金属空气燃料电池制造技术

本发明专利技术提供一种使用透水主体的金属空气燃料电池。包含电解材料的透水主体被应用在阳极上，且在操作时电解材料通过水被转化为电解质，使得可携带性、使用稳定性、传递稳定性和存储稳定性可被改善。进一步地，价格的效率和电池寿命与根据现有技术的金属空气燃料电池相比可被改善。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】金属空气燃料电池相关申请的交叉引用本专利技术根据35 U.S.C.§ 119要求2014年11月7日提交到韩国知识产权局的申请号为10-2014-0154320的韩国专利申请的优先权，其全文通过引用并入本专利技术的公开。
下列公开涉及一种金属空气燃料电池。
技术介绍
由于化石燃料的枯竭和全球变暖的影响，可再生能源作为未来的替代能源已备受瞩目。因此，可再生能源技术已在各个领域广泛发展。在属于上述技术之一的燃料电池领域中，已经研究和开发了具有从小容量到大容量(几瓦到几兆瓦)的各种容量的燃料电池，从而使其商业化。然而，与诸如二次电池等其他燃料电池相比，价格竞争力仍然很低。通常，金属空气燃料电池由阳极、阴极和电解质组成，其中，由于包含在电解质中的氢氧离子(0H_)和阳极金属之间的氧化反应，电子在阳极被释放，且由于氧气(O2)和电解质之间的还原反应，电子在阴极被接收，从而实现全面的化学反应。因此，阳极金属被持续氧化，且因此，由氧化反应形成的金属氧化物以浆体形式沉淀或附着在金属表面或在电解质中达到饱和状态，使得电解质和阳极应被替换为消耗品。因此，由于替换如上所述的电解质和阳极明显很难，所以可能发生诸如可携带性恶化、稳定性恶化等问题。为了克服这些缺点，已实施了通过在对应于金属空气燃料电池的阳极的金属的表面上执行压纹处理、在金属板中形成孔等来增加接触表面区域从而增加交换周期的方法。然而，该方法产生减少金属空气燃料电池的阴极的寿命的负面影响。另外，在金属氧化反应之后，金属氢氧化物或金属氧化物的浆体形成从而在阴极中被慢慢地吸收。特别地，在使用镁的空气燃料电池中，在氧化反应之后，当浆体在阴极堆栈中被吸收时，黏度增加，但很难清洗阴极堆栈。通常，在金属空气燃料电池中，氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)等被作为电解质。特别地，在镁空气燃料电池中，主要使用氯化钠(NaCl)等，且在铝和锌空气燃料电池中，使用诸如氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)等强碱性溶液的电解质。在这种情况下，在氧化反应的时候，温度明显增加，且产生大量氢气(H2)，使得为了抑制氢气的产生应该将单独的氢产生抑制剂添加到电解质中。因此，在使用铝和锌金属的金属空气燃料电池中，如上所述的强碱性溶液被用作电解质，可携带性显著减小，且还应该严肃考虑安全问题。公开号为10-2014-0088902的韩国专利公开
技术实现思路
本专利技术的实施例旨在提供一种金属空气燃料电池，其是一种使用透水主体形成的其金属和电解材料被注入内部空间作为阳极的阳极单元(cell)、能够仅供应水(H2O)以激活电池且具有改进的可携带性的金属空气燃料电池。本专利技术的另一个实施例旨在提供一种金属空气燃料电池，其使用稳定性、传递稳定性和存储稳定性被改进。本专利技术的另一个实施例旨在提供一种金属空气燃料电池，其诸如电压、电流、功率等的电池效率、价格竞争力和诸如电池寿命等的耐用性/稳定性特征被改进。在一个总体方面中，金属空气燃料电池使用透水主体形成的其金属和电解材料被注入内部空间作为阳极的阳极单元。在另一个总体方面中，金属空气燃料电池包括单元电池，单元电池包括如上所述的阳极单元和阴极。【附图说明】图1是说明根据示例2的金属空气燃料电池的阳极单元的照片。图2是说明根据示例2的装配有电极终端模块的金属空气燃料电池的阳极单元的照片。图3是根据本专利技术的示例实施例的单电池金属空气燃料电池的装配透视图。图4是说明根据示例I的金属空气燃料电池的阴极的照片。图5是说明根据示例I的关于通过应用使用铝和镁混合粉末的阳极单元制造的金属空气燃料电池的电压、电流和功率的数据的曲线图。