一种气液双通道阴极锂空气电池制造技术

一种气液双通道阴极锂空气电池，包括壳体，所述壳体由上、下敞口的不锈钢壳体、横置于不锈钢壳体的上、下口内的两个绝缘壳体围成，在壳体内由左向右依次竖置有锂阳极、隔膜A、非水系电解液、隔膜B、多孔阴极气体扩散电极和双通道阴极流场板，所述双通道阴极流场板内设有气体流场通道和液体流场通道，在双通道阴极流场板上分别设有与气体流场通道相通的气体进气阀门和气体排气阀门以及与液体流场通道相通的液体进液阀门和液体排液阀门，所述气体进气阀门连接有气瓶，所述液体进液阀门和液体排液阀门连接有蠕动泵，所述蠕动泵连接有液罐。优点是：避免放电产物氧化锂或过氧化锂堵塞电极孔道导致放电终止，提高电池循环效率，增加电池循环次数。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种气液双通道阴极锂空气电池，包括壳体，所述壳体由上、下敞口的不锈钢壳体、横置于不锈钢壳体的上、下口内的两个绝缘壳体围成，在壳体内由左向右依次竖置有锂阳极、隔膜A、非水系电解液、隔膜B、多孔阴极气体扩散电极和双通道阴极流场板，所述双通道阴极流场板内设有气体流场通道和液体流场通道，在双通道阴极流场板上分别设有与气体流场通道相通的气体进气阀门和气体排气阀门以及与液体流场通道相通的液体进液阀门和液体排液阀门，所述气体进气阀门连接有气瓶，所述液体进液阀门和液体排液阀门连接有蠕动泵，所述蠕动泵连接有液罐。优点是：避免放电产物氧化锂或过氧化锂堵塞电极孔道导致放电终止，提高电池循环效率，增加电池循环次数。【专利说明】一种气液双通道阴极锂空气电池
本专利技术涉及一种气液双通道阴极锂空气电池，特别涉及一种气相放电、液相充电双通道阴极锂空气电池。
技术介绍
空气电池是一种用锂金属作负极，以氧气作为正极反应物的新型化学电源，并以其相对较高的理论比容量和比能量特性而成为目前备受关注的能量转换体系。其工作原理是，放电过程:阳极的金属锂释放电子后成为锂阳离子，锂离子穿过电解质材料，在阴极与氧气、以及从外电路流过来的电子结合生成氧化锂(Li2O)或者过氧化锂(Li2O2),并留在阴极；充电过程:通过导线供应电子，锂离子穿过有机电解液到达负极表面，在负极表面发生反应生成金属锂，正极侧反应生成氧气，产生的电子供应给导线。 由于氧化锂不易溶解在有机电解液中，因此放电产物只能在有氧负离子的氧气电极上沉积，放电产物堵塞氧气电极孔道而导致放电终止，而且反应生成的氧化锂不具有电化学可逆性，从而导致锂氧气电池的循环性能下降。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种气液双通道阴极锂空气电池，避免放电产物氧化锂或过氧化锂堵塞电极孔道导致放电终止，提高电池循环效率，增加电池循环次数。 本专利技术的技术解决方案是:一种气液双通道阴极锂空气电池，包括壳体，所述壳体由上、下敞口的不锈钢壳体、横置于不锈钢壳体的上、下口内的两个绝缘壳体围成，其特殊之处在于，在壳体内由左向右依次竖置有锂阳极、隔膜A、非水系电解液、隔膜B、多孔阴极气体扩散电极和双通道阴极流场板，所述双通道阴极流场板内设有气体流场通道和液体流场通道，在双通道阴极流场板上分别设有与气体流场通道相通的气体进气阀门和气体排气阀门以及与液体流场通道相通的液体进液阀门和液体排液阀门，所述气体进气阀门连接有气瓶，所述液体进液阀门和液体排液阀门连接有蠕动泵，所述蠕动泵连接有液罐。 所述双通道阴极流场板的材质为石墨板。 所述气体流场通道和液体流场通道均为蛇形管状。 气体流场通道和液体流场通道平行设置。 所述气体流场通道的长度为50mm?60mm，宽度为5mm，槽深为1mm。 所述液体流场通道的长度为55mm?58mm，宽度为3mm，槽深为1mm。 所述非水系电解液的溶质为亚硫酸锂或三氟乙酸锂，溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、乙腈、戊二腈中至少一种。 所述多孔阴极气体扩散电极，扩散层中聚四氟乙烯质量含量为8 %?12%，整平层厚度为 0.5 mg/cm2?1.0 mg/cm 2 ο 所述气瓶中的气体为空气或氧气，流量为10 mL/min?500 mL/min，压强为0.1MPa ?0.5 MPa0 所述液罐中液体为亚硫酸或三氟乙酸，流速为0.1 mL/h?10 mL/h，压强为0.1MPa ?0.3 MPa0 本专利技术的有益效果:结构合理，设置双通道阴极流场板，在放电过程中沉积在多孔阴极气体扩散电极的放电产物氧化锂或者过氧化锂，可以与液体流场通道通入的亚硫酸或者三氟乙酸物质反应生成易溶于电解液的亚硫酸锂或者三氟乙酸锂，锂离子穿过锂阳离子穿过非水系电解液到达锂阳极表面，通过外电路供应电子，在锂阳极表面发生反应生成金属锂，从而解决了放电产物氧化锂或过氧化锂不易溶解在有机电解液中，堵塞电极孔道导致放电终止的问题，提高电池循环效率，增加电池循环次数。