[发明专利]铝空气电池电解液、铝空气电池及其制作方法

说明书

本发明揭示了一种铝空气电池电解液、铝空气电池及其制作方法，该电解液，包括氢氧化钾、无机溶剂、氢氧化锂、缓蚀剂、稳定剂、增稠剂，其中，氢氧化钾的质量为所述电解液总质量的1～10％，氢氧化锂的质量为所述电解液总质量的0.1～5％。本发明的铝空气电池电解液、铝空气电池及其制作方法，其电解液通过使用氢氧化锂与氢氧化钾的混合溶液降低了电解液的碱性，减低了金属铝电极的自腐蚀速率，还保证了电导率的稳定，通过锡酸盐和葡萄糖的混合液作为缓蚀剂，减低了无机缓蚀剂的使用，从而减低生产成本。

技术领域

本发明涉及到新能源领域，特别是涉及到一种铝空气电池电解液、铝空气电池及其制作方法。

背景技术

金属空气电池是新一代绿色蓄电池，它制造成本低、比能量高、原材料可回收利用，性能优越。目前研究较多的金属空气电池有锌空气电池、铝空气电池和锂空气电池等。在电位序中，铝比锌更活泼，可以获得较高的电池电压；一个铝原子可以释放出三个电子，铝可提高电池的能量；此外，铝储量丰富、价格低廉，故铝空气电池的研究进展十分迅速，是一种很有发展前途的空气电池。

铝空气电池，是以铝与空气作为电池材料的一种新型电池。铝作为空气电池的阳极材料有其独特的优点：电化学当量高，铝的电化学当量为2980A·h/kg，为除锂外最高的金属；电极电位较负，在碱性溶液中其标准电极电位为-2.35V(vs.SHE)，对阳极材料来说，电位越负越好，电池能提供更大的电动势；铝的资源丰富，价格低廉。目前，空气电池用铝阳极材料存在的首要问题是：铝在碱性溶液中自腐蚀很严重，造成阳极利用率大大降低，阻碍了铝空气电池的商业化应用。研究人员通过微合金化开发出新型铝阳极材料，以及添加相应的电解液缓蚀剂，可减小铝的自腐蚀速率。铝空气电池阳极材料常用的合金化元素主要有锌、镁、稼、铟、锡、铅、汞、铋等。这些元素添加到铝中形成三元、四元等多元合金。

铝空气电池由铝阳极、空气阴极和电解液组成；在放电过程中，空气中的氧气通过空气阴极进入电解液到达反应界面发生还原反应而释放出电能。电解液一般为碱性溶液，如氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液，但，因铝在强碱性溶液中的自腐蚀速率很大，使阳极利用率低；亦有使用中性的氯化钠溶液，但，其作为溶液时电导率低导致电池电压的低。因此，为解决以上问题通常使用缓蚀剂使铝在强碱性溶液中的自腐蚀速率降低。现有技术中，普遍使用的多是无机缓蚀剂，如NaSnO3、In(OH)3、Ga(OH)3、K2MnO4等。大多数的无机缓蚀剂虽然能够一定程度上减小铝阳极所用铝合金材料的自腐蚀速率，但往往是以牺牲阳极活性为代价的；且无机腐蚀剂多为化学合成，制备成本高，价格昂贵，某些组分可能会造成环境污染，对人类有一定的毒害作用，不符合环保要求。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种铝空气电池电解液，以解决降低电解液碱性的同时保持电导率的问题。

本发明提出一种铝空气电池电解液，包括氢氧化钾、无机溶剂、氢氧化锂、缓蚀剂、稳定剂、增稠剂，

其中，氢氧化钾的质量为上述电解液总质量的1～10％，氢氧化锂的质量为上述电解液总质量的0.1～5％。

进一步地，上述的铝空气电池电解液，上述缓蚀剂为季铵阳离子羧甲基纤维素醚、长链烷基羧甲基纤维素醚、葡萄糖、锡酸盐、硫代硫酸钠、稀土三氯化铈、偏钒酸钠、油酸钠中的一种或多种。

进一步地，上述的铝空气电池电解液，上述增稠剂为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素醚、羟乙基纤维素中的一种。

进一步地，上述的铝空气电池电解液，上述稳定剂异丙醇、丁二醇、乙二醇、乙醇中的一种或多种。

进一步地，上述的铝空气电池电解液，上述无机溶剂为纯净水。

进一步地，上述的铝空气电池电解液，上述缓蚀剂的质量为上述电解液总质量的0.2～1％。

进一步地，上述的铝空气电池电解液，上述稳定剂的质量为上述电解液总质量的0.2～1％。