[發明專利]一種雙電解液鋰空氣電池模具及其制備方法

在審

• 申請號: 202110637057.2
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113285099A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 李潔;郝米隆;程龍;孫紅
• 申請（專利權）人: 沈陽建筑大學
• 主分類號: H01M8/04276
• 分類號: H01M8/04276;H01M12/08
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 任凱

本發明屬于化學電源領域，具體涉及一種雙電解液鋰空氣電池模具及其制備方法。本發明的技術方案如下：包括正極殼體、負極殼體、正極端子、負極引出端子、墊圈和螺栓，所述正極殼體頂部設有圓柱形凹腔，所述正極殼體底部設有環形凸臺，所述凹腔與所述凸臺之間設有正極腔；所述正極端子為環形圓柱體，一端放置在所述凹腔內；所述負極殼體頂部設有負極腔，所述負極引出端子設置在所述負極殼體中；所述負極引出端子的一端位于所述負極腔底部，另一端探出所述負極殼體；所述正極殼體設置在所述負極殼體正上方，所述墊圈設置在所述正極殼體與負極殼體之間，通過所述螺栓將所述正極殼體與所述負極殼體連接在一起。本發明的雙電解液鋰空氣電池模具組裝方便、造價便宜、結構緊湊。

技術領域

本發明屬于化學電源領域，具體涉及一種雙電解液鋰空氣電池模具及其制備方法。

背景技術

為實現綠色能源的全面發展，探索新型可再生能源已成為當前的主要研究方向。以二次電池作為能量來源，滿足綠色環保的性能需求，且結構簡單利于循環使用，在生活中發揮很大優勢。具有最負電極電位的鋰金屬和空氣(氧氣)組成的電池，在同等條件下全包裝后能量密度(600Wh/kg)接近于化石燃料的燃燒值(700Wh/kg)，因而作為研究重點。

現在科研人員普遍研究的鋰空氣電池包括有機體系鋰空氣電池和雙電解液鋰空氣電池，有機體系鋰空氣電池最大缺點是生成物不溶于水，容易造成堵塞正極孔道使電池停止放電。而其中的雙電解液體系具有開路電壓高，陰極電解液穩定等特點被重點研究。

總的來說，完全密封電池以保護鋰片免受水溶液的侵蝕是雙電解液電池的一個挑戰。在對含水鋰空氣電池性能的初步研究中，電池是用鋰空氣硬幣電池組裝的，其結構簡單，內部空間較小，不適合模塊化研究。由于鋰空氣電池的組裝需要在無水無氧的手套箱中進行，而鋰空氣電池的正極需要在空氣中進行安裝測試，空氣腔中殘留氬氣從而導致測試效果不好。此外，從頂部施加的夾緊力非常頻繁則會導致快速鋰離子導體膜破裂，導致電池瞬間短路。對于現在市面上的雙電解液鋰空氣電池，循環能力差的主要原因可能是陰極電解液蒸發導致的接觸損失。這些電池模具只能包含少量的陰極電解液。對于大多數電池，在電池被拆開后發現隔板是干燥的。綜上所訴，本領域目前缺乏一種可以同時解決電解液蒸發導致的接觸損失問題以及可以在多種條件下靈活使用的多用途雙電解液鋰空氣電池模具。

發明內容

本發明提供一種雙電解液鋰空氣電池模具及其制備方法，能夠解決快速鋰離子導體膜頻繁破裂、電解液蒸發導致的接觸損失等問題，通過簡單的操作使電解槽中陰極電解液保持連續流動的新型雙電解液鋰空氣電池模具。

本發明的技術方案如下：

一種雙電解液鋰空氣電池模具，包括正極殼體、負極殼體、正極端子、負極引出端子、墊圈和螺栓，所述正極殼體頂部設有圓柱形凹腔，所述正極殼體底部設有環形凸臺，所述凹腔與所述凸臺之間設有正極腔；所述正極端子為環形圓柱體，一端放置在所述凹腔內；所述負極殼體頂部設有負極腔，所述負極引出端子設置在所述負極殼體中；所述負極引出端子的一端位于所述負極腔底部，另一端探出所述負極殼體；所述正極殼體設置在所述負極殼體正上方，所述墊圈設置在所述正極殼體與負極殼體之間，通過所述螺栓將所述正極殼體與所述負極殼體連接在一起。

進一步地，所述的雙電解液鋰空氣電池模具，所述正極腔兩側分別設有電解液流動通道，所述電解液流動通道通過管路與正極電解液泵連通。

進一步地，所述的雙電解液鋰空氣電池模具，所述凹腔、所述正極腔、所述凸臺及所述負極腔均居中設置，所述凸臺放置于所述負極腔內。

進一步地，所述的雙電解液鋰空氣電池模具，所述負極引出端子與所述負極殼體之間完全密封。

進一步地，所述的雙電解液鋰空氣電池模具，所述凸臺用于放置快離子導體膜；所述凹腔與所述正極腔之間的臺階處用于放置正極片，所述正極端子與所述正極片壓合，所述正極片上方與空氣連通形成空氣腔；所述負極腔用于放置負極模塊。