[发明专利]金属-水-空气电池

权利要求书

1.一种金属-水-空气电池，其特征在于，包括：

隔膜；

金属腔和水电极腔，分别设置在隔膜两侧并形成封闭的空间，其中，水电极腔内装有水；

金属负极和水电极，对应设置于金属腔和水电极腔内，并分别紧贴隔膜；

储氢器，通过第一管道与水电极腔相连，所述第一管道中间设置有防水透气膜、第一单向阀和第一调节阀，且第一管道上设置有旁通第一调节阀和第一单向阀的旁路管线，旁路管线上设置有第二单向阀和第二调节阀；以及

燃料电池，通过第二管道与储氢器相连。

2.根据权利要求1所述的金属-水-空气电池，其特征在于，所述第二管道上设置有第三调节阀。

3.根据权利要求1所述的金属-水-空气电池，其特征在于，所述金属腔内注入有电解液。

4.根据权利要求1所述的金属-水-空气电池，其特征在于，所述金属负极为金属锂、钠、钾、镁、铝或铁负极，所述隔膜为具有相应金属离子传导能力同时又能阻断电子通路的固态电解质隔膜。

5.根据权利要求4所述的金属-水-空气电池，其特征在于，所述金属负极为金属锂负极，所述固态电解质隔膜中的电解质为聚环氧乙烯与锂盐形成的络合物电解质或聚丙烯腈类聚合物电解质。

6.根据权利要求4所述的金属-水-空气电池，其特征在于，所述金属负极为金属锂负极，所述隔膜为含有Li_0.5La_0.5TiO₃材料的隔膜、含有Li₉SiAlO₈材料的隔膜，或含有镍钴锰三元材料或磷酸铁锂或钛酸锂与掺杂氧化铈组成的复合材料隔膜，其中，镍钴锰三元材料、磷酸铁锂、钛酸锂与掺杂氧化铈的质量比均为1/9～7/3。

7.根据权利要求1所述的金属-水-空气电池，其特征在于，所述水电极为多孔电极，包括集流体和涂覆在集流体上的导电层，所述导电层含有具有金属离子传导性、电子导电性和催化活性的镍钴锰活性材料。

8.根据权利要求7所述的金属-水-空气电池，其特征在于，所述导电层还含有导电增强剂，所述导电增强剂选自碳粉、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种。

9.根据权利要求8所述的金属-水-空气电池，其特征在于，所述导电增强剂与所述镍钴锰活性材料的重量比小于等于50％。

10.根据权利要求9所述的金属-水-空气电池，其特征在于，所述导电增强剂与所述镍钴锰活性材料的重量比为10％～20％。