[发明专利]镁水电池

说明书

技术领域：

本发明涉及电池产品技术领域，特指一种采用镁合金板作为阴极的镁水电池。

背景技术：

现已广泛被大家使用的锂离子电池是由锂电池发展而来的。锂电池的负极材料是锂金属，正极材料是碳材。而锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极材料是碳材。电池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程。锂离子电池自1990年问世以来，因其卓越的性能得到了迅猛的发展，并广泛地应用于社会。锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，像大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等，且越来越多的国家将该电池应用于军事用途。

通常锂离子电池包括如下结构：

1、正极构造：LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔)

2、负极构造：石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+集流体(铜箔)正极上发生的反应为：

LiCoO2＝充电＝Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)

负极上发生的反应为

6C+XLi++Xe＝＝＝＝＝LixC6

但是锂离子电池也存在一些不足：

1、如果有水进入将会产生电解反应，导致电容量降低。

2、如果电池过充有可能发生电池爆炸。

除锂离子电池外，还有一种锂一水电池，其是以水为氧化剂，以碱金属为负极活性物质，在电解反应时产生电流。但是由于锂是一种活泼性较高的物质，其会与水产生强烈的反应，这样就会对负极活性物质产生腐蚀，如果反应剧烈，可能会产生火花。针对于此，本申请人提出一种具有较高安全性的水电池。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题就是克服现有技术之不足，提供一种采用镁合金板作为阴极的镁水电池。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：该镁水电池包括采用镁合金板或者铸造镁合金板制作的阴极、隔离纸、活性碳层以及采用铜板或者泡沫铜制作的阳极，其中阴极、隔离纸、活性碳层以及阳极依次叠加，封装在一个壳体内，并且在壳体内注入有作为电解液的水。

所述壳体内的水的注入量为：至少将阴极、隔离纸、活性碳层以及阳极浸润。

本发明的工作原理是：阴极中的镁合金在水中生产镁离子，生成的镁离子经过电解液运动到阳极作为集流体的铜板或者泡沫铜(或者其他具有导电泡沫金属)。由于阳极与活性碳层贴合，同时活性碳上有的微观结构中，其具有很多微孔，到达这里的镁离子就嵌入到活性碳层的微孔中，嵌入的镁离子越多，电容量越高。当本发明中的阴极、阳极与外接负载的电源正负极连接后，本发明将开始进行放电，嵌在阳极活性碳层的镁离子脱出、由阳极游离到阴极，开始放电。

附图说明：

图1是本发明的内部结构示意图；

图2是本发明实施例一的立体图。

具体实施方式：

见图1，本发明包括：阴极1、隔离纸2、活性炭层3以及阳极4。

其中，阴极1为：采用镁合金板或者铸造镁合金板制作。

隔离纸2；其作用是防止正负极活性物质直接接触，造成电池内部短路。隔离纸2通常采用纸质的隔离材料，其具有如下优点：

1、在电解液中具有良好的化学稳定性和一定的机械强度，并能承受电极活性物质的氧化还原作用。

2、离子通过隔离纸2的能力较大，即隔离纸2对电解质离子运动的阻力要小。这样，电池内阻就相应减小，电池在放电时的能量损耗减小。

3、隔离纸2为电子的良好绝缘体。

4、价格低廉。

活性碳层；

阳极：采用铜板或者泡沫金属，通常可选择泡沫铜制作。

其中阴极1、隔离纸2、活性碳层3以及阳极4依次叠加，封装在一个壳体5内，并且在壳体5内注入有作为电解液的水，如图2所示。

所述壳体5内的水的注入量为：至少将阴极、隔离纸、活性碳层以及阳极浸润。

本发明的化学方程式为：Mg+H₂O＝MgO+H₂

其中负极电解方程式为：Mg-2e^-+2OH^-＝Mg+H₂O

正极电解方程式为：2H₂O+2e^-＝2OH^-+H₂