[发明专利]一种用于空气电池的复合电极及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于空气电池的新型复合电极及其制备，其中，所述新型复合电极包括铝电极(1)和储氢合金电极(2)，其中，所述铝电极(1)包括铝层(11)以及设置在铝层(11)外表面的集流体一(12)，所述储氢合金电极(2)包括储氢合金层(21)以及设置在储氢合金层(21)外表面的集流体二(22)；这样，铝空气电池自腐蚀产生大量的氢气被储氢合金吸收，吸氢后的储氢合金又能通过电化学过程失氢，从而成为提供能量的电池。并且，所述复合电极的特殊结构，在消耗完铝后替换铝电极的过程中，储氢合金电极不受改变，仍能够保持其原有的性能，继续提高整体的能量利用率。

技术领域

本发明涉及空气电池领域，尤其涉及电极，特别地，涉及一种用于空气电池的复合电极及其制备方法。

背景技术

铝空气电池是一种理论比容量(8100Wh/kg)巨大的一次电池，在海上动力电源、潜艇AIP系统有着广泛的运用，同时具有质量轻、无毒危害等优点。

但是，铝空气电池本身也存在很严重的问题，即其与电解液存在的自腐蚀产生氢气，造成可利用的能量只占总能量的 10％-20％。

传统的缓解自腐蚀的方法，如改变电解液的pH值等，在减少腐蚀的同时，会大大减少其放电的电势，从而降低可利用的能量密度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，将储氢合金材料与铝材料复合，利用储氢合金材料将铝材料自腐蚀产生的氢气进行吸收，再将吸氢饱和的储氢合金材料通过金属氢化物空气电池进行放电。并且由于储氢合金材料的可逆吸放氢性能以及所述新型复合电极的特殊结构，储氢合金材料本身在整个铝空气电池机械替换的过程中，不需要改变就可以同时匹配，从而完成本发明。

本发明一方面在于提供一种用于空气电池的新型复合电极，具体体现在以下方面：

(1)一种用于空气电池的新型复合电极，其中，所述新型复合电极包括铝电极1和储氢合金电极2，其中，所述铝电极1 包括铝层11以及设置在铝层11外表面的集流体一12，所述储氢合金电极2包括储氢合金层21以及设置在储氢合金层21外表面的集流体二22。

(2)根据上述(1)所述的新型复合电极，其中，所述铝电极1和储氢合金电极2通过机械力固定在一起，优选地，所述铝电极1和储氢合金电极2通过电池内部的机械力固定在一起，完成复合电极的装配。

(3)根据上述(1)或(2)所述的新型复合电极，其中，所述铝层11由铝材料制成，所述铝材料选自铝和/或铝合金；优选地，所述铝材料为片状、粉状、棒状和/或箔状；更优选地，所述铝材料为片状、棒状和/或箔状，例如片状。

(4)根据上述(1)至(3)之一所述的新型复合电极，其中，储氢合金层21由储氢合金材料制成，

优选地，所述储氢合金材料选自AB₅型储氢合金、A₂B型储氢合金、AB型储氢合金、AB₂型储氢合金、V基储氢合金和Mg 基储氢合金中的一种或几种。

(5)根据上述(1)至(4)之一所述的新型复合电极，其中，

所述AB₅型储氢合金选自LaNi₅、Mm(NiCoMnAl)₅和 Mm(NiCoMnTi)₅中的一种或几种；和/或

所述A₂B型储氢合金选自Mg₂Ni、Mg-Fe合金、Mg-Ti合金和Mg-Co合金中的一种或几种；和/或

所述AB型储氢合金选自TiFe和/或以TiFe为基础的部分元素取代的TiFe，如Ti_1.1Fe_0.9Ni_0.1、TiFe_0.9Mn_0.1等；和/或