本發(fā)明屬于智能設(shè)備充電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能終端的充電裝置及充電方法。

背景技術(shù)：

隨著電子技術(shù)的發(fā)展與電子產(chǎn)品的普及，電池性能成為制約電子產(chǎn)品性能最大的瓶頸。目前，市面上絕大多數(shù),智能終端臨時充電使用的備用電源大多數(shù)采用的是鋰電池技術(shù)。隨著對鋰電池研究的不斷深入以及鋰電池技術(shù)的不斷成熟，在實際應(yīng)用中出現(xiàn)了各種各樣的問題，如電池的充電速度、電池可能燃燒甚至爆炸以及智能終端設(shè)備發(fā)熱等。除此以外，廢舊鋰電池回收處理不得當(dāng)將產(chǎn)生對環(huán)境造成污染的化學(xué)物質(zhì)，回收處理成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種方便實用且環(huán)保的智能終端的充電裝置及充電方法。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種智能終端的充電裝置包括儲電模塊、升壓模塊和充電接口，所述儲電模塊采用鋅空氣電池，所述升壓模塊設(shè)置在所述儲電模塊的殼體內(nèi)，所述充電接口設(shè)置在所述儲電模塊的殼體外，所述升壓模塊的輸入端與所述儲電模塊的正極和負(fù)極連接，所述升壓模塊的輸出端與所述充電接口連接。

進(jìn)一步地，所述儲電模塊的陽極是碳電極，陰極是鋅膏，所述儲電模塊內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)為：

陽極：O₂+2H₂O+4e＝4OH^-；陰極：Zn+2OH^-＝ZnO+H₂O+2e；總反應(yīng)：2Zn+O₂＝2ZnO。

更進(jìn)一步地，所述鋅膏由鋅粉、氧化銦、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸和氫氧化鉀等混合而成。

進(jìn)一步地，所述升壓模塊采用DC-DC升壓電路，所述DC-DC升壓電路將所述儲電模塊的輸出電壓提升到3.7V～5V。

進(jìn)一步地，所述充電接口采用Micro-USB接口或者lightning接口。

一種智能終端的充電方法，其包括以下步驟：

設(shè)置一包括儲電模塊、升壓模塊和充電接口的智能終端的充電裝置，升壓模塊設(shè)置在儲電模塊的殼體內(nèi)，充電接口設(shè)置在儲電模塊的殼體外；升壓模塊的輸入端與儲電模塊的正極和負(fù)極連接，升壓模塊的輸出端與充電接口連接；

儲電模塊采用鋅空氣電池，其內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)：

陽極：O₂+2H₂O+4e＝4OH^-；陰極：Zn+2OH^-＝ZnO+H₂O+2e；總反應(yīng)：2Zn+O₂＝2ZnO；

升壓模塊對儲電模塊產(chǎn)生的電壓進(jìn)行升壓，將電壓提升到外部智能終端充電所需要的電壓；

外部智能終端與充電接口連接，升壓模塊通過充電接口為外部智能終端進(jìn)行充電。

由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明通過設(shè)置儲電模塊、升壓模塊和充電接口，儲電模塊采用鋅空氣電池，能夠作為智能終端的臨時補充電源，可以隨時隨地的對智能終端進(jìn)行充電。本發(fā)明具有環(huán)保、安全性高、原材料價格低等優(yōu)點。儲電模塊采用鋅空氣電池為材料，縮小了本發(fā)明充電裝置的體積，提高了儲存電量比例，同時開放式的放電環(huán)境，鋅與氧氣發(fā)生反應(yīng)，不產(chǎn)生任何對環(huán)境造成污染的物質(zhì)。另外，本發(fā)明儲電模塊所需要的鋅在地球上的儲量大、易獲取、價格低廉，且性能穩(wěn)定、比能量高，是一種優(yōu)秀的可循環(huán)能量載體。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施例提供的一種智能終端的充電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、儲電模塊；2、升壓模塊；3、充電接口。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種智能終端的充電裝置，其包括儲電模塊1、升壓模塊2和充電接口3。儲電模塊1采用鋅空氣電池，升壓模塊2設(shè)置在儲電模塊1的殼體內(nèi)，充電接口3設(shè)置在儲電模塊1的殼體外。升壓模塊2的輸入端與儲電模塊1的正極和負(fù)極連接，升壓模塊2的輸出端與充電接口3連接。

升壓模塊2采用DC-DC升壓電路，儲電模塊1的開路電壓為1.42V，升壓模塊2將1.42V開路電壓提升到3.7V～5V，從而能夠為智能終端進(jìn)行充電。

儲電模塊1的陽極是起催化作用的碳電極，陰極是鋅膏。利用本發(fā)明智能終端的充電裝置為外部智能終端進(jìn)行充電時，儲電模塊1內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。空氣中的氧氣通過鋅空氣電池殼體上的孔進(jìn)入鋅空氣電池的腔體內(nèi)，附著在陽極的碳電極上。

儲電模塊1的工作原理為：

陽極：O₂+2H₂O+4e＝4OH^-；陰極：Zn+2OH^-＝ZnO+H₂O+2e；總反應(yīng)：2Zn+O₂＝2ZnO。

進(jìn)一步地，儲電模塊1中的鋅膏由鋅粉、氧化銦、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸和氫氧化鉀等按照一定比例混合而成。

進(jìn)一步地，儲電模塊1中的集流體采用銅或鋁制作而成。

進(jìn)一步地，充電接口3采用Micro-USB接口或者lightning接口等，從而能夠為市面上絕大多數(shù)智能終端進(jìn)行充電。

本發(fā)明智能終端的充電裝置使用時，空氣中的氧氣源源不斷地進(jìn)入儲電模塊1的腔體內(nèi)，附著在陽極的碳電極上。儲電模塊1內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電壓為1.42V，升壓模塊2將1.42V電壓提升到3.7V～5V，升壓模塊2通過充電接口3輸出3.7V～5V電壓，外部智能終端通過與充電接口3連接進(jìn)行充電。

