一种防自腐蚀金属空气电池制造技术

本实用新型专利技术提供了一种防自腐蚀金属空气电池，属于空气电池领域。本实用新型专利技术提供了一种防自腐蚀金属空气电池，重新构建了金属空气电池结构，设计了能够在金属空气电池待机时充油、工作时充电解质，实现油水分离的金属空气电池。提供的金属空气电池待机期间，通过向金属空气电池系统充入油置换电解质溶液，使金属阳极在待机期间自腐蚀极大降低。实施例的数据表明，本实用新型专利技术提供的防自腐蚀金属空气电池开路电压为1.8～2.0V，工作电压为1.3～1.7V，与常规相比，比容量和比能量均提高了2～3倍，阳极月自放电率为0.02～0.04％/月。

A kind of anti-corrosion metal air battery

【技术实现步骤摘要】
一种防自腐蚀金属空气电池
本技术涉及空气电池
，尤其涉及一种防自腐蚀金属空气电池。
技术介绍
金属空气电池，业界也称为金属燃料电池，是一种将金属的化学能直接转化为电能，产生的电能可以直接供电器使用的发电装置。金属空气电池是一种评价良好的储能装置，在金属的提炼过程中消耗电能，在这个过程中将电能转化为金属的化学能储存起来，在需要的时候，储存在金属中的化学能在金属空气电池中又转化为电能，供人类直接使用。金属空气电池是未来社会需要的高性能绿色电源的理想方案之一。目前限制空气电池大规模应用的主要原因有：一是空气阴极催化效率不高，二是电池待机期间阳极自腐蚀严重。针对阳极自腐蚀的问题，国内外的专家学者们前后进行了大量的研究，如阳极合金化，加入高析氢电位的元素与阳极中的元素形成合金，控制析氢腐蚀的问题。但是多元合金研究难度大幅增加，难以取得突破性进展；对电解质溶液进行研究，在电解质溶液中添加腐蚀抑制剂，防止阳极自腐蚀，但是，电池性能受到的影响却很大，如在离子电解质和凝胶电解质环境下，铝空气电池的导电性变差，性能大打折扣。综上，由于金属阳极在电池待机期间的自腐蚀，存在金属空气电池的能量密度远远低于其理论能量密度的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种防自腐蚀金属空气电池。本技术提供的防自腐蚀金属空气电池在待机期间，通过向金属空气电池中充入油置换电解质溶液，使金属阳极自腐蚀极大地降低。为了实现上述技术目的，本技术提供以下技术方案：本技术提供了一种防自腐蚀金属空气电池，包括非导电油储油罐、油微型泵、电解质储罐、电解质微型泵、空气阴极、金属阳极和隔膜，所述隔膜在所述空气阴极和金属阳极之间，所述隔膜与金属阳极之间存在阳极空隙，所述隔膜与空气阴极之间存在阴极空隙，所述非导电油储油罐、油微型泵和阳极空隙依次连接，所述电解质储罐和电解质微型泵连接后，再分别与所述阳极空隙、阴极空隙连接。优选地，所述隔膜的材质为聚四氟乙烯或四氟乙烯共聚物。优选地，所述非导电油储油罐中含有全氟聚醚油、甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油或全氟甲基乙烯基醚。优选地，所述金属阳极为铝合金阳极或镁合金阳极。优选地，当所述金属阳极为铝合金阳极时，所述电解质储罐中的电解质为氢氧化钠，所述电解质储罐中的缓蚀剂为锡酸钠。优选地，当所述金属阳极为镁合金阳极时，所述电解质储罐中的电解质为氯化钠，所述电解质储罐中的缓蚀剂为硝酸镧。优选地，所述非导电油储油罐和油微型泵之间设有单向阀，所述电解质储罐和电解质微型泵之间设有单向阀。优选地，所述隔膜的数量为1～3个，所述空气阴极的个数为2个。本技术提供了一种防自腐蚀金属空气电池，重新构建了金属空气电池结构，设计了能够在金属空气电池待机时充油而工作时充电解质，实现油水分离的金属空气电池，提供的金属空气电池待机期间，通过向金属空气电池系统充入油置换电解质溶液，使金属阳极在待机期间自腐蚀极大大降低。实施例的数据表明，本技术提供的防自腐蚀金属空气电池开路电压为1.6～2.0V，工作电压为1.1～1.7V，与常规相比，比容量和比能量均提高了2～3倍，阳极月自放电率为0.02～0.04％/月。附图说明图1为防自腐蚀金属空气电池的结构示意图，其中1为非导电油储油罐，2为油微型泵与单向阀组合，3为电解质储罐，4为电解质微型泵和单向阀组合，5为第一空气阴极，6为金属阳极，7为第一隔膜，8为第二空气阴极，9为第二隔膜；图2为实施例1制得的防自腐蚀金属空气电池充电解质溶液时的塔菲尔曲线；图3为实施例1制得的防自腐蚀金属空气电池充全氟聚醚油时的塔菲尔曲线；图4为铝合金阳极在电解质溶液中质量随时间变化图；图5为铝合金阳极在全氟聚醚油中质量随时间变化图；图6为在不充油不加隔膜的情况下，铝空气电池放电电压随时间变化关系曲线；图7为实施例1制得的防自腐蚀铝空气电池放电电压随时间变化关系曲线。