[實用新型]一種金屬空氣電池

有效

• 申請號: 201520746619.7
• 申請日: 2015-09-23
• 公開（公告）號: CN205159472U
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 楊云軒;胡家郡
• 申請（專利權）人: 湘潭大學興湘學院
• 主分類號: H01M12/06
• 分類號: H01M12/06
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 趙永強

技術領域

本發明創造涉及空氣電池，具體涉及一種金屬空氣電池。

背景技術

相關技術中，采用了這樣一種方法，使用鎳離子和鐵離子的組合作為電池的陰極材料。 然而為了滿足陰極的管件的厚度需求，常常會剩余大量的金屬顆粒，導致能量的損失和電池 成本的增加。此外，在充放電周期中，隨著金屬鹵化物量的增長，電池的衰退嚴重，進而電 池的性能問題受到影響。

實用新型內容

本實用新型的目的在于避免現有技術中的上述不足之處而提供一種金屬空氣電池。

本實用新型的目的通過以下技術方案實現：

提供了一種金屬空氣電池，其特征在于：包括鈉陽極、空氣陰極和固體電解質；所述鈉 陽極和空氣陰極之間為固體電解質；所述固體電解質是一個β氧化鋁固體電解質；所述鈉陽 極是一個熔融鈉陽極；所述空氣陰極包括碳、催化劑和陰極電解質。

優選地，所述催化劑為金屬或金屬氧化物。

優選地，金屬空氣電池還包括陰極端板、氧化鋁環、金屬墊片和陽極端板；所述陰極端 板和陽極端板位于金屬空氣電池的兩個相對端；所述陰極端板上對稱開設有用于將環境中的 空氣推入金屬空氣電池中的空氣入口和用于將空氣從金屬空氣電池中排出的廢氣出口，所述 的空氣入口和廢氣出口沿金屬電池的中軸線對稱設置；所述氧化鋁環對稱設置于所述金屬電 池兩端包圍著所述鈉陽極、空氣陰極和固體電解質；陰極端板和陽極端板通過氧化鋁環進行 壓縮。

優選地，金屬空氣電池還設置有一個與陽極端板相耦合的用于支撐鈉陽極金屬墊片；以 及與空氣陰極耦合的屬絲網。

優選地，金屬絲網是一個鉬絲網。

優選地，所述催化劑為金屬或金屬氧化物；所述金屬至少為以下物質中的一種：Pt、Pd、 Ag和Au；所述金屬氧化物為MnO₂；所述陰極電解質是有機溶劑加上鈉鹽或者是離子液體加 上鈉鹽；述有機溶劑至少為以下物質中的一種：有機碳酸酯、醚類、酯類和甘醇二甲醚；所 述有機碳酸酯至少包括以下物質中的一種：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯；所述醚 類至少包括以下物質中的一種：四氫呋喃醚和二惡烷。

優選地，所述離子液體至少包括以下物質中的一種：1-乙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲基磺 酰)酰亞胺、1-丁基-3-甲基咪唑鎓雙(三氟甲基磺酰)酰亞胺、1-丁基-1-甲基吡咯啉雙(三 氟甲基磺酰)酰亞胺和1-丁基-1-甲基哌啶鎓雙(三氟甲基磺酰)亞胺。

優選地，所述鈉鹽至少包括以下物質中的一種：NaBr、NaI、NaPF₆和NaSO₃CF₃。

本實用新型的有益效果：

本發明的所采用的陰極活性材料為空氣，不是存儲于電池內，而是使用環境中的空氣。 通過位于空氣陰極內部的催化劑，空氣電化學性的減少，形成一個氧化或過氧化氫離子，進 一步與陰極上的陽離子發生反應。本發明所述的金屬空氣電池由于降低了材料的成本的同時， 提高了材料的可用性，因此，具有很強的實用性。此外，金屬空氣電池的鈉陽極和空氣陰極 是分離的，所以，鈉離子可在充電和放電期間在電極間傳輸。金屬空氣電池具有適中的操作 溫度范圍，已達到最優的電解質和電極的電化學性能，提高了電荷的轉移和降解功能。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2為金屬空氣電池在第一個周期的放電和充電曲線圖。

圖3為金屬空氣電池的電池容量衰退超過10個后期的曲線圖。

其中：100-金屬空氣電池，110-陰極端板，120-空氣陰極，130-金屬絲網，140-氧化鋁環，

150-固體電解質，160-鈉陽極，170-陽極端板，180-金屬墊片，190-氧化鋁墊圈，195-空

氣入口，197-廢氣出口。

具體實施方式

結合以下實施例對本實用新型作進一步描述。

如圖1所示，本實用新型的實施例提供的一種金屬空氣電池100，包括鈉陽極160、空氣 陰極120和固體電解質150；鈉陽極160和空氣陰極120之間為固體電解質150。金屬空氣電 池100的可操作溫度范圍為100℃～200℃。