一種新型鋁空氣電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是金屬空氣電池領(lǐng)域，具體涉及的是一種新型鋁空氣電池
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市生活環(huán)境的惡化，人民、企業(yè)和政府都積極提倡使用環(huán)保、節(jié)能的電動(dòng)汽車，減少廢氣、煙塵的排放，改善城市生活空氣質(zhì)量。但是作為電動(dòng)汽車儲(chǔ)能系統(tǒng)的傳統(tǒng)電池，尤其是鋰離子電池，存在價(jià)格過高、能量密度不足、回收再利用困難等劣勢(shì)，嚴(yán)重制約電動(dòng)汽車的發(fā)展。而鋁空氣電池經(jīng)過多年的研宄，性能不斷提高，擁有了鋰離子電池缺乏的成本低、環(huán)保、安全、能量密度、回收方便等優(yōu)點(diǎn)，因此越來越得到重視。而一般鋁空氣電池包括金屬正極、空氣負(fù)極和中性電解液，鋁空氣電池放電過程中，金屬正極與中性電解液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，腐蝕電池電極，消耗電池能量，而且電解液會(huì)不斷減少。所以如何進(jìn)一步改造鋁空氣電池將鋁空氣電池電量輸出最大化和如何防止電解液干竭將電池使用壽命最大化是重點(diǎn)關(guān)注的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種新型鋁空氣電池，可將現(xiàn)有的鋁空氣電池電量輸出實(shí)現(xiàn)最大化，同時(shí)解決鋁空氣電池電解液逐漸干竭的技術(shù)問題，將電池使用壽命最大化。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，一種新型鋁空氣電池，分為外部單元和內(nèi)部單元兩部分，所述外部單元包括正極板、電池外殼框架，內(nèi)部單元包括U型負(fù)極、正極盒子、正極引出線。
[0005]兩塊正極板鑲嵌于電池外殼框架相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面。電池外殼框架上設(shè)有第一端蓋和第二端蓋，第一端蓋封閉電池外殼框架的一個(gè)側(cè)面，第二端蓋封閉相對(duì)于第一端蓋的另一個(gè)側(cè)面。第一端蓋上設(shè)有正極接頭和負(fù)極接頭，連接鋁空氣電池與外部電氣設(shè)備。第二端蓋上插有進(jìn)氣管。電池外殼框架、第一端蓋和第二端蓋表面分別設(shè)有透氣孔，所述透氣孔上覆蓋有透氣膜，空氣穿過透氣膜進(jìn)入鋁空氣電池內(nèi)部正極處，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。不同的透氣膜，單位氣體滲透速率不同，不同的透氣膜面積，氣體滲透速率也不同。通過選擇不同性能和大小的透氣膜，控制空氣滲透速率，使得空氣滲透速率與設(shè)定的鋁空氣電池電壓相匹配。
[0006]U型負(fù)極設(shè)于電池外殼框架內(nèi)部中央位置，且U型負(fù)極與相鄰的兩塊正極板間分別留有一定的空隙。U型負(fù)極與兩塊正極板通過充滿電池外殼框架內(nèi)部的電解液進(jìn)行離子迀移和交換。所述U型負(fù)極由兩塊平行設(shè)置的鋁板和負(fù)極接頭組成，所述負(fù)極接頭設(shè)于兩塊平行的鋁板一側(cè)并與兩塊平行鋁板相垂直，且負(fù)極接頭向外延伸突出電池外殼框架。所述正極盒子由正極材料制成長方體形狀，正極盒子固定于第二端蓋下方并插入U(xiǎn)型負(fù)極中間，與U型負(fù)極相隔一段距離。進(jìn)氣管連通正極盒子，連接正極盒子的正極引出線電氣穿過進(jìn)氣管連通外部線路。
[0007]正極板一部分側(cè)邊向外延伸形成所述正極接頭。多層結(jié)構(gòu)的正極板包括集流金屬網(wǎng)層、氣密性親水層、透氣性疏水層和過渡層。所述集流金屬網(wǎng)層與過渡層設(shè)于氣密性親水層和透氣性疏水層之間，過渡層從面向透氣性疏水層的一側(cè)到面向氣密性親水層的一側(cè)親水性能逐漸增加，從而降低電解液干竭速度。