基于本發(fā)明提供的智能終端的充電裝置，本發(fā)明還提供了一種智能終端的充電方法，其包括以下步驟：

S1、設(shè)置一包括儲電模塊1、升壓模塊2和充電接口3的智能終端的充電裝置，升壓模塊2設(shè)置在儲電模塊1的殼體內(nèi)，充電接口3設(shè)置在儲電模塊1的殼體外。升壓模塊2的輸入端與儲電模塊1的正極和負(fù)極連接，升壓模塊2的輸出端與充電接口3連接。

S2、儲電模塊1采用鋅空氣電池，其內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)：

陽極：O₂+2H₂O+4e＝4OH^-；陰極：Zn+2OH^-＝ZnO+H₂O+2e；總反應(yīng)：2Zn+O₂＝2ZnO。

S3、升壓模塊2對儲電模塊1產(chǎn)生的電壓進(jìn)行升壓，將電壓提升到外部智能終端充電所需要的電壓。

S4、外部智能終端與充電接口3連接，升壓模塊1通過充電接口3為外部智能終端進(jìn)行充電。

本發(fā)明智能終端的充電裝置中的鋅空氣電池與現(xiàn)有的的鋰離子電池相比，具有環(huán)保的優(yōu)點，具體表現(xiàn)在：

廢舊鋰離子電池的電極材料進(jìn)入環(huán)境中，可與環(huán)境中其它物質(zhì)發(fā)生水解、分解、氧化等化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生重金屬離子、強堿和負(fù)極碳粉塵，造成重金屬污染、堿污染和粉塵污染。

廢舊鋰離子電池的電解質(zhì)進(jìn)入環(huán)境中，可發(fā)生水解、分解、燃燒等化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生HF、含砷化合物和含磷化合物，造成氟污染和砷污染。

廢舊鋰離子電池的溶劑經(jīng)過水解、燃燒分解等化學(xué)反應(yīng)，生成甲醛、甲醇、乙醛、乙醇、甲酸等小分子有機物，這些小分子物質(zhì)易溶于水，可造成水源污染。

廢舊鋰離子電池的其它物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境中可造成有機物污染和氟污染。

而本發(fā)明智能終端的充電裝置的儲電模塊1采用鋅空氣電池，鋅空氣電池中的電解液KOH溶液是唯一的腐蝕性材料，其他材料無毒、無害，完全可以做到零污染。氫氧化鉀在環(huán)境中會和二氧化碳結(jié)合生成碳酸鉀，碳酸鉀可以自然降解。

本發(fā)明智能終端的充電裝置中的鋅空氣電池與現(xiàn)有的的鋰離子電池相比，具有安全性高的優(yōu)點，具體表現(xiàn)在：

穿刺實驗：鋅空氣電池在外力穿刺解體后不會出現(xiàn)燃燒和有毒氣體。鈷酸鋰和錳酸鋰類的鋰電池在穿刺實驗中會出現(xiàn)爆燃。磷酸亞鐵鋰電池穿刺實驗后爆燃的概率較小，但其電解液和空氣中的水分接觸后會出現(xiàn)強烈水解會釋放氫氟酸等劇毒氣體。

溫度實驗：鋅空氣電池可以在120度正常運行，即使在火場環(huán)境中，只要有電解液存在也不會燃燒。電解液干涸后，鋅粉和空氣中氧會緩慢氧化，不會爆燃。鋰電池環(huán)境溫度超過50度就有爆燃的可能，在火場環(huán)境中鋰電池會出現(xiàn)連鎖爆燃現(xiàn)象。

鋅空氣電池經(jīng)過穿刺實驗、短路試驗、2米跌落試驗、140℃加熱試驗和過放電試驗，均保持安全可靠，沒有有害物質(zhì)釋放，也沒有危險情況發(fā)生。

本發(fā)明智能終端的充電裝置中的鋅空氣電池與現(xiàn)有的的鋰離子電池相比，具有性能指標(biāo)高的優(yōu)點，具體表現(xiàn)在：

1)如表1所示，鋅空氣電池的能量密度高，鋅空氣電池重量比能量密度的理論值為1350wh/kg，實際上也高于200Wh/Kg遠(yuǎn)高于其它電池。

表1各種電池的性能比較

2)原材料價格低：

鋅空氣電池的基礎(chǔ)原材料是金屬鋅、活性碳，原材料容易獲得，鋅空氣電池的主要結(jié)構(gòu)包括外殼、集流體、鋅膏、隔膜、空氣電極，價格遠(yuǎn)低于其它電池。

3)溫度范圍適用廣：鋅空氣電池對于溫度的適應(yīng)范圍很廣，允許工作溫度范圍為-20℃到60℃。溫度低時，只要電解液不發(fā)生凝固，鋅空氣電池仍可工作；溫度高時，只要電解液沒有過度喪失，鋅空氣電池仍可工作。實驗結(jié)果表明：在25度鋅空氣電池的放電容量為3900mAh，在47度鋅空氣電池的放電容量為3700mAh，在零下10度鋅空氣電池的放電容量為3300mAh。

4)放電穩(wěn)定。放電600分鐘，鋅空氣電池的放電電壓維持在1.0V～1.42V。

5)體積小。例如：提供1000mAh電量需要8立方厘米的體積。

6)儲存時間長。對鋅空氣電池進(jìn)行高溫貯存，實驗結(jié)果表明六周時間鋅空氣電池的容量約下降了5％,同時電壓沒有明顯變化。

本發(fā)明不局限于上述最佳實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。