经检测，该结构锂空气电池首次放电比容量多2300mAh/g，循环次数50次，比能量衰减16.8%?17%。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的俯视图；图3是图1中双通道阴极流场板的结构示意图。 1-壳体，101-不锈钢壳体、102-绝缘壳体，2-锂阳极，3_隔膜A，4_非水系电解液，5-多孔阴极气体扩散电极，6-双通道阴极流场板，601-气体流场通道，602-液体流场通道，60IA-气体进气阀门，60IB-气体排气阀门，602A-液体进液阀门，602B-液体排液阀门，7-气瓶，8-液罐，9-蠕动泵，10-隔膜B。 【具体实施方式】 实施例1如图1所示，该气液双通道阴极锂空气电池，包括由上、下敞口的不锈钢壳体101、横置于不锈钢壳101上、下口内的两个绝缘壳体102围成的壳体1，在壳体I内由左向右依次竖置有锂阳极2、隔膜A3、非水系电解液4、隔膜B10、多孔阴极气体扩散电极5和双通道阴极流场板6，所述双通道阴极流场板6的材质为石墨板；所述非水系电解液4的溶质为亚硫酸锂，溶剂为碳酸乙烯酯；所述多孔阴极气体扩散电极5的扩散层中PTFE (聚四氟乙烯)质量含量为8 %，整平层厚度为0.5 mg/cm2;所述双通道阴极流场板6内设有平行布置的气体流场通道601和液体流场通道602，所述气体流场通道601和液体流场通道602均为蛇形管状，所述气体流场通道601的长度为50mm，宽度为5mm，槽深为I mm ;所述液体流场通道602的长度为55mm，宽度为3 mm,槽深为I mm ;在所述双通道阴极流场板6上分别设有与气体流场通道601相通的气体进气阀门601A和气体排气阀门601B以及与液体流场通道602相通的液体进液阀门602A和液体排液阀门602B，所述气体进气阀门601A通过管路连接有气瓶7，所述液体进液阀门602A和液体排液阀门602B通过管路连接一个蠕动泵9，所述蠕动泵9通过管路连接有液罐8，所述气瓶7中的气体为空气，流量为10 mL/min，压强为0.1MPa ;所述液罐8中液体为亚硫酸，流速为0.1 mL/h，压强为0.1 MPa。 经检测，该结构锂空气电池首次放电比容量为2300mAh/g，循环次数50次，比能量衰减17%。 实施例2如图1所示，该气液双通道阴极锂空气电池，包括由上、下敞口的不锈钢壳体101、横置于不锈钢壳101上、下口内的两个绝缘壳体102围成的壳体1，在壳体I内由左向右依次竖置有锂阳极2、隔膜A3、非水系电解液4、隔膜B10、多孔阴极气体扩散电极5和双通道阴极流场板6，所述双通道阴极流场板6的材质为石墨板；所述非水系电解液4的溶质为三氟乙酸锂，溶剂为乙腈；所述多孔阴极气体扩散电极5的扩散层中PTFE (聚四氟乙烯)质量含量为12%，整平层厚度为1.0 mg/cm2;所述双通道阴极流场板6内设有平行布置的气体流场通道601和液体流场通道602，所述气体流场通道601和液体流场通道602均为蛇形管状，所述气体流场通道601的长度为60mm，宽度为5mm，槽深为I mm ;所述液体流场通道602的长度为58mm，宽度为3 mm,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气液双通道阴极锂空气电池，包括壳体，所述壳体由上、下敞口的不锈钢壳体、横置于不锈钢壳体的上、下口内的两个绝缘壳体围成，其特征在于，在壳体内由左向右依次竖置有锂阳极、隔膜A、非水系电解液、隔膜B、多孔阴极气体扩散电极和双通道阴极流场板，所述双通道阴极流场板内设有气体流场通道和液体流场通道，在双通道阴极流场板上分别设有与气体流场通道相通的气体进气阀门和气体排气阀门以及与液体流场通道相通的液体进液阀门和液体排液阀门，所述气体进气阀门连接有气瓶，所述液体进液阀门和液体排液阀门连接有蠕动泵，所述蠕动泵连接有液罐。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡克迪，邱平达，王祥，张亮，张光菊，魏颖，何铁石，
申请(专利权)人：渤海大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21