[发明专利]铝空气电池

说明书

本发明涉及空气电池领域，公开了一种铝空气电池，包括由中空反应池围成的发电区，发电区内设有：铝物体、液态金属或液态金属合金、电解液、空气电极；工作状态时，铝物体、液态金属、电解液三者在发电区内，铝物体浸入液态金属中，电解液与浸入液态金属中的铝物体接触；空气电极吸附的氧气输入电解液中；电极片用于将电荷输出。本发明提供的铝空气电池，通过采用液态金属去除铝空气电池中铝物体表面的氧化膜，从而激活铝物体，触发铝空气电池发电。能有效抑制铝物体的析氢腐蚀，提高电池发电效率，具有高比能量、高比功率、高放电效率的优点，且制造成本低。

技术领域

本发明涉及空气电池领域，特别是涉及一种铝空气电池。

背景技术

金属空气电池由于其制作成本低、环保无毒、储运便捷安全，成为了理想的储能设备和动力来源。金属铝作为地壳中含量最丰富的金属元素，价格低廉，环保安全、内阻小、比能量高、储存寿命长，是一种理想的负极材料。铝空气电池是现阶段研究和应用比较广泛的一种空气电池。

现有技术中的铝空气电池是以铝或铝合金为负极，以空气中的氧为正极，在电解液和催化剂共同作用下发生电化学反应，形成电流而发电。铝空气电池应用于电动汽车、水下航行器等大功率供电领域相比于铅蓄电池、氢氧燃料电池等有明显的成本和效率优势，相比于柴油发电机等无运动部件、无噪声，运行可靠，操作维护简便。铝空气电池在便携式电源、电子设备等小功率供电领域相比于锂电池等有较高的安全性和可持续优势。

然而，铝空气电池的研发仍存在一些技术瓶颈。一方面，铝单质暴露在空气中，表面会迅速形成氧化膜，钝化膜会抑制铝的电化学活性，阻碍电池发电。另一方面，铝作为两性金属，在碱性电解质环境下会出现严重的析氢腐蚀，电流效率较低，导致铝物体的法拉第效率降低。此外，原电池反应副产物和自腐蚀反应产物均为胶体氢氧化铝，既会降低电解质电导率，也会增加铝物体极化，使铝空气电池性能恶化。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种铝空气电池，以解决现有技术中铝空气电池易发生析氢腐蚀、发电效率低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种铝空气电池，包括由中空反应池围成的发电区，所述发电区内设有：铝物体、液态金属或液态金属合金、电解液、空气电极、两片电极片；

所述铝物体浸入所述液态金属或液态金属合金中，所述电解液能与浸入所述液态金属或液态金属合金中的铝物体接触；所述空气电极一端能与空气接触，另一端与所述电解液接触；其中一片所述电极片与所述空气电极连接，另一片电极片与所述液态金属或液态金属合金连接。

其中，所述液态金属为镓，所述液态金属合金为添加了铟、锡、锌、铋中的一种或多种的镓基液态金属合金。

其中，所述空气电极为石墨空气电极、活性炭空气电极、铂空气电极或镍空气电极中的任意一种，所述空气电极的形状为棒状或板状。

其中，还包括隔膜，所述隔膜设置在所述空气电极与所述电解液接触的一端。

其中，所述电解液为碱性溶液、酸性溶液或中性溶液中的一种或多种。

其中，还包括废液回收装置，所述废液回收装置包括回收池、泵、第二阀门；所述中空反应池侧壁设有进料口，底部设有排料口；所述回收池的输入口与所述排料口通过第一管路连通，所述回收池的输出口与所述进料口通过第二管路连通；所述第一管路上设置有所述第二阀门，所述第二管路上设置有所述泵。

其中，所述回收池内设有分离器。

其中，所述空气电极为多个，多个所述空气电极阵列排列。

其中，所述中空反应池内设有隔板，所述隔板将所述中空反应池分隔为多个独立的所述发电区，所述发电区与多个所述空气电极对应设置；多个所述发电区串联连接。