一種高效率電池制造技術

本實用新型專利技術公開了一種高效率電池，它涉及電池技術領域，碳外殼體的內殼內壁設置有發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維一，正電極安裝在碳外殼體內，負電極與石墨碳外殼體一體，碳外殼體內設置有電解液，發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維二與正電極連接，所述的正電極、負電極均是由發泡碳、石墨烯層、編織式碳纖維極，發泡碳的外表面包裹有石墨烯層，編織式碳纖維極安裝在石墨烯層的上端，編織式碳纖維極將編成辮子/繩子狀，同時作為電池電極的輸出導線。本實用新型專利技術提高了耐用性，降低了成本，同時減輕了重量和避免了電解液腐蝕，延長了使用壽命。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

:本技術涉及一種高效率電池，屬于電池

技術介紹
:電池(battery)指盛有電解質溶液和金屬電極以產生電流的杯、槽或其他容器或復合容器的部分空間。隨著科技的進步，電池泛指能產生電能的小型裝置。在化學電池中，化學能直接轉變為電能是靠電池內部自發進行氧化、還原等化學反應的結果，這種反應分別在兩個電極上進行。負極活性物質由電位較負并在電解質中穩定的還原劑組成，如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳氫化合物等。正極活性物質由電位較正并在電解質中穩定的氧化劑組成，如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物，氧或空氣，鹵素及其鹽類，含氧酸及其鹽類等。電解質則是具有良好離子導電性的材料，如酸、堿、鹽的水溶液，有機或無機非水溶液、熔融鹽或固體電解質等。當外電路斷開時，兩極之間雖然有電位差(開路電壓)，但沒有電流，存儲在電池中的化學能并不轉換為電能。當外電路閉合時，在兩電極電位差的作用下即有電流流過外電路。同時在電池內部，由于電解質中不存在自由電子，電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質與電解質界面的氧化或還原反應，以及反應物和反應產物的物質迀移。電荷在電解質中的傳遞也要由離子的迀移來完成。因此，電池內部正常的電荷傳遞和物質傳遞過程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時，電池內部的傳電和傳質過程的方向恰與放電相反；電極反應必須是可逆的，才能保證反方向傳質與傳電過程的正常進行。因此，電極反應可逆是構成蓄電池的必要條件。為吉布斯反應自由能增量(焦)；F為法拉第常數=96500庫=26.8安?小時；n為電池反應的當量數。這是電池電動勢與電池反應之間的基本熱力學關系式，也是計算電池能量轉換效率的基本熱力學方程式。實際上，當電流流過電極時，電極電勢都要偏離熱力學平衡的電極電勢，這種現象稱為極化。電流密度(單位電極面積上通過的電流)越大，極化越嚴重。極化現象是造成電池能量損失的重要原因之一。極化的原因有三:①由電池中各部分電阻造成的極化稱為歐姆極化；?由電極-電解質界面層中電荷傳遞過程的阻滯造成的極化稱為活化極化；③由電極-電解質界面層中傳質過程遲緩而造成的極化稱為濃差極化。減小極化的方法是增大電極反應面積、減小電流密度、提高反應溫度以及改善電極表面的催化活性。
技術實現思路
:針對上述問題，本技術要解決的技術問題是提供一種高效率電池。本技術的一種高效率電池，它包含正電極、負電極、電解液、碳外殼體、發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維一、發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維二，碳外殼體的內殼內壁設置有發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維一，正電極安裝在碳外殼體內，負電極與碳外殼體一體，碳外殼體內設置有電解液，發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維二與正電極連接，所述的正電極、負電極均是由發泡碳、石墨烯層、編織式碳纖維極，發泡碳的外表面包裹有石墨烯層，編織式碳纖維極安裝在石墨烯層的上端，編織式碳纖維極將編成辮子/繩子狀，同時作為電池電極的輸出導線。作為優選，所述的正電極與負電極的中部設置有隔離板/膜，隔離板/膜將電解液分開，其膜的作用將正負極隔開，也可以使用海水凈化透析膜，將電解液分為甲、乙二種電解液，提高了電壓。作為優選，所述的電解液中添加了金屬/非金屬粉末，其可以是一種或者二種電解液。作為優選，所述的正、負電極為發泡碳、石墨烯、碳纖維、碳納米管。作為優選，所述的金屬粉末為納米末。作為優選，所述的正電極與負電極所附著使用的發泡碳、石墨烯、碳纖維、碳納米管均可在表面加渡金屬膜；如銀、銅、銷、絡、鈦、鋇、镲、鉬、鈷、鉬等作為集流網(柵)。作為優選，所述的正負極集流網(柵)上可以采用同一種或者多種活性物質，如銀粉或者上述金屬粉末或非金屬粉壓制的電極，如Ag電極，鋅電極等電鍍或未電鍍的集流柵。