学电池。 通常，每个双极板在双极板的第一侧上具有正电极材料，在双极板的第二侧上具有负电极材料。 这样，当双极板分离两个相邻的电化学电池时，它用作一个电化学电池的负极集流体板和用作第二电化学电池的正极集流体板。双极板允许电流在充电和放电期间在相邻的电化学电池之间流动，并且还在电化学电池之间提供电化学隔离，使得相邻电化学电池之间不会通过双极板发生离子流动。与传统的单极电池单元（其中金属接头用于连接串联连接的电池单元的集流体板）相比，电子在双极板上行进非常短的距离，而不是通过金属接头在单元外部行进。 这可以导致更均匀的电流密度和更高的功率设计。

在传统的双极电池设计中，由于阴极和阳极共用相同的金属集流体，堆叠在一起时，难以密封，也难以适应电池材料和电池单元的膨胀问题，并且不易检测每一层所存在的问题或缺陷。

本实用新型的双极锌离子电池，包括至少一个单元组，所述单元组包括至少一个电池单元；

所述电池单元包括：所述电池单元包括：依次层叠且四周相互粘合密封形成两个腔体的阳极塑料集流体、隔离膜和阴极塑料集流体，作为阴极设置在阴极集流体内侧的阴极活性材料层，作为阳极设置在阳极集流体内侧的阳极活性材料层，浸润在阴极、阳极、和隔膜膜空隙中的电解液，其包含有锌化合物，设置在阴、阳极之间的所述隔离膜上用于供锌离子运动的多孔通道。

具体的，所述阳极集流体层内侧涂覆有作为阳极的含锌粉的阳极材料层或者是复合锌箔层。

优选的，所述锌箔层表面或者锌粉的每个颗粒表面包覆着有机物涂层或无机物涂层，或者有机物和无机物混合的涂层。