[发明专利]一种用于金属空气燃料电池的阴极包及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池技术领域，尤其涉及一种用于金属空气燃料电池的阴极包及其应用。

背景技术

当今世界，新再生能源技术不断发展，可再生能源和新能源开发技术慢慢地应用于各种领域；在全球变暖的影响下，新再生能源领域将会慢慢成为未来能源领域的主导。并且新再生能源技术在燃料电池领域也在逐步开发中，电池的容量也由小容量慢慢地向大容量发展。

当前，质子交换膜燃料电池(PEMFC)和直接甲醇燃料电池(DMFC)已商业化生产并使用，但是其价格确一直居高不下；此外固体氧化物燃料电池(SOFC)和熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)等燃料电池的研发已达到了可以应用的阶段。由于质子交换膜燃料电池和直接甲醇燃料电池要使用铂金(Pt)作为催化材料，因此想要降低成本生产还是有一定难度的。

现存金属空气燃料电池的阴极都是采用金属板的形式，为了扩大反应面积，大多都采取在金属表面进行凹凸加工或者在金属板增加气孔的方式来扩大表面积。但是此种金属阴极板形式有非常大的缺陷，原因是金属进行氧化反应后会产生金属氢氧化物或者金属氧化物的沉淀物,它们会慢慢地贴付在阳极上导致阳极寿命缩短，特别是镁空气燃料电池在氧化反应后产生的沉淀物黏度非常高，其贴付在阳极电堆上后十分难以清洗。现存的金属空气燃料电池其电解液大部分都使用氢氧化钠(NaOH)或者氢氧化钾(KOH),特别是镁空气燃料电池，其电解液大部分都是使用盐水(NaCl)等；铝或锌空气燃料电池大多使用氢氧化钠(NaOH)强碱溶液或者氢氧化钾(KOH)等作为电解液，一般情况下其在发生氧化反应时温度会上升并且会产生大量的氢气(H₂),而为了防止产生氢气(H₂)因此要另外添加抑制氢气产生的抑制剂，所以一般的铝或锌空气燃料电池不仅使用携带不便的强碱溶液作为电解液且还要考虑安全问题。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供了一种仅需水作为电解液，且高性能、方便更换的用于金属空气燃料电池的阴极包。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于金属空气燃料电池的阴极包，所述阴极包是用无纺布作为包裹材料，其内容物包括如下质量百分比的组份：

优选的，其内容物包括如下质量百分比的组份：

进一步，为了使粉状电解质充分地溶解于水中，所述无纺布中添加了羧甲基纤维素(CMC)，占无纺布总质量的1-2％。

进一步，为了提高阴极包的性能，所述无纺布中添加了氢氧化铈，占占无纺布总质量的0.1％。

优选的，为了加强无纺布的吸水能力，所述无纺布是由PP、PE和PET中的一种或多种材料构成。

进一步，所述混合金属粉末或金属合金为铝、镁混合粉末或铝镁合金。优选的，采用铝、镁混合粉末时，质量比为铝：镁＝(0.5-3)：(6-8)；优选的为2：8。

进一步，所述粉状电解质为NaCl或KCl或NaOH或KOH，优选为KCl。

优选的，所述氢气抑制剂为硫化钾，可将温度可以控制在60℃之内。

本发明的另一目的在于提供一种用于金属空气燃料电池的阴极包的应用，将阴极包插入阳极中，再注入水，3-5秒后水被无纺布吸收，致使金属空气燃料电池内部发生化学反应从而产生电能。

本发明阴极包的制作流程是先在阴极包中放入阴极端子后加入内容物，最后再用无纺布对阴极包进行密封后即可制成。

本发明优点及有益效果为：(1)本发明不使用高价铂金(Pt)作为催化媒介，而使用比其廉价的金属及金属氧化物作为催化媒介从而大大地降低了其生产成本。(2)本发明使用超强力吸水用无纺布其能最大限度地减少阴极发生氧化反应后所产生的沉淀物贴附到阳极。(3)采用金属阴极粉包的形式，携带方便，在任何场地只要提供水就可以进行反应产生电能，且性能优良。

附图说明

图1是实施例1铝和镁混合粉阴极包性能曲线图

图2是实施例2铝镁合金板阴极包性能曲线图

图3是实施例3铝和镁混合粉阴极包性能曲线图

图4是实施例3铝和镁混合粉阴极包产生电能后，每平方厘米的电压和电流的关系

具体实施方式

实施例1铝和镁混合粉阴极包