图6是说明根据示例2的关于通过应用使用铝和镁混合粉末和氢氧化铈的阳极单元制造的金属空气燃料电池的电压、电流和功率的数据的曲线图。图7是说明根据对比示例I的关于通过应用使用铝/镁合金板的阳极制造的金属空气燃料电池的电压、电流和功率的数据的曲线图。参考标记101:金属空气燃料电池102:阴极103:阳极单元111:阴极防护板112:阳极电极113:阴极电极【具体实施方式】在下文中，将参照附图详细描述根据本专利技术的金属空气燃料电池。通过示例的方式提供下列附图使得本专利技术的理念可充分传达至本专利技术所属领域的技术人员。因此，本专利技术不限于下面提供的附图，而是可以多种不同的形式被修改。另外，为了使本专利技术的范围清晰，可放大下面提供的附图。在此，除非另有限定，否则本说明书使用的技术术语和科学术语具有本专利技术所属领域的技术人员理解的一般意义，且在下面的说明和附图中将省略使本专利技术的主旨不必要地模糊的用于已知功能和配置的说明。另外，除非特别说明，否则使用的“ ％ ”在此指的是“ Wt %”。进一步地，如在此使用的，术语“水”指的是H2O本身，水的种类不限只要其可将注入阳极单元中的电解材料转化为电解质。此外，“水”与根据本专利技术的金属空气燃料电池的透水主体中的电解材料混合以形成电解质。在本申请中，术语“水”可指的是包含来自电解材料的电解质离子的电解质。另外，如其中使用的，术语“水-电解质转化结构”意味着注入阳极单元中的电解材料与水混合以形成电解质。进一步地，如在此使用的，术语“激活”指的是提供用于操作电池的最低条件的状态和能够操作和停止电池的状态，但术语“激活”可限制性地指操作。另外，术语“失活”指的是不能操作的用于长期存储的状态。进一步地，如在此使用的，术语“电解材料”指的是诸如固态、液态等的所有状态的电解材料。改善根据现有技术的金属空气燃料电池的可携带性、稳定性和价格效率问题的本专利技术涉及一种使用注入金属和电解材料的透水主体的阳极单元和一种使用该阳极单元制造的金属空气燃料电池。具体地，根据本专利技术的金属空气燃料电池包括由透水主体形成的阳极单元，在透水主体中电解材料包含电解材料盐，而不是直接使用电解质。因此，根据本专利技术的金属空气燃料电池中由于阳极单元包含电解材料而不使用电解质，所以没必要提供电解质本身，且金属空气燃料电池通过仅供应水而不是电解质来激活。因此，稳定性优良，仅通过在失活的时候除去水可防止电池效率的恶化，且金属空气燃料电池可稳定存储很长一段时间。根据现有技术，为了改善电池效率和寿命，包含大量电解材料的电解质直接设置在金属空气燃料电池中从而被使用，但在根据本专利技术的包括阳极单元的金属空气燃料电池中，阳极单元中的电解材料被保持在电解材料可持续与水反应的状态中以最大限度地展现电池效率。因此，与根据现有技术的使用电解质本身的电池相比，电池效率几乎没有差别，但其易于交换水、阳极单元等，使得诸如使用稳定性、存储稳定性等稳定性以及可携带性可以是优良的。也就是说，在根据现有技术的金属空气燃料电池中，在激活的时候，需要供应电解质本身，但在根据本专利技术的金属空气燃料电池中，仅通过供应不包含电解材料的水可以激活并操作金属空气燃料电池，且在失活的时候，金属空气燃料电池可通过除去水被存储很长一段时间。进一步地，在激活根据本专利技术的金属空气燃料电池的情况中，当仅通过将水供应至阳极单元即可在几秒内(约3-5秒)形成电解质时，进行化学反应，使得标准电池性能可被展现。因此，在根据本专利技术的金属空气燃料电池中，能够改善稳定性和可携带性，而稳定性和可携带性是根据现有技术的金属空气燃料电池所存在的问题，其在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属空气燃料电池的阳极单元，所述阳极单元包括透水主体，金属和电解材料被注入所述透水主体中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李钟华，李钟赞，朴廷泰，田元，
申请(专利权)人：MPOWER株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR