[实用新型]一种金属空气电池

说明书

本实用新型公开一种金属空气电池，包括：空气电极、金属电极、电解液、控制器、功率放大器、超声波发生器；当启动车辆的金属空气电池时，控制器通过总线接收开启指令，并根据开启指令生成设定频率的电信号；功率放大器放大设定频率的电信号；超声波发生器将放大的电信号转换成超声波振动信号，通过所述电解液将覆盖在所述金属电极上的附着物脱离，进而使所述金属空气电池迅速启动；当关闭车辆的金属空气电池时，所述控制器通过总线接收关闭指令，并根据关闭指令通过所述功率放大器控制所述超声波发生器停止工作，此时金属电极表面就会又生成一层致密的附着物作为氧化膜，保护金属电极不会在停用期间发生自腐蚀。

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种金属空气电池。

背景技术

车辆靠所携带的电池放电形式，可以减少对行驶环境的污染，对于减小大都市的空气污染有显著的效果。虽然未必能够降低最终的二氧化碳排放，但是由于人们居住的不均匀性，上述作用还是很有意义。目前车辆广泛采用的锂离子电池能量密度低，车辆的续航里程低，能量密度较高的聚合物锂离子电池，在高温和日照的情况下，可能会自燃。因此，研制具有高能量密度、使用安全的金属空气电池成了一个有前途的方案。

目前金属空气电池以金属锌、铝、镁等作为负极，空气中的氧气作为正极，通过原电池反应将金属氧化后释放能量进而实现供电，因此使用金属空气电池时，只需更换电池的负极材料即可重复使用，无需充电。和锂离子电池相比，金属空气电池比较适合持续的供电模式，因此，很多应用也是作为备用电源。但是如果将空气电池作为车辆的主能源，必须要适应汽车的断续工作的模式。如果采用碱性或酸性电解液，虽然可以迅速启动，但是停用期间，由于电极的自损耗而造成电池有效容量的减少。如果采用中性电解液，虽然可以避免停用期间的电极损耗，但是由于铝镁锌等金属电极表面在停用期间会形成一层致密的附着物作为氧化膜而造成反应钝化，使得电池再启动速度缓慢。另外，采用合金电极虽然可以避免面钝化，但同样会造成停用期间电极的损耗，同时会消耗一些贵重金属，并且造成产物的回收困难。因此采用传统的化学方式，无法同时解决钝化和金属阳极自腐蚀的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种金属空气电池，以实现同时解决钝化和金属阳极自腐蚀的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种金属空气电池，所述金属空气电池包括：空气电极、金属电极、电解液、控制器、功率放大器、超声波发生器；

所述空气电极与所述金属电极对应设置，所述空气电极与所述金属电极之间存在所述电解液；

所述控制器与车辆的总线连接，当启动车辆的金属空气电池时，所述控制器通过总线接收开启指令，并根据开启指令生成设定频率的电信号；当关闭车辆的金属空气电池时，所述控制器通过总线接收关闭指令，并根据关闭指令通过所述功率放大器控制所述超声波发生器停止工作；

功率放大器，与所述控制器相连，用于放大设定频率的电信号；

超声波发生器，与所述功率放大器相连，设置在所述电解液内部，用于将放大的电信号转换成超声波振动信号，通过所述电解液将覆盖在所述金属电极上的附着物脱离，进而使所述金属空气电池迅速启动。

优选地，所述金属空气电池还包括：加速度传感器，设置在所述金属电极上，用于检测所述金属电极的加速度响应模拟信号；

模数转换模块，与所述加速度传感器相连，用于将所述加速度响应模拟信号转换成加速度响应数字信号；

所述控制器与所述模数转换模块相连，用于根据检测的加速度响应数字信号选择所述金属电极的固有频率，并将所述固有频率作为设定频率。

优选地，所述金属电极为纯度大于90％的金属。

优选地，所述金属电极的金属为Al、Mg、Zn和/或包含Al、Mg、Zn中至少一者的合金。