作為優選，所述的碳纖維、發泡碳、石墨烯各做為正、負極板/柵，中部及外部有尼龍或塑料隔膜隔開，加注電解液，也可選擇尼龍或塑料尼龍或塑料作為外密封閉，由石墨烯、碳纖維引出為正負極接線。本技術的有益效果為:提高了耐用性，降低了成本，同時減輕了重量和避免了電解液腐蝕，延長使用壽命。【附圖說明】:為了易于說明，本技術由下述的具體實施及附圖作以詳細描述。圖1為本技術中電池的結構示意圖；圖2為本技術中密封封裝的結構示意圖；圖3為本技術中帶有隔離板的電池結構示意圖；圖4為本【具體實施方式】中電池充電示意圖；圖5為本【具體實施方式】中電池放電示意圖；圖6為本技術中電極的結構示意圖；圖7為本【具體實施方式】中電極的另一種結構示意圖；圖8為本【具體實施方式】中三文治型軟薄膜型電池的結構示意圖；圖中:1-正電極；2_負電極；3-電解液；4_碳外殼體；5_發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維一 ；6_發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維二 ；7_隔離板膜；11_發泡碳；12-石墨烯層；13-編織式碳纖維極。【具體實施方式】:為使本技術的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面通過附圖中示出的具體實施例來描述本技術。但是應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本技術的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本技術的概念。如圖1-8所示，本【具體實施方式】采用以下技術方案:它包含正電極1、負電極2、電解液3、碳外殼體4、發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維一 5、發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維二 6，碳外殼體4的內殼內壁設置有發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維一 5，正電極I安裝在碳外殼體4內，負電極2與碳外殼體4 一體，碳外殼體4內設置有電解液3，發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維二 6與正電極I連接，所述的正電極1、負電極2均是由發泡碳11、石墨烯層12、編織式碳纖維極13組成，發泡碳11的外表面包裹有石墨烯層12，編織式碳纖維極13安裝在石墨烯層12的上端，編織式碳纖維極13將編成辮子/繩子狀，同時作為電池電極的輸出導線。進一步的，所述的正電極I與負電極2的中部設置有隔離板/膜7，隔離板/膜7將電解液3分開，其膜的作用將正負極隔開，也可以使用海水凈化透析膜，將電解液分為甲、乙二種電解液，提高了電壓。進一步的，所述的電解液中除去用水、鹽、堿、酸及無機溶液；除去添加以上列出金屬外:鉀、媽、鎂、銀、鐵、鋰、鈉等；并非金屬元素:磷、硼、硫、碘等可以加入。本【具體實施方式】的電極中間內部由Carbon Foam:發泡碳/碳泡沫材料，外部再用一層碳纖維材料Carbon Fiber/Graphene石墨稀材料來包裹并且固定住。而碳纖維在輸出部分也將編成辮子/繩子狀，同時做為電池電極的輸出導線。這樣，電池沒有金屬導線，金屬極板。電池的電解液將不會對以前所用金屬極/導線產生任何腐蝕；極大提高了電池本身久久耐用性。即:電池極由內心由發泡碳為心，利用其多孔的三維立體極大的表面積，可以極大提高接受/納電子/離子的面積。而外面一層由碳纖維或石墨烯做為一個袋子類包裹住碳泡沫同時，這個袋子的收口由編織成為繩子狀連接線，當成導線引出電池包裝盒/封裝外，可以做為聯接充電器或負載的正、負極接線(柱)用。如圖7整個電極由內心/層為碳纖維材料，包裹外面部分為石墨烯材料。并且石墨烯和碳纖維都可以單獨/本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高效率電池，其特征在于：它包含正電極(1)、負電極(2)、電解液(3)、碳外殼體(4)、發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維一(5)、發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維二(6)，碳外殼體(4)的內殼內壁設置有發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維一(5)，正電極(1)安裝在碳外殼體(4)內，負電極(2)與碳外殼體(4)一體，碳外殼體(4)內設置有電解液(3)，發泡碳、石墨烯、碳納米管組件及碳纖維二(6)與正電極(1)連接，所述的正電極(1)、負電極(2)均是由發泡碳(11)、石墨烯層(12)、編織式碳纖維極(13)組成，發泡碳(11)的外表面包裹有石墨烯層(12)，編織式碳纖維極(13)安裝在石墨烯層(12)的上端。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄢俊，
申請(專利權)人：鄢俊，
類型：新型
國別省市：北京;11