[發明專利]鎂水電池

無效

• 申請號: 200910193341.4
• 申請日: 2009-10-27
• 公開（公告）號: CN102054995A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 黃忠勇
• 申請（專利權）人: 黃忠勇
• 主分類號: H01M6/30
• 分類號: H01M6/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及電池產品技術領域，特指一種采用鎂合金板作為陰極的鎂水電池。

背景技術：

現已廣泛被大家使用的鋰離子電池是由鋰電池發展而來的。鋰電池的負極材料是鋰金屬，正極材料是碳材。而鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負極材料是碳材。電池通過正極產生的鋰離子在負極碳材中的嵌入與遷出來實現電池的充放電過程。鋰離子電池自1990年問世以來，因其卓越的性能得到了迅猛的發展，并廣泛地應用于社會。鋰離子電池以其它電池所不可比擬的優勢迅速占領了許多領域，像大家熟知的移動電話、筆記本電腦、小型攝像機等等，且越來越多的國家將該電池應用于軍事用途。

通常鋰離子電池包括如下結構：

1、正極構造：LiCoO2(鈷酸鋰)+導電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體(鋁箔)

2、負極構造：石墨+導電劑(乙炔黑)+增稠劑(CMC)+粘結劑(SBR)+集流體(銅箔)正極上發生的反應為：

LiCoO2＝充電＝Li1-xCoO2+Xli++Xe(電子)

負極上發生的反應為

6C+XLi++Xe＝＝＝＝＝LixC6

但是鋰離子電池也存在一些不足：

1、如果有水進入將會產生電解反應，導致電容量降低。

2、如果電池過充有可能發生電池爆炸。

除鋰離子電池外，還有一種鋰一水電池，其是以水為氧化劑，以堿金屬為負極活性物質，在電解反應時產生電流。但是由于鋰是一種活潑性較高的物質，其會與水產生強烈的反應，這樣就會對負極活性物質產生腐蝕，如果反應劇烈，可能會產生火花。針對于此，本申請人提出一種具有較高安全性的水電池。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題就是克服現有技術之不足，提供一種采用鎂合金板作為陰極的鎂水電池。

為解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：該鎂水電池包括采用鎂合金板或者鑄造鎂合金板制作的陰極、隔離紙、活性碳層以及采用銅板或者泡沫銅制作的陽極，其中陰極、隔離紙、活性碳層以及陽極依次疊加，封裝在一個殼體內，并且在殼體內注入有作為電解液的水。

所述殼體內的水的注入量為：至少將陰極、隔離紙、活性碳層以及陽極浸潤。

本發明的工作原理是：陰極中的鎂合金在水中生產鎂離子，生成的鎂離子經過電解液運動到陽極作為集流體的銅板或者泡沫銅(或者其他具有導電泡沫金屬)。由于陽極與活性碳層貼合，同時活性碳上有的微觀結構中，其具有很多微孔，到達這里的鎂離子就嵌入到活性碳層的微孔中，嵌入的鎂離子越多，電容量越高。當本發明中的陰極、陽極與外接負載的電源正負極連接后，本發明將開始進行放電，嵌在陽極活性碳層的鎂離子脫出、由陽極游離到陰極，開始放電。

附圖說明：

圖1是本發明的內部結構示意圖；

圖2是本發明實施例一的立體圖。

具體實施方式：

見圖1，本發明包括：陰極1、隔離紙2、活性炭層3以及陽極4。

其中，陰極1為：采用鎂合金板或者鑄造鎂合金板制作。

隔離紙2；其作用是防止正負極活性物質直接接觸，造成電池內部短路。隔離紙2通常采用紙質的隔離材料，其具有如下優點：

1、在電解液中具有良好的化學穩定性和一定的機械強度，并能承受電極活性物質的氧化還原作用。

2、離子通過隔離紙2的能力較大，即隔離紙2對電解質離子運動的阻力要小。這樣，電池內阻就相應減小，電池在放電時的能量損耗減小。

3、隔離紙2為電子的良好絕緣體。

4、價格低廉。

活性碳層；

陽極：采用銅板或者泡沫金屬，通常可選擇泡沫銅制作。

其中陰極1、隔離紙2、活性碳層3以及陽極4依次疊加，封裝在一個殼體5內，并且在殼體5內注入有作為電解液的水，如圖2所示。

所述殼體5內的水的注入量為：至少將陰極、隔離紙、活性碳層以及陽極浸潤。

本發明的化學方程式為：Mg+H₂O＝MgO+H₂

其中負極電解方程式為：Mg-2e^-+2OH^-＝Mg+H₂O

正極電解方程式為：2H₂O+2e^-＝2OH^-+H₂