一种复合负极及其相应的铝空气电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是铝空气电池，具体涉及的是一种复合负极及其相应的铝空气电池。
【背景技术】
[0002]由于铝空气电池拥有能量密度大、质量轻、可循环利用的特点，一直被认为是一种能取代锂离子电池的能量来源。特别是，采用铝空气电池后，电动车能明显提高续航里程，因此汽车行业十分看好铝空气电池。但是，铝空气电池在放电过程中会发生腐蚀问题，导致电极材料过度消耗，影响铝空气电池回收的同时增加电池内部的电学损耗。目前有人尝试使用添加其他金属如锡、铟、铊、铱等的铝合金作为电极材料，但是添加的这些金属会使得电解液胶体化，从而增加电池内部电阻，增加电池成本，妨碍电池的循坏回收。目前在重要电源后备系统中使用的铝空气电池需将电极与电解液分开储存，避免腐蚀的发生，使用时必须依靠泵单元将电解液注入铝空气电池中，步骤较为繁琐且不能快速响应。
【实用新型内容】
[0003]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种复合负极及其相应的铝空气电池，解决铝空气电池电极腐蚀，以及由于这个原因，铝空气电池须与电解液分开储存导致无法及时快速使用铝空气电池、体积过大等的技术问题。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种复合负极，包括负极芯体和选择反应包覆层。
[0005]所述负极芯体为任意形状，负极芯体由高纯度的金属铝制成，以免掺杂其他合金使得铝空气电池胶体化，增加铝空气电池的电阻。负极芯体外包覆有选择反应包覆层。所述选择反应包覆层包括第一锌层和包覆第一锌层的第二锌层。所述第一锌层通过锌酸盐浸渍法镀敷在负极芯体上，而第二锌层则通过电解镀锌法设于第一锌层外。第一锌层的厚度远远小于第二锌层的厚度。第二锌层外设有防腐蚀材料层，防腐蚀材料层完全包裹第二锌层，防止电解液腐蚀复合负极。
[0006]一种销空气电池，包括复合负极、正极、电池壳体和电解液。
[0007]负极芯体的外表面紧密贴合选择反应包覆层，所述复合负极与正极设于电池壳体内，所述电解液储存在电池壳体内部并与复合负极、正极直接接触。正极为表面覆盖催化剂的金属网。
[0008]铝空气电池储存期间，选择反应包覆层与电解液间不发生化学反应；铝空气电池工作期间，铝空气电池放电，选择反应包覆层与电解液发生化学反应形成锌空气电池产生电流，同时选择反应包覆层逐步分解并暴露出负极芯体，所述负极芯体与电解液反应形成铝空气电池。锌空气电池产生的电流远远小于铝空气电池产生的电流，但锌空气电池产生的电压与铝空气电池产生的电压相差较小，对电气设备不会造成显著影响。
[0009]作为优选，第二锌层的厚度为0.20μπι?0.25μπι。
[0010]作为优选，防腐蚀材料层含有铟、镓、铅、铊、汞一种或多种金属元素，储存过程中防腐蚀材料层中的金属元素缓慢释放于电解液中，抑制电解液腐蚀电极。所述防腐蚀材料层的体积为负极芯体的体积的0.001%?0.01%。
[0011]作为优选，所述电解液为氢氧化钾或者氢氧化钠形成的碱性电解液。
[0012]作为优选，电池壳体可为任意形状，适应不同电气设备的需要。
[0013]本实用新型有效地防止了铝空气电池内部的电解液腐蚀电极而导致的电池失效，另外避免了将电解液与电极分别存放所带来的例如响应速度慢，体积大等问题。
【附图说明】
[0014]图1为一种复合负极及其相应的铝空气电池的复合负极结构示意图。
[0015]其中:300、复合负极，302、负极芯体，304、第一锌层，306、第二锌层，308、防腐蚀材料层。
[0016]图2为一种复合负极及其相应的铝空气电池的铝空气电池结构示意图。
[0017]其中:310、选择反应包覆层，312、负极芯体的外表面，700、铝空气电池，702、电池壳体，704、电解液，706、正极。
【具体实施方式】
[0018]以下结合具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
