[发明专利]空气金属燃料电池

权利要求书

1.一种空气金属燃料电池，其特征在于，所述电池包括至少一个正极单元和至少一个负极单元，所述正极单元包括空气电极正极、正极电解液、正极虹吸材料，所述空气电极正极包括空气电极载体，所述空气电极载体负载有催化剂，所述催化剂能催化氧气产生阴离子；所述负极单元包括金属负极、负极虹吸材料、隔膜，以及负极电解液，或进一步包括电解质；所述金属负极包括金属燃料，其为电池的放电提供阳离子；通过正极虹吸材料将正极电解液输送至空气正极载体，并使正极电解液与空气正极载体相接触，所述金属负极与负极电解液和/或电解质接触；所述隔膜为一层或多层，在所述隔膜的至少一层膜上具有疏水涂层，形成所述疏水结构层，该疏水结构层能通过离子，并具有憎水性；其中，所述的疏水涂层的材料选自脂类：奶油、黄油、羊油、牛油、猪油、鱼油、禽油、豆油、葵花油、菜籽油、蓖麻油、花生油中的一种或多种；

所述电池还包括正极电解液第一储存室和正极电解液第二储存室，所述正极虹吸材料的两端分别插入正极电解液第一存储室和第二存储室中，中间部分与空气正极载体相接触，所述正极电解液第一储存室与第二储存室之间通过管道相连接，管道上设有正极电解液泵，通过驱动正极电解液泵可实现正极电解液在第一存储室与第二存储室之间循环；

所述负极单元的负极虹吸材料面向正极单元的一面具有疏水涂层，所述负极虹吸材料的一部分与金属燃料相贴合，通过负极虹吸材料将负极电解液输送至金属燃料；所述电池还包括负极电解液第一储存室和负极电解液第二储存室，所述负极虹吸材料的两端分别插入负极电解液第一存储室和第二存储室中，中间部分与金属燃料相接触；所述负极电解液第一储存室与第二储存室之间通过管道相连接，管道上设有负极电解液泵，通过驱动负极电解液泵可实现负极电解液在第一存储室与第二存储室之间循环；

所述负极单元还包括芯子，所述芯子具有吸附性，吸附储存负极电解液，所述芯子与金属燃料相接触；或者所述电池负极单元包括负极电解液、芯子和电解质，金属燃料位于芯子和电解质之间，并分别与芯子和电解质贴合；

所述的电解质为电池的正负极提供离子通路，为电池负极提供离子运行的电解质，所述电解质选自：1）固体电解质为陶瓷材料；2）聚合物电解质：聚氧化乙烯系、聚偏氟乙烯系、聚甲基丙烯酸甲酯系或聚丙烯腈系的聚合物电解质；或，3）半固态电解质：将低聚糖、高聚糖，淀粉，糊精，乙基纤维素中的至少一种，脂类、酯类中的至少一种，碳材料、磁性材料、玻璃纤维中的至少一种与包括氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂的碱的有机溶液中的至少一种混合，在无水的环境下反应制成；

所述负极电解液是为电池负极提供离子运行的电解液，所述负极电解液选自：

碱性电解液：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸氢钠、氢氧化钙、氢氧化铝、氢氧化锌、甲醇钠、甲醇钾中的一种或多种与有机溶剂制成的负极电解液；酸性电解液：有机、无机弱酸与有机溶剂制成的负极电解液；中性电解液：氯化钠、氟化钠、碘化钠、氯化钾、氟化钾、碘化钾中的一种或多种盐与有机溶剂制成的负极电解液；其中有机溶剂为：乙醇、甲醇、乙腈、二甲基亚砜或碳酸酯中的一种或多种；

或，金属卤化物同季铵盐或季磷盐或季硫盐中的一种形成的卤金属酸离子液体为电解液，该电解液的溶剂为乙醇、甲醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃、异丙醇、二甲基亚砜、碳酸酯中的一种或多种;

所述的正极电解液为电池的正负极提供离子通路，为电池正极提供离子运行的电解液，所述的正极电解液选自：

碱性电解液：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸氢钠、氢氧化钙、氢氧化铝、甲醇钠或甲醇钾中的一种或多种与水制成的正极电解液；酸性电解液：有机、无机弱酸与水制成的正极电解液；中性电解液：氯化钠、氟化钠、碘化钠、氯化钾、氟化钾或碘化钾中的一种或多种与水制成的正极电解液。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述空气电极正极还包括空气电极正极集流体、空气电极正极极耳和正极输出线路，所述正极输出线路、空气电极正极极耳、空气电极正极集流体与空气电极载体依次相连。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述正极单元还包括空气电极正极进气装置，氧气通过空气电极正极进气装置进入正极单元，并与空气电极载体的催化剂相接触。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述空气电极正极进气装置具有透气材料层，所述透气材料层包括防水透气膜和/或二氧化碳隔离膜。