[发明专利]一种可充熔盐铁‑空气电池的电解质

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属-空气电池，具体的是可充熔盐铁空气电池的电解质。

背景技术

可充熔盐铁-空气电池不同于其他金属空气电池，放电产物氧化铁完全溶解在电解质中，避免了放电产生的金属氧化物沉积在空气电极上严重影响空气电极的性能，同时熔盐电解质具有电导率高（比水溶液至少高1个数量级，比有机电解质高几个数量级），离子迁移和扩散速度快等优点。

在专利201510468185.3中，以KCl-LiCl-LiOH混合熔盐作电解质，在电池工作温度为500℃时，电压效率为86%，电流效率为66.7%，运行60个充放电循环后电流效率降至55.1%，后由于电解质严重腐蚀空气电极而终止循环。

发明内容

本发明的目的是提供一种可充熔盐铁-空气电池的电解质，可有效解决现有电解质严重腐蚀空气电极致使电池循环性能差的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种可充熔盐铁-空气电池的电解质，其组成为：KCl、Li_xNa_yK_zCO₃共晶及LiOH的混合熔盐。

优选Li_xNa_yK_zCO₃共晶中x=0.85～0.89，y=0.61～0.65，z= 0.48～0.52。

优选上述可充熔盐铁-空气电池的电解质，其组分按照摩尔百分数计算分别为KCl 7～15%，Li_xNa_yK_zCO₃共晶 35～50%，LiOH 35～45%。

进一步优选电解质的摩尔百分组成为9～14%，Li_xNa_yK_zCO₃共晶 42～50%，LiOH 40～45%。

上述Li_xNa_yK_zCO₃共晶，其制备方法为：按摩尔比x : y : z = 0.85～0.90/0.61～0.65/0.49～0.51分别称取相应质量的Li₂CO₃、Na₂CO₃、K₂CO₃，在球磨机中研磨均匀后，装入刚玉坩埚中，之后将刚玉坩埚放入电炉加热，温度达到450℃下恒温1小时，得到Li_xNa_yK_zCO₃共晶。

有益效果：本发明采用KCl- Li_xNa_yK_zCO₃-LiOH混合熔盐作为电解质，在电池工作为温度500℃下，电池充放电循环由之前的60个循环提高到850个循环，克服了原有电解质严重腐蚀空气电极的弊端，从而大大提高了电池的使用寿命，另外，电池的平均电流效率也提高至接近90%。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明：

实施例1

以铁片为电池阳极集电体，以镍片为空气电极集电体。将9.5mol% KCl、48mol% Li_0.85Na_0.64K_0.51CO₃共晶、42.5mol% LiOH、3m的NaOH(m为摩尔数每1000g电解质)和0.5m的Fe₂O₃充分研细混合均匀，然后装入刚玉坩埚中，将装有电解质的刚玉坩埚放入电炉加热升温至500℃，恒温4小时，当电解质充分熔融时，先放入阳极集电体，然后再放入空气电极集电体，将空气电极完全暴露于熔盐液面之上，恒温一定时间，使用武汉蓝电测试系统（CT2001A）进行充放电性能测试，采用多功能USB数据采集卡（MPS-010601）和Labview应用软件记录电池充放电电压随时间变化曲线，计算电池的电压效率和电流效率。电池稳定运行930个循环，最高电压效率为87.1%，平均电压效率为78.4%；最高电流效率为 96.6%，平均电流效率为82.3%。

实施例2