[發(fā)明專利]鋁合金空氣電池裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410690630.6
• 申請(qǐng)日: 2014-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN104393370B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹梅君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 曹梅君
• 主分類號(hào): H01M12/06
• 分類號(hào): H01M12/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種鋁合金空氣電池裝置，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有陽極和陰極，陽極上設(shè)有陽極引出電極，陰極上設(shè)有陰極引出電極，殼體內(nèi)還設(shè)有電解質(zhì)溶液，還設(shè)有儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐通過管路與殼體內(nèi)部連接，管路上設(shè)有電解質(zhì)泵，以使電解質(zhì)溶液在儲(chǔ)液罐和殼體之間流動(dòng)。本發(fā)明提供的一種鋁合金空氣電池裝置，通過控制陽極浸入電解質(zhì)溶液的深淺，從而來控制電池的放電速度。當(dāng)電池不需要工作時(shí)，使陽極脫離電解質(zhì)溶液，這樣不僅杜絕了電池因不用時(shí)發(fā)生的自放電反應(yīng)，而且大量無功消耗陽極的自腐反應(yīng)此時(shí)也被杜絕，避免了陽極中的鋁被大量浪費(fèi)，從而大幅提高鋁鈉合金空氣電池的比能量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬空氣電池的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種鋁合金空氣電池裝置。

背景技術(shù)

在已知的金屬空氣化學(xué)電池中，鋁空氣電池原理與本發(fā)明最為相近。鋁空氣電池利用鋁作為電池的陽極，催化氧氣做陰極，強(qiáng)堿性溶液作為電解質(zhì)溶液，當(dāng)鋁與氧氣分別在兩極發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，電池放電。以電解質(zhì)為氫氧化鈉(鉀和鈉的化學(xué)性質(zhì)十分相近電解質(zhì)溶液也可用氫氧化鉀溶液替換氫氧化鈉鉀溶液)溶液為例此時(shí)電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有：

陽極：4Al-12e＝4Al3⁺

陰極：3O₂+6H₂O+12e＝12OH^-

總反應(yīng)式：4Al+3O₂+6H₂O+4NaOH＝4NaAl(0H)4+E(電)↑+H(熱)↑

4NaAl(OH)4＝4NaOH+4Al(OH)3

同時(shí)陽極表面會(huì)發(fā)生自腐反應(yīng)：

2Al+6H₂O+2NaOH＝2NaAl(OH)4+3H₂↑

鋁空氣電池最大的優(yōu)點(diǎn)為可以為各種用電設(shè)備提供超長(zhǎng)時(shí)間的續(xù)航，在為汽車?yán)m(xù)航供電方面，目前最好紀(jì)錄是換一次鋁空氣電池續(xù)航里程達(dá)到了1600公里。有記載2014年鋁空氣電池的實(shí)際比能量達(dá)到了350wh/kg，是鉛酸電池的8倍，鎳氫電池的5.8倍、鋰電池的2.3倍。但是，鋁空氣電池的理論比能量值是8100wh/kg，這意味著目前鋁空氣電池有著大量的能量被浪費(fèi)掉了，電池的比能量有待大幅提高。通過分析可知自腐反應(yīng)是鋁空氣電池能量無功消耗的最大因素，同時(shí)電池停止工作后發(fā)生的自放電效應(yīng)也是電池能量無功消耗另一因素。目前制約鋁空氣電池大規(guī)模應(yīng)用另一原因是放電速率過于緩慢，電壓滯后，由于目前的鋁空氣電池大多采用99.99％的純鋁板做陽極浸沒于電解質(zhì)溶液中，這樣與電解質(zhì)溶液接觸面大小值一定，且這個(gè)值不大，所以參與化學(xué)反應(yīng)的鋁原子數(shù)量一定且數(shù)值較小造成電池放電速度緩慢，而且放電速度為不可控。當(dāng)鋁空氣電池工作時(shí)，鋁與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成電能的同時(shí)也生成了大量的熱量，大量熱量在電池內(nèi)聚集如果不及時(shí)排除，輕則會(huì)造成電池工作不穩(wěn)定，重則造成電池?fù)p壞，甚至?xí)l(fā)生爆炸，產(chǎn)生安全問題。目前的鋁空氣電池并沒有一套簡(jiǎn)單有效的排熱系統(tǒng)及方法。因此，只有將鋁空氣電池的上述瓶頸問題進(jìn)行有效解決，鋁空氣電池才會(huì)得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鋁合金空氣電池裝置，使電池的放電速度可控，電解質(zhì)溶液可自動(dòng)輸入、排出，優(yōu)選的方案中，空氣可自動(dòng)輸入、排出，且便于散熱，降低因熱量而產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種鋁合金空氣電池裝置，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有陽極和陰極，陽極上設(shè)有陽極引出電極，陰極上設(shè)有陰極引出電極，殼體內(nèi)還設(shè)有電解質(zhì)溶液，還設(shè)有儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐通過管路與殼體內(nèi)部連接，管路上設(shè)有電解質(zhì)泵，以使電解質(zhì)溶液在儲(chǔ)液罐和殼體之間流動(dòng)。

所述的陽極上設(shè)有多個(gè)垂直的柱狀空隙。

所述的陰極為多孔隙銀基催化陰極板，陰極位于陽極的下方，陰極上部設(shè)有集氣罩，排氣管上端開口位于靠近集氣罩內(nèi)頂部的位置；