[實用新型]便攜式高效鋁氧動力電池

有效

• 申請號: 201621133584.0
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN206250293U
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 方致藍
• 申請（專利權）人: 深圳市銳勁寶能源電子有限公司
• 主分類號: H01M4/88
• 分類號: H01M4/88;H01M4/86;H01M4/90;H01M12/06
• 代理公司: 深圳市神州聯合知識產權代理事務所(普通合伙)44324
• 代理人: 周松強

技術領域

本實用新型涉及鋁空氣電池的技術領域，尤其涉及一種便攜式高效鋁氧動力電池。

背景技術

目前市面上使用的一次性電池能量密度低、電壓不穩定、使用壽命短；隨著技術的不斷發展，對電池的要求也越來越高，近年來隨著無人機市場的快速發展，現有的電池已不能滿足市場的需求，而鋁-空氣電池是一種新型的具有高能量的化學電源，該類電池具備能量密度大、放電時間長、電壓平穩、安全性能好、無污染、材料來源廣泛、質量輕等眾多優點，因而在各種水下電源、便攜式電源、備用電源中已經有較為廣泛的應用。

另外，一次性鋁-空氣電池具有使用壽命較長的優點，因此在合理價格范圍內，將會大量被用到移動通訊設備中去。鋁-空氣電池符合電池行業的社會需求和發展趨勢，其應用范圍也將會延伸到各種社會領域中去。然而，目前的鋁-空氣電池主要采用銀做催化劑，雖然催化活性很高，但是成本也很高，不適宜大規模生產；且所使用的電解液都為腐蝕性液體，不便于攜帶、貯存；鋁陽極在電解液中容易產生析氫反應；氧催化電極通常是攝取空氣中的氧氣，限制了其應用范圍。

實用新型內容

針對上述技術中存在的不足之處，本實用新型提供一種工藝簡單、成本低廉以及電池重量輕的便攜式高效鋁氧動力電池。

為了達到上述目的，本實用新型一種便攜式高效鋁氧動力電池，包括外殼、多塊上固定板、多塊下固定板、多塊氧催化電極、多塊鋁陽極以及多塊膠體電解質片，所述多塊上固定板、多塊下固定板、多塊氧催化電極、多塊鋁陽極以及多塊膠體電解質片均容置在外殼中，一塊上固定板與一塊下固定板圍合形成一個提供電化學反應環境的電極反應腔；

每個電極反應腔中包括兩塊氧催化電極、兩塊膠體電解質片以及一塊鋁陽極，每塊氧催化電極的一端設在上固定板上，每塊氧催化電極的另一端設在下固定板上，同一電極反應腔中的兩塊氧催化電極分別固定在電極反應腔的內壁兩端，同一電極反應腔中的鋁陽極固定在兩塊氧催化電極之間，兩塊膠體電解質片分別固定在不同氧催化電極與鋁陽極之間；

向外殼中注水之后，電極反應腔內氧催化電極、鋁陽極以及膠體電解質之間形成導通狀態，氧催化電極位置的氧氣得到電子轉換成氫氧根離子，鋁陽極上的鋁單質失去電子轉換成正價鋁離子。

其中，該動力電池還包括固態氧片，相鄰電極反應腔之間的上固定板與下固定板之間圍合形成容置固態氧片的氧氣供應腔，所述固態氧片固定在氧氣供應腔中，且所述固態氧片的兩面分別與相鄰電極反應腔中的一塊氧催化電極相對；向電堆里面加水后，固態氧片產生氧氣在相對的兩塊氧催化電極上得電子。

其中，所述外殼上還開設有注液口，多塊上固定板與外殼之間圍合形成頂部緩沖腔，多塊下固定板與外殼之間圍合形成底部緩沖腔；所述注液口通過注液管道與底部緩沖腔相通；每個氧氣供應腔的底部設有第一入液口，每個電極反應腔底部設有第二入液口，每個氧氣供應腔頂部設有第一泄壓口，每個電極反應腔頂部設有第二泄壓口；水從注液口沿注液管道的方向伸到外殼底部緩沖腔，通過每個氧氣供應腔底部的第一入液口以及每個電極反應腔底部的第二入液口分別進入氧氣供應腔以及電極反應腔，鋁電極在堿性溶液中腐蝕產生的氣體從每個氧氣供應腔頂部的第一泄壓口以及每個電極反應腔頂部的第二泄壓口分別進入外殼的頂部緩沖腔。

其中，所述外殼還包括外殼泄壓口、泄壓閥以及注液密封圈，所述外殼泄壓口以及注液口均開設在外殼頂部，所述注液密封圈設置在注液口上，所述泄壓閥設置在外殼泄壓口上。

其中，所述氧催化電極與上固定板以及下固定板之間均進行可拆卸固定連接，所述鋁陽極均與外殼之間進行可拆卸固定連接，所述鋁陽極與氧催化電極的長度相等，所述膠體電解質片的長度短于鋁陽極以及氧催化電極。

其中，所述氧催化電極包括鎳網層、催化層、膠水層以及四氟乙烯層，所述鎳網層的兩面由內向外分別為催化層、膠水層以及四氟乙烯層。

本實用新型的有益效果是：

與現有技術相比，本實用新型的便攜式高效鋁氧動力電池，本實用新型制備的氧催化電極成本低廉、活性高，長時間運行電壓平穩，使用膠體電解質便于攜帶，使用方便，往電堆里面直接加水電堆就能運行；使用鋁合金做陽極，電化學活性高，在堿性溶液中自腐蝕速率小。本實用新型所使用的材料和所生產的物質都可以回收再利用，對環境友好。

附圖說明

圖1為本實用新型便攜式高效鋁氧動力電池的氧催化電極在1.2V恒壓下的極化電流曲線；

圖2為本實用新型便攜式高效鋁氧動力電池的結構示意圖。

主要元件符號說明如下：

10、鋁陽極11、氧催化電極