[实用新型]一种电池

说明书

技术领域

本实用新型属于电化学领域，具体涉及一种电池。

背景技术

金属空气电池，是新一代电动汽车用动力电池的强有力的候选者。金属空气电池通常以活性金属作为阳极侧电化学活性组分，以空气中的氧气作为阴极侧电化学活性组分之一。由于氧气直接来源于空气而不需存储在电池内部，金属-空气电池因此具有较高的理论比容量。金属空气电池有可能实现1000Wh/kg以上的器件能量密度，该能量密度与汽油接近。

金属空气电池的阳极侧电化学活性组分可以是碱金属、碱土金属或其它活性金属。在众多金属空气电池中，锂空气电池是当前研究的热点。金属锂具有较负的电极电位(-3.04V vs.SHE)以及较小的密度(6.95g·mol^-1)。当锂作为电池阳极极材料时，其具有约3.81Ahg^-1的比容量，此时，锂空气电池的能量密度理论值有可能达3505Wh/kg。在此能量密度下，配备锂空气电池的电动汽车续航里程可以达到600公里以上。

CN103259065A公开了一种锂-空气二次电池组的空气管理系统，主要包括自然风供气系统、强制供气系统及锂-空气电池组电源系统；所述自然风供气系统通过对外部环境空气流速的监控，实现对所述强制供气系统工作状态的控制，持续给锂-空气电池组提供空气。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种电池，本实用新型的又一个目的是提供一种放电电流大小可调节的电池，本实用新型的又一个目的是提供一种高功率的电池。

发明人发现，通过在电池上设置输气装置，输气装置的出气口设置在电池阴极结构的内部，通过输气装置向电池的阴极结构内部输入气体，能够有效地提高单位时间参与电化学反应的物质的量，调节电池的放电电流，改善电池的功率性能。

本实用新型第一方面提供一种电池，包括：

阳极结构，所述阳极结构包括阳极侧电化学活性组分和阳极侧电解质，所述阳极侧电化学活性组分包括以下物质中的一种或多种：活性金属单质、活性金属离子、活性金属合金和活性金属嵌入材料；

阴极结构，所述阴极结构包括阴极侧电化学活性组分、阴极侧液体电解质和阴极侧电子导电体；

隔膜，所述隔膜位于阳极结构和阴极结构之间，并将阳极侧电解质与阴极侧液体电解质分隔，所述隔膜是基本不透水的；和

输气装置，所述输气装置有输气管道，所述输气管道有出气口，所述出气口在所述阴极结构内部。

在一个实施方案中，本实用新型任一项的电池，所述输气管道和/或出气口浸入在所述阴极侧液体电解质中。

在一个实施方案中，本实用新型任一项的电池，其具有以下一项或多项特征：

a)所述出气口的口径为0.1mm以上，例如0.1～10mm，例如0.5～5mm，再例如1～3mm；

b)所述出气口到所述阴极侧电子导电体的距离为0～100mm，例如0.1-50mm，再例如1～10mm；

c)所述出气口朝向或背向所述阴极侧电子导电体。

在一个实施方案中，本实用新型任一项的电池，输气装置的出气口的出气压力大于1个大气压，例如大于1.5个大气压，例如大于2.5个大气压。

在一个实施方案中，本实用新型任一项的电池，输气装置还有进气口。

在一个实施方案中，本实用新型任一项的电池，其具有以下一项或多项特征：

d)所述输气管道为曲线形管道，例如螺旋形管道，蛇形管道或环形管道；

e)所述输气管道的材料包括选自玻璃、石英、塑料、不锈钢、钛、钼和钨中的一种或多种；

f)所述输气管道上设置有只允许气体流出不允许液体流入的开关，所述开关优选为单向阀；

g)输气管道不与电子导电体电连接。

在一个实施方案中，本实用新型任一项的电池，所述输气装置包括用于输气的泵。

在一个实施方案中，本实用新型任一项的电池，所述阴极侧电化学活性组分包括气态氧化剂；

优选地，所述气态氧化剂是水溶性的；

优选地，所述气态氧化剂包括空气、O₂、SO₂和NO₂中的一种或多种。

在一个实施方案中，本实用新型任一项的电池，所述输气装置用于向所述阴极结构内输入所述气态氧化剂。

在一个实施方案中，本实用新型任一项的电池，所述阴极侧电化学活性组分包括水。

在一个实施方案中，本实用新型任一项的电池，所述电池工作时，所述阴极侧电子导电体位于阴极侧液体电解质上方。