本发明设计一种可食用材料制备无毒无害电池的制备方法,属于环保型电池领域。
背景技术:
我国是各类电池的生产与消耗大国,例如我国锌锰干电池的生产量世界第一。但我国的电池回收率却非常低,大多数的废旧电池得不到回收。暴露在外的废旧电池不仅污染环境、影响人类健康,也是一种资源浪费。那么,如果有一种不需要回收的电池设计,依靠微生物降解就能将电池“消化”为对人体、对环境无害的物质,亦或者电池本身不需要处理就对环境无害,甚至电池本身是可食用的,那么就能够解决废旧电池污染环境的问题。
伏打电池由多层锌和银叠合而成,其间隔有浸渍水的物质,是人类发明的第一种电池。铅酸电池、锂电池等生活中常见的电池,它们的活性材料铅和锂对人体而言都是剧毒,而伏打电池的活性材料银在日常食品中较为常见,活性材料锌则是人体必需的微量元素,因此伏打电池非常适合作为对人体和环境无害电池的原理。本发明以伏打电池作为原理,利用银箔、盐、糯米纸、葡萄糖酸锌等可食用材料制取对人体和环境无害的电池,并用它点亮小灯泡验证了其的供电能力,为解决废弃电池污染环境的问题提供了思路。
技术实现要素:
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种可食用材料制备无毒无害电池的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
本发明提供了一种可食用材料制备无毒无害电池的制备方法,包括如下步骤:
步骤一,准备正极:
以纯度大于等于99.9%、厚度小于等于1mm的食用级银箔作为材料,通过剪切或折叠等工艺将其处理为需要的大小。
步骤二,制备负极:
以纯度大于等于99.9%、厚度小于等于1mm的食用级银箔作为材料,通过剪切或折叠等工艺将其处理为需要的大小;配置0.1mol/l~0.2mol/l的葡萄糖酸锌溶液作为沉积液;以100ma的沉积电流,在权利要求6中制备的集流体上进行20min沉积。
步骤三,制备电解质:
使用糯米纸等可食用且亲水性的隔膜作为电池隔膜;配置0.1mol/l~0.5mol/l的氯化钠溶液作为电解液;用氯化钠溶液浸润电池隔膜。
步骤四,组装无毒无害电池:
叠放正极、负极、电解质,装进电池外壳中。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例涉及一种可食用材料制备无毒无害电池的制备方法,其步骤如下:
取10μm厚、长宽各11cm的食用银箔,折叠3次成为约2.3cm×5.5cm大小,夹在铂电极夹下,固定在泡沫板下,便于后续电沉积操作。在150ml烧杯中称量17.20g葡萄糖酸锌粉末,配置成150ml葡萄糖酸锌溶液,作为电沉积锌的沉积液。
用蓝电电化学测试设备,以铂电极夹银箔为负极,锌片为正极,在葡萄糖酸锌溶液中以100ma的电流在银箔上电沉积锌20min,获得锌负极。
取10μm厚、长宽各11cm的食用银箔,折叠4次成为2.3cm×2.3cm大小,获得银正极。
在250ml烧杯中称量7.31g食用盐,配置成250ml盐水,放在一旁备用。
将20cm×20cm的糯米纸折叠6次成为2.5cm×2.5cm大小,用滴管汲取1ml盐水滴加在糯米纸上,轻轻抹匀使盐水完全浸润糯米纸,获得浸润盐水的电池隔膜。
以从下至上锌负极、电池隔膜、银正极的顺序叠成三明治结构,用镊子轻轻夹住电池的一边,卷成到体积最小,两头分别塞进胶囊中,再合并胶囊,组装成为胶囊状无害电池。
1.一种可食用材料制备无毒无害电池的制作方法,其特征在于,包括如下步骤:准备正极,制备负极,制备电解质,组装无毒无害电池。
2.根据权利要求1所述的准备正极,其特征在于,以纯度大于等于99.9%、厚度小于等于1mm的食用级银箔作为材料,通过剪切或折叠等工艺将其处理为需要的大小。
3.根据权利要求1所述的制备负极,其特征在于,通过电沉积的方式在集流体上获得高纯度或无害的锌膜,包括以下步骤:准备集流体,配置沉积液,进行电沉积。
4.根据权利要求1所述的制备电解质,其特征在于,包括以下步骤:准备电池隔膜、配置电解液、浸润电池隔膜。
5.根据权利要求1所述的组装无毒无害电池,其特征在于,包括以下步骤:叠放正极、负极、电解质,装壳。
6.根据权利要求3所述的准备集流体,其特征在于,包括以下步骤:以纯度大于等于99.9%、厚度小于等于1mm的食用级银箔作为材料,通过剪切或折叠等工艺将其处理为需要的大小。
7.根据权利要求3所述的配置沉积液,其特征在于该沉积液为0.1mol/l~0.2mol/l的葡萄糖酸锌溶液。
8.根据权利要求3所述的进行电沉积,其特征在于:以100ma的沉积电流,在权利要求6中制备的集流体上进行20min沉积。
9.根据权利要求4所述的电池隔膜,其特征在于:使用糯米纸等可食用且亲水性的隔膜作为电池隔膜。
10.根据权利要求4所述的电解液,其特征在于:为0.1mol/l~0.5mol/l的氯化钠溶液。
技术总结