[0008]作為優(yōu)選，U型負(fù)極由金屬鋁制成。
[0009]作為優(yōu)選，電解液中含有中性的5%海鹽膠體溶液。
[0010]本實(shí)用新型有效地提高鋁空氣電池在中性電解液中的輸出電量，同時(shí)降低電解液在電池運(yùn)作過程中逐漸干竭的速度，延長鋁空氣電池的使用壽命。
【附圖說明】
[0011]圖1為一種新型鋁空氣電池結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖。
[0012]其中:10、鋁空氣電池，12、正極板，14、正極接頭，18、負(fù)極接頭，22、正極引出線，24、電池外殼框架，26、第一端蓋，28、第二端蓋，30、透氣膜，32、進(jìn)氣管。
[0013]圖2為一種新型鋁空氣電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)側(cè)視圖、
[0014]其中:16、U型負(fù)極，20、正極盒子。
[0015]圖3為一種新型鋁空氣電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)分解圖。
[0016]其中:40、內(nèi)部單元，41、外部單元
[0017]圖4為一種新型鋁空氣電池的內(nèi)部單元結(jié)構(gòu)分解圖。
[0018]圖5為一種新型鋁空氣電池完整結(jié)構(gòu)分解圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0020]一種新型鋁空氣電池，包括正極板12、電池外殼框架24。
[0021]參閱圖1，兩塊正極板12鑲嵌于電池外殼框架24相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面。電池外殼框架24上設(shè)有第一端蓋26和第二端蓋28，第一端蓋26封閉電池外殼框架24的一個(gè)側(cè)面，第二端蓋28封閉相對(duì)于第一端蓋26的另一個(gè)側(cè)面。第一端蓋26上設(shè)有正極接頭14和負(fù)極接頭18，連接鋁空氣電池10與外部電氣設(shè)備。第二端蓋28上插有進(jìn)氣管32，所述進(jìn)氣管32內(nèi)設(shè)有正極引出線22。電池外殼框架24、第一端蓋26和第二端蓋28表面分別設(shè)有透氣孔，所述透氣孔上覆蓋有透氣膜30，空氣穿過透氣膜30進(jìn)入鋁空氣電池10內(nèi)部的正極處，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。不同的透氣膜30，單位氣體滲透速率不同，不同的透氣膜30面積，氣體滲透速率也不同。通過選擇不同性能和大小的透氣膜30，控制空氣滲透速率，使得空氣滲透速率與設(shè)定的鋁空氣電池電壓相匹配。
[0022]參閱圖2，電池外殼框架24內(nèi)部中央位置還設(shè)有U型負(fù)極16，所述U型負(fù)極16與相鄰的兩塊正極板12間分別留有一定的空隙。U型負(fù)極16與兩塊正極板12通過充滿電池外殼框架24內(nèi)部的電解液進(jìn)行離子迀移和交換。
[0023]參閱圖3，鋁空氣電池10分為外部單元40和內(nèi)部單元41兩部分，所述外部單元40包括正極板12、電池外殼框架24和第一端蓋26，內(nèi)部單元41包括U型負(fù)極16、正極盒子20、正極引出線22，所述正極盒子20固定于第二端蓋28并連通進(jìn)氣管32，所述正極引出線22電氣連接正極盒子20。
[0024]參閱圖4，所述U型負(fù)極16由兩塊平行設(shè)置的鋁板和負(fù)極接頭18組成，所述負(fù)極接頭18設(shè)于兩塊平行的鋁板一側(cè)并與兩塊平行鋁板相垂直，負(fù)極接頭18向外延伸突出電池外殼框架24。所述正極盒子20由正極材料制成長方體形狀并安裝在U型負(fù)極16中間。
[0025]參閱圖5，正極板12的側(cè)邊一部分向外延伸形成所述正極接頭14。
