[發(fā)明專利]一種防漏液及自測(cè)環(huán)境的鋁空氣電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410532712.8
• 申請(qǐng)日: 2014-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN104332675A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐芳復(fù);賴光偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 唐芳復(fù)
• 主分類號(hào): H01M12/06
• 分類號(hào): H01M12/06;H01M12/02;H01M8/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁空氣電池，尤其涉及一種防漏液及帶自測(cè)環(huán)境的鋁空氣電池。

背景技術(shù)

鋁空氣電池是使用空氣中的氧作為正極活性物質(zhì)的電池。該空氣電池的負(fù)極活性物質(zhì)一般為鋁合金，在放電反應(yīng)中生成金屬氧化物或者金屬氫氧化物。以往鋁空氣電池的電解液，作為電解質(zhì)在說中溶解了NaCl等中性水溶液，在水中溶解了NaOH等堿性水溶液。但是將中性水溶液作為電解液使用的情況下，由于鋁合金負(fù)極上的氧化膜在中心水溶液中不溶，因此電池存在電流效率低的缺點(diǎn)。另一方面，在將堿性水溶液作為電解液使用的情況下，雖然電池的工作電壓及電流效率高，但有自放電現(xiàn)象。

一般鋁空氣電池將空氣正極與電池外殼緊密接觸，空氣通過電池的外殼進(jìn)入電池內(nèi)部接觸空氣正極并反映，但是由于通氣孔與空氣正極貼的比較緊，使得空氣正極的反應(yīng)不均勻，而且電解液容易從通氣孔滲漏出來。

一般鋁空氣電池采取在空氣正極外部孔壁上設(shè)置金屬彈片，與空氣正極的集流網(wǎng)基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)正極集流的作用。但是這種電池需要假設(shè)金屬彈片導(dǎo)電，工藝復(fù)雜，且金屬彈片容易脫落變動(dòng)，從而導(dǎo)電性不穩(wěn)。

另外，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，空氣中的氧進(jìn)入電池的同時(shí)，空氣中的二氧化碳也進(jìn)入電池，溶解于電解液中，使得堿性電解液碳酸化，導(dǎo)致電解液的導(dǎo)電性能下降，電池的內(nèi)阻增大，同時(shí)碳酸鹽在正極上的析出物使得正極的性能下降，不僅影響了電池的放電性能，而且是電池的壽命受到很大影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明創(chuàng)造提供一種制作工藝簡(jiǎn)單，電池導(dǎo)電性穩(wěn)定，適合大電流放電且導(dǎo)電性好的鋁空氣電池。本鋁空氣電池內(nèi)部自帶PH指示劑，能夠測(cè)試空氣正極和鋁負(fù)極的放電環(huán)境，同時(shí)通過勵(lì)振裝置，能夠?qū)⒎磻?yīng)析出物及時(shí)清除，保持電池內(nèi)部自清潔。

一種防漏液及自測(cè)環(huán)境的鋁空氣電池包含具有催化劑的正極、具有鋁粉的負(fù)極、電解液、陰離子交換膜。

所述的陰離子交換膜把電池殼體一份為二：正極腔室和鋁負(fù)極腔室，正極腔室包含空氣正極和空氣層，所述的空氣層有通氣孔，保證空氣通過率。

所述的空氣正極包含正極催化劑、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、氧擴(kuò)散膜、正極集電體；所述的正極催化劑?的組分為還原氧的乙炔黑：二氧化錳：=PTFE?10:10:1；所述的導(dǎo)電劑為碳材料；所述的?粘結(jié)劑不溶于電解液的物質(zhì)即可；所述的正極集電體截面為矩波浪形狀，與正極殼體接觸面積為10-50%；所述的氧擴(kuò)散膜也是氧選擇性通過膜；所述的正極集電體是導(dǎo)電材料即可，優(yōu)選鎳或不銹鋼，作用是放電用的；所述的空氣正極端部連接上外部連接用的鎳帶端子，使得正極材料與電池殼體的表面連接得到空氣正極。

所述的空氣正極端口處設(shè)有PH指示劑，用于檢測(cè)是否有電池漏液或者電池吸水；所述的空氣正極底部設(shè)有勵(lì)振裝置，按壓勵(lì)振裝置能將反應(yīng)析出物析出電池外部，從端口抽出。??????

所述的鋁負(fù)極腔室由電解液腔室和鋁膏組成；所述的電解液腔室的端口設(shè)置于鋁負(fù)極腔室的端口，為同一端口，此端口為彈簧裝置端口，下設(shè)有機(jī)玻璃刺針，長(zhǎng)度略低于電解液腔室。所述的鋁膏是有高純度鋁粉組成的，優(yōu)選鋁含量99%以上，鎂含量0.0001%-0.0003%，硅含量0.0001%-0.0002%，金屬化合物粒子在鋁合金每單位表面積中占0.5%以下，同時(shí)含有惰性氣體或氯氣。

所述的空氣正極和鋁負(fù)極之間有一層陰離子交換膜，陰離子交換膜的交換容量為0.5-3.0毫當(dāng)量/g。

有益效果：

通過空氣正極和鋁負(fù)極之間增加了一層陰離子交換膜，由于存在陰離子交換膜，使得負(fù)極堿性水溶液中的氫氧化物離子濃度低于正極側(cè)的堿性水溶液中的氫氧化物的濃度，負(fù)極側(cè)的電解液的PH比正極側(cè)的電解液小，抑制鋁負(fù)極的自腐蝕。

所述的空氣正極底部安裝有勵(lì)振裝置，通過勵(lì)振，使得空氣正極的析出物能夠及時(shí)排除，延長(zhǎng)電池的使用壽命，同時(shí)電解液可以通過帶密封塞的端口實(shí)現(xiàn)內(nèi)部與外部循環(huán)，排出反應(yīng)中的有毒物質(zhì)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)原理圖

1-空氣正極；2-陰離子交換膜；3-電解液腔室頂部的彈簧裝置端口；4-彈簧裝置下的有機(jī)玻璃刺針；5-電解液；6-鋁粉制成的鋁膏；7-PH指示劑；8-勵(lì)振裝置及其按鈕。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1說明本發(fā)明創(chuàng)造的具體實(shí)施步驟：

一種防漏液及自測(cè)環(huán)境的鋁空氣電池，由具有催化劑的正極、有鋁合金的負(fù)極、空氣導(dǎo)入口、電解液、陰離子交換膜組成，正極與負(fù)極之間具有陰離子交換膜將正極側(cè)的電解液與負(fù)極側(cè)的電解液分離。