一种多层套筒式的可拆卸锌空气电池结构

背景技术：

1、随着电池技术的不断研究及发展，锌空气电池技术作为一种新兴的电化学能源储存方案，以其在能源密度、成本效益和环境友好性方面的潜在优势引起了广泛关注。然而，现有的锌空气电池结构多为长方体型的平面电池结构，在电池寿命以及循环稳定方面仍存在问题，如：长方体型的锌空气电池结构需要将布有孔洞的面垂直于地面放置，以方便空气的进入与排出，这种结构限制了锌空气电池的使用条件；现有的锌空气电池因为锌枝晶不规则生长导致容量退化和电路，而现有的解决方案多为采用更换碱性电解质等方法，这样虽然会抑制锌枝晶的不规则生长，但同时降低了电池的寿命及使用效率；空气在锌空气电池发生反应时，由于二氧化碳的存在，会与碱性电解质反应并生成碳酸盐，这些盐会堵塞孔洞并降低电池的使用效率。

2、基于以上问题，本发明提出了一种多层套筒式的可拆卸锌空气电池结构，该电池主体结构为圆柱形，进排气孔洞分布在圆柱形电池的侧表面上；通过电池底壳上的360度圆形卡槽和螺纹，实现了锌棒阳极、电解质、空气阴极的可更换性；在电池测外壳上孔洞，面向空气的孔洞小，面向电池内部的孔洞大，使碳酸盐沉积时也不会改变电池的使用效率。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明的目的是提供一种内部元件可拆卸更换、结构新颖的新型锌空气电池。

2、为实现上述目的，本发明采取如下技术方案为：一种多层套筒式的可拆卸锌空气电池结构，其特征在于：所述的电池主体(1)为圆柱形，由电池底壳模块(2)、外套筒模块(3)、内套筒模块(4)、电池盖(5)；外套筒模块与内套筒模块通过360度圆形沟槽安装在电池底壳上；电池盖通过其内侧的螺纹旋转安装在内套筒模块上；实现了电池内部所有结构均可拆卸更换，延长了电池的使用寿命。

3、进一步，作为优选，所述的电池底壳模块(2)包括电池底部圆盘(6)360度圆形卡槽(7)、垂直固定螺纹支杆(8)、圆柱形可拆卸金属锌棒(9)；360度圆形卡槽和垂直固定螺纹支杆通过焊接安装在电池底部圆盘上，圆柱型可拆卸金属锌棒通过其内部螺纹旋转安装在垂直固定螺纹支杆上；实现了金属锌棒阳极的可拆卸更换。

4、进一步，作为优选，所述的外套筒模块(3)上均匀分布着240个孔洞(10)，其中面向空气的孔洞直径为2mm，面向电池内部的孔洞直径为4mm；外小内大孔洞结构使得空气进行催化反应时的效率更高，并且有效抑制了因反应过程中产生的碳酸盐堵塞孔洞而降低反应效率。

5、进一步，作为优选，所述的内套筒模块(4)包括圆柱形可拆卸反应催化层(11)、圆柱形可拆卸收集电荷层(12)、圆柱形可拆卸疏水进气层(13)、圆柱形可拆卸反应隔离层(14)、360度圆周形螺纹卡槽固定装置(15)；其中圆柱形可拆卸反应催化层、圆柱形可拆卸收集电荷层、圆柱形可拆卸疏水进气层、圆柱形可拆卸反应隔离层采用套筒结构旋转安插在电池底部圆盘上的360度圆形卡槽上；360度圆周形螺纹卡槽固定装置焊接圆柱形可拆卸疏水进气层上端；实现了阴极套筒结构内部元件的可拆卸和可更换，提高了电池的使用寿命。

6、本发明的有益效果：

7、1、本发明利用主体的圆柱形结构，使锌空气电池的摆放位置不受限制。

8、2、本发明将电池盖利用卡槽和螺纹安装在电池套筒上；锌棒、空气阴极和电池侧外壳利用360度卡槽和螺纹，通过套筒结构安装在电池底壳上，实现了电池内部元件的可更换。

9、3、本发明通过改变电池侧外壳上的不同侧的孔洞大小，提高了电池的使用效率，减轻了碳酸盐沉积所带来的影响。

1.一种多层套筒式的可拆卸锌空气电池结构，包括电池主体(1)，其特征在于：所述的电池主体(1)为圆柱形，由电池底壳模块(2)、外套筒模块(3)、内套筒模块(4)、电池盖(5)；外套筒模块与内套筒模块通过360度圆形沟槽安装在电池底壳上；电池盖通过其内侧的螺纹旋转安装在内套筒模块上；实现了电池内部所有结构均可拆卸更换，延长了电池的使用寿命。

2.根据权利要求1所述的一种多层套筒式的可拆卸锌空气电池结构，其特征在于：所述的电池底壳模块(2)包括电池底部圆盘(6)、360度圆形卡槽(7)、垂直固定螺纹支杆(8)、圆柱形可拆卸金属锌棒(9)；360度圆形卡槽和垂直固定螺纹支杆通过焊接安装在电池底部圆盘上，圆柱型可拆卸金属锌棒通过其内部螺纹旋转安装在垂直固定螺纹支杆上；实现了金属锌棒阳极的可拆卸更换。

3.根据权利要求1所述的一种多层套筒式的可拆卸锌空气电池结构，其特征在于：所述的外套筒模块(3)上均匀分布着240个进气孔洞(10)，其中面向空气的孔洞直径为2mm，面向电池内部的孔洞直径为4mm；外小内大孔洞结构使得空气进行催化反应时的效率更高，并且有效抑制了因反应过程中产生的碳酸盐堵塞孔洞而降低反应效率。

4.根据权利要求1所述的一种多层套筒式的可拆卸锌空气电池结构，其特征在于：所述的内套筒模块(4)包括圆柱形可拆卸反应催化层(11)、圆柱形可拆卸收集电荷层(12)、圆柱形可拆卸疏水进气层(13)、圆柱形可拆卸反应隔离层(14)、360度圆周形螺纹卡槽固定装置(15)、凝胶电解质(16)；其中圆柱形可拆卸反应催化层、圆柱形可拆卸收集电荷层、圆柱形可拆卸疏水进气层、圆柱形可拆卸反应隔离层采用套筒结构旋转安插在电池底部圆盘上的360度圆形卡槽上；360度圆周形螺纹卡槽固定装置焊接圆柱形可拆卸疏水进气层上端；凝胶电解质填充在圆柱形可拆卸反应隔离层和圆柱形可拆卸疏水进气层中间；实现了阴极套筒结构内部元件的可拆卸和可更换，提高了电池的使用寿命。