[發明專利]電解液循環式鋅空氣電池電解液添加劑

有效

• 申請號: 201310080699.2
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN104051819B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 許維國
• 申請（專利權）人: 沈陽鑫科能源技術有限公司
• 主分類號: H01M12/06
• 分類號: H01M12/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 周秀梅,李穎

技術領域

本發明涉及電池技術領域，具體的說是一種電解液循環式鋅空氣電池電解液添加劑。

技術背景

鋅空氣電池作為高性能的綠色化學電源，具有容量大、比能量高、成本低、放電性能穩定、安全、零污染、大功率及材料可再生等特點，己成為當今世界能源領域的開發熱點。特別是隨著人們對環境問題的日益重視和能源危機的不斷加重，我們對電動交通工具的渴望比以往任何時候都迫切，而鋅空氣電池的上述特點使其成為車載動力電池的重要選項之一。

作為動力的鋅空電池通常分為機械充電式和電解液循環式兩種。機械充電式的結構簡單，造價比較低，但鋅燃料的利用不高，而且更換鋅極也比較麻煩，商業化運作成本高。我們提出的電解液循環式鋅空氣電池不同于之前的“注入式”鋅空氣電池。其區別在于我們的電解液循環式的設計可以把反應生成的氧化鋅帶出電池反應腔，保持鋅燃料的反應活性。而“注入式”鋅空氣電池的反應生成物氧化鋅沒有排除電池腔外，隨著反應的進行，電池的內阻會不斷升高，最終導致電池不能放電。

動力型的鋅空氣電池一般以KOH溶液為電解液，鋅負極在堿性環境中，與從空氣電極擴散來的氧發生電化學反應生成氧化鋅。在影響鋅空氣電池性能的眾多因素中，除了電極材料本身的性質外，電解液也起著非常重要的作用。電解液作為電池的重要組成部分之一，其組成、濃度、和所使用的添加劑對電池的性能都有很大影響。

發明內容

本發明的目的是為了提高電解液循環式鋅空氣電池的放電性能，提供的一種電解液循環式鋅空氣電池電解液添加劑。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種電解液循環式鋅空氣電池電解液添加劑，添加劑為α—羥基羥酸鹽與胺類物質的復配或α—羥基羥酸鹽、胺類物質和季銨鹽的復配，所述添加劑添加量為電解液總重量的0.1-0.15%。

所述α—羥基羥酸鹽、胺類物質、季銨鹽與電解液的質量比為0.3～0.5∶0.3～0.5∶0.01～0.03∶100；

或所述α—羥基羥酸鹽、胺類物質與電解液的質量比為0.3～0.5∶0.3～0.5∶100。

所述α—羥基羥酸鹽為檸檬酸鈉或蘋果酸鈉；胺類物質為二乙醇胺或三乙醇胺；季銨鹽為十六烷基三甲基溴化銨或四丁基溴化銨。

所述添加劑與電解液之間的質量比具體為：

檸檬酸鈉：二乙醇胺：十六烷基三甲基溴化銨∶電解液=0.5∶0.5∶0.01∶100；

檸檬酸鈉：二乙醇胺：四丁基溴化銨∶電解液=0.5∶0.5∶0.01∶100；

檸檬酸鈉：二乙醇胺：電解液=0.5∶0.5∶100。

檸檬酸鈉：三乙醇胺：十六烷基三甲基溴化銨∶電解液=0.5∶0.5∶0.01∶100。

蘋果酸鈉:二乙醇胺：十六烷基三甲基溴化銨∶電解液=0.5∶0.5∶0.01∶100。

蘋果酸鈉:二乙醇胺：四丁基溴化銨∶電解液=0.5∶0.5∶0.01∶100。

蘋果酸鈉:二乙醇胺：電解液=0.5∶0.5∶100。

蘋果酸鈉:三乙醇胺：十六烷基三甲基溴化銨∶電解液=0.5∶0.5∶0.01∶100。

在鋅空氣電池電解液中添加α—羥基羥酸鹽、胺類物質和季銨鹽中幾種，以達到抑制鋅電極自放電，加快氧化鋅生成速率的目的。先將α—羥基羥酸鹽、胺類物質和季銨鹽中的一種或幾種的混合均勻后，一同加入電解液中。所述添加劑不僅適用于電解液循環式鋅空氣電池電解液，同時適用于其他形式的鋅空氣電池電解液。所述電解液為7mol/L氫氧化鉀溶液。

所謂電解液循環式鋅空氣電池是指，利用電解液從電池到過濾槽的循環過程，將放電產物氧化鋅一同循環輸送到過濾槽中，當電解液通過過濾槽中的濾膜時，氧化鋅會停留在濾膜上被過濾出來，電解液中的其他組分會通過濾膜并被重新輸送到電池腔中，循環使用。

本發明所具有的優點：本發明所述的電解液添加劑溶于常規的電解液循環式鋅空氣電池電解液，按正常生產工藝制備電解液循環式鋅空氣電池。電池處于正常放電時，添加劑可以有效的減少鋅枝晶的產生，起到保護隔膜的作用。同時該添加劑還具有一定抑制電池自放電和促進氧化鋅形成的作用，結合電解液循環式鋅空氣電池自身的循環系統，可以提高電解液循環式鋅空氣電池的循環穩定性和燃料的利用率。

具體實施方式

下面是本發明的一些實例，僅作為例證，而不應看作是對任何方面有所限制。顯然，對于本領域的技術人員來說，在不偏離公開內容的精神和范圍以及權益要求范圍的前提下，可根據前述公開內容和討論對本發明進行改進和深化。