[发明专利]用于初始化和运行金属-空气电池的系统和方法

权利要求书

1.一种在Al-空气电池中的低腐蚀Al负极合金负极上产生钝化层的方法，所述方法包括：

向所述Al-空气电池提供以给定浓度包含碱性或铵氧阴离子盐添加剂的电解质；

控制所述Al-空气电池的运行条件至特定点，包括控制以下参数中的至少两个：所述电解质的特定温度、所述负极相对于所述电解质的特定负电位和从所述负极汲取的特定电流密度；

当运行条件参数稳定时，将来自所述Al-空气电池的汲取电流密度降低到第一低电流密度，从而导致负极电位瞬间降低低于第一负电压和从所述电解质的H₂释放速率的瞬间升高，随后是第一时间段后所述H₂释放速率的急剧下降；和

当H₂释放水平稳定在低值并且不迟于从H₂释放速率水平降低的所述第一时间段起的第二时间段时，从所述Al-空气电池运行电流中汲取；

其中所述碱性或铵氧阴离子盐添加剂的浓度为0.001-0.1M；

其中所述碱性或铵氧阴离子盐添加剂是锡酸盐、锌酸盐、铟酸盐、没食子酸盐、铅酸盐和汞酸盐中的至少一种；并且

其中所述第一低电流密度在-50至50mA/cm²的范围内。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在稳定的运行条件下所述电解质的温度小于50℃，并且在H₂释放的瞬间升高期间为50℃至65℃。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述负极由低腐蚀的Al-Mg合金制成。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述负极的第一负电位相对于所述电解质为-1.6V或更少。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第一时间段在1-120秒的范围内。

6.根据权利要求1所述的方法，其中使用外部电源执行所述负极电位的所述瞬间降低低于第一负电压。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述负极电位的所述瞬间降低在Al-空气电池运行循环的总预期持续时间的第一10％内开始。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在H₂释放瞬间升高期间所述电解质的温度为50℃至65℃。

9.一种金属-空气电池系统，包括：

金属-空气电池(101)；

电池容器(102)；

电池Al负极(104)，电连接到负极端子(100T1)，在所述电池Al负极(104)上形成有由权利要求1-8中任一项所述的方法产生的钝化层；

电池正极(106)，电连接到正极端子(100T2)；

设置在所述电池容器中以给定浓度包含碱性或铵氧阴离子盐添加剂的电解质(110)，其中所述负极和所述正极浸没在所述电解质中；

其中所述负极端子和所述正极端子适于连接到可控电负荷。

10.根据权利要求9所述的系统，进一步包括连接在所述负极和所述正极之间的电压表和适于在所述电池系统的负荷电路中串联连接的电流表。

11.根据权利要求9或10所述的系统，其中所述负极由低腐蚀的Al-Mg合金制成。