[0019]参阅图1，一种复合负极300，包括负极芯体302和选择反应包覆层310 (如图2所示)O
[0020]所述负极芯体302为长方体形状，负极芯体302由高纯度的金属铝制成，以免掺杂其他合金提高铝空气电池700内部的电阻。负极芯体302外包覆有选择反应包覆310。所述选择反应包覆层310包括第一锌，304、第二锌层306。所述第一锌层304外包覆第二锌层306，所述第一锌层304通过锌酸盐浸渍法镀敷在负极芯体302上，而第二锌层306则通过电解镀锌法设于第一锌层304外。第二锌层306外设有防腐蚀材料层308，防腐蚀材料层308完全包裹第二锌层306，防止电解液腐蚀复合负极300。
[0021]参阅图2，一种铝空气电池700，包括复合负极300、正极706、电池壳体702和电解液 704。
[0022]负极芯体的外表面312紧密贴合选择反应包覆层310，所述复合负极300与正极706设于电池壳体702内，所述电解液704储存在电池壳体702内部并与复合负极300、正极706直接接触。正极706为表面覆盖催化剂的金属网。
[0023]铝空气电池700储存期间，选择反应包覆层310与电解液704间不发生化学反应；铝空气电池700工作期间，铝空气电池700放电，选择反应包覆层310与电解液704发生化学反应形成锌空气电池产生电流，同时选择反应包覆层310逐步分解并暴露出负极芯体302，所述负极芯体302与电解液704反应形成铝空气电池700。锌空气电池产生的电流远远小于铝空气电池700产生的电流，但锌空气电池产生的电压与铝空气电池700产生的电压相差较小，对电气设备不会造成显著影响。
[0024]具体实施中，第二锌层306的厚度为0.25 μ m。
[0025]具体实施中，防腐蚀材料层308含有铟、镓、铅、铊、汞一种或多种元素，储存过程中防腐蚀材料层308中的金属元素缓慢释放于电解液704中，抑制电解液704腐蚀电极。所述防腐蚀材料层308的体积为负极芯体302的体积的0.01%。
[0026]具体实施中，所述电解液704为氢氧化钠溶液。
[0027]具体实施中，电池壳体702为圆柱状。
[0028]铝空气电池所需的其他部件在这里不再赘述。
【主权项】
1.一种复合负极及其相应的铝空气电池，其特征在于所述复合负极包括负极芯体和选择反应包覆层，负极芯体外包覆有选择反应包覆层，所述选择反应包覆层包括第一锌层和包覆第一锌层的第二锌层，第二锌层外设有完全包裹第二锌层的防腐蚀材料层；所述铝空气电池包括复合负极、正极、电池壳体和电解液，复合负极与正极设于电池壳体内，储存在电池壳体内部的电解液与复合负极、正极直接接触，所述正极为表面覆盖催化剂的金属网。
2.根据权利要求1所述一种复合负极及其相应的铝空气电池，其特征在于所述第二锌层的厚度为0.20 μ m?0.25 μ m。
3.根据权利要求1所述一种复合负极及其相应的铝空气电池，其特征在于所述防腐蚀材料层的体积为负极芯体的体积的0.001%?0.01%。
【专利摘要】本实用新型公开了一种复合负极及其相应的铝空气电池，所述复合负极包括负极芯体和选择反应包覆层，负极芯体外包覆有选择反应包覆层。所述选择反应包覆层包括第一锌层和包覆第一锌层的第二锌层，第二锌层外设有完全包裹第二锌层的防腐蚀材料层。所述铝空气电池包括复合负极、正极、电池壳体和电解液，复合负极与正极设于电池壳体内，储存在电池壳体内部的电解液与复合负极、正极直接接触，所述正极为表面覆盖催化剂的金属网。本实用新型有效地防止了铝空气电池内部的电解液腐蚀电极而导致的电池失效，另外避免了将电解液与电极分别存放所带来的例如响应速度慢，体积大等问题。
【IPC分类】H01M12-06, H01M4-06
【公开号】CN204441425
【申请号】CN201520024894
【发明人】刘桂花
【申请人】刘桂花
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年1月14日