[发明专利]一种铝合金电极的结构及制造方法

说明书

技术领域

本发明属于能源技术领域，特别涉及一种铝合金电极的结构及其制造方法。 

背景技术

铝-空气电池是一种新型高比能化学电源，它以铝合金电极为负极、空气电极为正极、中性或碱性水溶液为电解液，电池运行过程中通过消耗铝合金负极和空气中的氧气对外输出电能。铝-空气电池不需充电，电池运行过程中可通过补充消耗的铝合金负极材料以维持电池持续运行，故也称为金属燃料电池。中性铝-空气电池以食盐水或海水为电解液，碱性铝-空气电池以氢氧化钠或氢氧化钾为电解液。 

目前，用于铝-空气电池的铝合金负极的结构，是用螺钉或者铆钉将导电集流体固定在尺寸合适的铝合金板上。这种简单结构的铝合金负极存在的主要问题是，在铝-空气电池不断放电过程中，铝合金电极不断消耗，铝板逐渐变薄甚至破裂成几块，与空气电极接触造成短路。此外，堆积在铝合金电极上的反应产物夹杂在铝合金板与导电集流体之间，显著增加电池内阻。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，为解决现有铝-空气电池中的铝合金负极在放电过程存在的变薄甚至破裂造成的电池内部短路以及反应产物聚集增加电池内阻的问题，提出了一种新型铝合金电极的结构及其制备方法，以解决现有铝合金电极存在的上述问题。 

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现： 

一种铝合金电极的结构，包括铝合金板、铝合金板加强筋、绝缘密封体、导电集流体，其中： 

所述铝合金板加强筋为网格结构，设置在铝合金板的外侧，环绕铝合金板设置，其不仅能固定铝合金板，同时也阻止铝合金板与空气电极接触，从而防止铝空气电池在运行或者储存或者搬运过程中，电池内部短路； 

在所述铝合金板加强筋的网格结构中设置铝合金板，所述铝合金板加强筋与铝合金 板之间选择固定连接在一起，或者不固定在一起；所述铝合金板的形状为方形、菱形或者圆形； 

所述绝缘密封体和导电集流体设置在由若干(一个或者多个)铝合金板组成的一整块铝合金电极的一端，以保证铝合金电极产生的电流能顺利流经导电集流体输出，选择所述导电集流体紧固在铝合金板上；所述导电集流体被密封在绝缘密封体内，以保证铝—空气电池在运行或者储存或者搬运过程中，电解液或者电极反应产物不会与导电集流体接触。 

所述铝合金板选择常用铝合金材料即可，由由金属铝及合金元素组成。 

所述铝合金板加强筋选择电绝缘高分子材料，或者电绝缘无机非金属材料。 

所述绝缘密封体选择电绝缘高分子材料，或者电绝缘无机非金属材料。 

本发明的上述新型铝合金电极结构通过下述方法进行制备： 

选取铝合金材料剪成电极尺寸的铝合金板，将导电集流体固定在铝合金板之上，再用绝缘密封材料将固定在铝合金板之上的导电集流体以及导电集流体与铝合金板相连接部位密封，形成铝合金电极的绝缘密封体，最后采用铝合金板加强筋材料，以网(网格)状形式将铝合金板包裹住，形成铝合金电极结构。 

将导电集流体固定在铝合金板之上的方法有：1)采用焊接的方法，将导电集流体与铝合金板焊接在一起；2)采用螺钉或者铆钉连接的方法，将导电集流体与铝合金板连接在一起；3)采用导电胶粘合的方法，将导电集流体与铝合金板粘合在一起；4)采用直接压合的方法，将导电集流体与铝合金板直接压合在一起，形成紧固连接。