[实用新型]新一代高容量高电压双电解液铝空气微流体电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种新一代高容量高电压双电解液铝空气微 流体电池。

背景技术

电池(Battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容 器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定 电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便， 充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各 个方面发挥有很大作用。

铝空气电池因具备高能量密度、质量轻、安全、便宜等优点而备受关注，其以高纯度铝 Al(含铝99.99％)做为负极、氧为正极，以氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)水溶液 为电解质，空气中的氧为氧化剂，在电池放电时产生化学反应，铝和氧作用最终转化为氧化 铝。但是，铝质电极板在电解液中的自腐蚀现象十分严重，制约了铝空气电池发展。针对此 问题，目前采用较多的两种解决办法是：(1)使用添加了微量元素的铝合金作为电池的阳 极；(2)在电解液溶液加添加剂，以减缓铝电极的自腐蚀速率。上述两种方法虽然能够在 一定程度起到抑制铝电极的自腐蚀的作用，然而效果并不显著，不能从根本上解决铝空气电 池的铝质电极板自腐蚀的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足提供一种新一代高容量高电压双电解液铝 空气微流体电池，从根本上解决了铝空气电池中铝电极在电解液中的自腐蚀问题，从而显著 地提高了铝空气电池的容量，而且，由于阳极电解液呈碱性、阴极电解液呈酸性，电池的电 压可得到显著提升。

本实用新型通过以下技术方案实现该目的：

新一代高容量高电压双电解液铝空气微流体电池，包括阳极板、阴极板以及处于流动状 态的电解液，所述电解液包括阳极电解液、阴极电解液，还包括分别用于输送阳极电解液、 阴极电解液的阳极管道、阴极管道，所述阳极管道、阴极管道在对应于阳极板、阴极板处连 通构成一离子传导内腔，所述离子传导内腔中还设置有隔膜，所述隔膜设置于阳极管道与阴 极管道之间，所述阳极板与阳极管道连通并与阳极电解液接触，所述阴极板与阴极管道连通 并与阴极电解液接触，所述阳极板为铝板，所述阴极板为空气电极，所述阳极电解液为强碱 有机溶液，所述阴极电解液为酸性水溶液。

其中，所述阳极电解液、阴极电解液在离子传导内腔中的流向相同。

其中，所述阳极电解液、阴极电解液在离子传导内腔中呈分层流动状态。

作为优选的技术方案，所述强碱有机溶液为氢氧化钾有机溶液、氢氧化钠有机溶液或氢 氧化锂有机溶液中的任意一种。

作为优选的技术方案，所述强碱有机溶液中的溶剂为甲醇。

作为进一步优选的，所述强碱有机溶液的浓度为1～6mol/L。

作为优选的技术方案，所述酸性水溶液为硫酸水溶液、盐酸水溶液或硝酸水溶液中的任 意一种。

作为进一步优选的，所述酸性水溶液的浓度为1～6mol/L。

作为优选的技术方案，所述隔膜为碳纸。

作为另一优选的技术方案，所述隔膜为阴离子交换膜。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：本实用新型的新一代高容量高电压双电解 液铝空气微流体电池，包括阳极板、阴极板以及处于流动状态的电解液，所述电解液包括阳 极电解液、阴极电解液，还包括分别用于输送阳极电解液、阴极电解液的阳极管道、阴极管 道，所述阳极管道、阴极管道在对应于阳极板、阴极板处连通构成一离子传导内腔，所述离 子传导内腔中还设置有多孔隔膜，所述多孔隔膜设置于阳极管道与阴极管道之间，所述阳极 板与阳极管道连通并与阳极电解液接触，所述阴极板与阴极管道连通并与阴极电解液接触， 所述阳极板为铝板，所述阴极板为空气电极，所述阳极电解液为强碱有机溶液，所述阴极电 解液为酸性水溶液，本实用新型的铝板电极不会与非水性的阳极电解液发生自腐蚀反应，从 根本上解决了铝空气电池中铝电极在电解液中的自腐蚀问题，从而显著地提高了铝空气电池 的容量，而且通过酸性和碱性两种电解液，可显著提高铝空气电池的电压。

附图说明

图1为本实用新型的新一代高容量高电压双电解液铝空气微流体电池的结构示意图。

图中：1-阳极板，2-阴极板，3-阳极电解液，4-阴极电解液，5-阳极管道，6-阴极管道， 7-隔膜。