[0026]所述正極板12為多層結(jié)構(gòu)，包括集流金屬網(wǎng)層、氣密性親水層和透氣性疏水層，正極板12還設(shè)有過渡層，降低電解液干竭速度。所述集流金屬網(wǎng)層與過渡層設(shè)于氣密性親水層和透氣性疏水層之間，過渡層從面向透氣性疏水層的一側(cè)到面向氣密性親水層的一側(cè)親水性能逐漸增加。
[0027]具體實(shí)施中，U型負(fù)極16由鋁金屬制成。
[0028]具體實(shí)施中，電解液pH為中性，電解液中含有中性的5%海鹽膠體溶液。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型鋁空氣電池，分為外部單元和內(nèi)部單元，其特征在于所述外部單元包括正極板、電池外殼框架，兩塊正極板鑲嵌于電池外殼框架相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面，電池外殼框架上設(shè)有第一端蓋和第二端蓋，第一端蓋封閉電池外殼框架的一個(gè)側(cè)面，第二端蓋封閉相對(duì)于第一端蓋的另一個(gè)側(cè)面，第一端蓋上設(shè)有用于連接鋁空氣電池與外部電氣設(shè)備的正極接頭和負(fù)極接頭，第二端蓋上插有進(jìn)氣管，電池外殼框架、第一端蓋和第二端蓋表面分別設(shè)有透氣孔，所述透氣孔上覆蓋有透氣膜；所述內(nèi)部單元包括U型負(fù)極、正極盒子、正極引出線，U型負(fù)極設(shè)于電池外殼框架內(nèi)部中央位置，且U型負(fù)極與相鄰的兩塊正極板間分別留有一定的空隙，U型負(fù)極與兩塊正極板間充滿電解液，所述U型負(fù)極由兩塊平行設(shè)置的鋁板和負(fù)極接頭組成，所述負(fù)極接頭設(shè)于兩塊平行的鋁板一側(cè)并與兩塊平行鋁板相垂直，且負(fù)極接頭向外延伸突出電池外殼框架，正極材料制成長方體形狀的正極盒子固定于第二端蓋下方并插入U(xiǎn)型負(fù)極中間，正極盒子與U型負(fù)極間留有空隙，所述進(jìn)氣管連通正極盒子，連接正極盒子的正極引出線電氣穿過進(jìn)氣管連通外部線路；正極板一部分側(cè)邊向外延伸形成所述正極接頭，多層結(jié)構(gòu)的正極板包括集流金屬網(wǎng)層、氣密性親水層、透氣性疏水層和過渡層，所述集流金屬網(wǎng)層與過渡層設(shè)于氣密性親水層和透氣性疏水層之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型鋁空氣電池，其特征在于所述過渡層從面向透氣性疏水層的一側(cè)到面向氣密性親水層的一側(cè)親水性能逐漸增加。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型鋁空氣電池，包括正極板、電池外殼框架、U型負(fù)極、正極盒子、正極引出線，兩塊有多層結(jié)構(gòu)的正極板鑲嵌于電池外殼框架相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面，電池外殼框架上設(shè)有的第一端蓋和第二端蓋封閉另外兩個(gè)側(cè)面。第一端蓋上設(shè)有用于連接鋁空氣電池與外部電氣設(shè)備的正極接頭和負(fù)極接頭，第二端蓋上插有進(jìn)氣管。U型負(fù)極設(shè)于電池外殼框架內(nèi)部中央位置，與兩塊正極板間通過電解液進(jìn)行離子交換。正極盒子固定于第二端蓋下方并插入U(xiǎn)型負(fù)極中間，所述進(jìn)氣管連通正極盒子，連接正極盒子的正極引出線電氣穿過進(jìn)氣管連通外部線路。本實(shí)用新型有效地提高鋁空氣電池的輸出電量，同時(shí)降低電解液干竭的速度，延長鋁空氣電池的使用壽命。
【IPC分類】H01M12-06
【公開號(hào)】CN204464419
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520024891
【發(fā)明人】楊伯娟
【申請(qǐng)人】吳江市紡織科技中心有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年1月14日