具体实施方式本技术提供了一种防自腐蚀金属空气电池，包括非导电油储油罐、油微型泵、电解质储罐、电解质微型泵、空气阴极、金属阳极和隔膜，所述隔膜在所述空气阴极和金属阳极之间，所述隔膜与金属阳极之间存在阳极空隙，所述隔膜与空气阴极之间存在阴极空隙，所述非导电油储油罐、油微型泵和阳极空隙依次连接，所述电解质储罐和电解质微型泵连接后，再分别与所述阳极空隙、阴极空隙连接。在本技术中，所述隔膜的材质优选为聚四氟乙烯(PTFE)或四氟乙烯共聚物。在本技术中，所述聚四氟乙烯或四氟乙烯共聚物具有亲水疏油性和良好的耐碱性。在本技术中，所述聚四氟乙烯隔膜的孔径优选为不大于1μm，能够减小离子在隔膜的上阻力。在本技术中，所述PTFE优选购买自上海名列膜有限公司。在本技术中，所述隔膜的数量优选为1～3个，当所述隔膜优选为2个时，所述空气阴极的个数优选为2个，所述防自腐蚀金属空气电池中空气阴极、金属阳极和隔膜的放置顺序优选依次为第一空气阴极、第一隔膜、金属阳极、第二隔膜和第二空气阴极。在本技术中，所述非导电油储油罐中优选含有全氟聚醚油、甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油或全氟甲基乙烯基醚。在本技术中，所述全氟聚醚油、甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油或全氟甲基乙烯基醚在金属阳极和隔膜上的接触角足够大，表面张力低，具有非导电性，稳定性，耐高温，无毒性，允许工作温度为-40℃～100℃，可以充当绝缘体以抑制腐蚀，在金属阳极和隔膜上都显示亲水疏油性。在本技术中，所述全氟聚醚油优选为意大利品牌苏威Fomblin生产的粘度最小，质量最轻的YLVAC06/6型号全氟聚醚油。在本技术中，所述金属阳极优选为铝合金阳极或镁合金阳极。本技术对所述铝合金阳极和镁合金阳极的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本技术中，所述铝合金阳极优选为Al0.6Mg0.05Ga0.1In，所述镁合金阳极优选为Mg9Al1.5Sn。在本技术中，当所述金属阳极优选为铝合金阳极时，所述电解质储罐中的电解质优选为氢氧化钠，所述电解质储罐中的缓蚀剂优选为锡酸钠。在本技术中，当所述金属阳极优选为镁合金阳极时，所述电解质储罐中的电解质优选为氯化钠，所述电解质储罐中的缓蚀剂优选为硝酸镧。在本技术中，所述非导电油储油罐和油微型泵之间优选设有单向阀，所述电解质储罐和电解质微型泵之间优选设有单向阀。在本技术中，所述单向阀的作用是防止液体回流。在本技术中，电解质供应部分不予完全密封，在电池上盖留有小孔，用海绵塞塞住，允许氢气出来，但电解质或油出不来。所留出小孔通道以保证自腐蚀产生的氢气能顺利排出，避免氢气爆炸的危险。下面结合图1对本技术防自腐蚀金属空气电池的结构进行简单说明，图1为防自腐蚀金属空气电池的结构示意图，其中1为非导电油储油罐，2为油微型泵与单向阀组合，3为电解质储罐，4为电解质微型泵和单向阀组合，5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防自腐蚀金属空气电池，其特征在于，包括非导电油储油罐、油微型泵、电解质储罐、电解质微型泵、空气阴极、金属阳极和隔膜，所述隔膜在所述空气阴极和金属阳极之间，所述隔膜与金属阳极之间存在阳极空隙，所述隔膜与空气阴极之间存在阴极空隙，所述非导电油储油罐、油微型泵和阳极空隙依次连接，所述电解质储罐和电解质微型泵连接后，再分别与所述阳极空隙、阴极空隙连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种防自腐蚀金属空气电池，其特征在于，包括非导电油储油罐、油微型泵、电解质储罐、电解质微型泵、空气阴极、金属阳极和隔膜，所述隔膜在所述空气阴极和金属阳极之间，所述隔膜与金属阳极之间存在阳极空隙，所述隔膜与空气阴极之间存在阴极空隙，所述非导电油储油罐、油微型泵和阳极空隙依次连接，所述电解质储罐和电解质微型泵连接后，再分别与所述阳极空隙、阴极空隙连接。


2.根据权利要求1所述的防自腐蚀金属空气电池，其特征在于，所述隔膜的材质为聚四氟乙烯或四氟乙烯共聚物。


3.根据权利要求1所述的防自腐蚀金属空气电池，其特征在于，所述非导电油储油罐中含有全氟聚醚油、甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油或全氟甲基乙烯基醚。


4.根据权利要求1所述的防自腐蚀金属空气电池，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢惠民，卢荣冠，
申请(专利权)人：易航时代北京科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11