[发明专利]双电解液铝空气电池

说明书

本发明涉及铝空气电池领域，公开了一种双电解液铝空气电池，其包括铝阳极（8）、阳极反应室（7）、隔膜（6）、阴极反应室（5）、空气阴极（4），通过隔膜（6）将阴极反应室（5）和阳极反应室（7）隔开，反应室上设计有电解液通道，可从外部注液，阴极电解液和阳极电解液可通过各自的液流通道进入阴极反应室（5）和阳极反应室（7）中参与反应。本发明既能有效避免铝空气电池铝阳极在高浓度强碱性溶液中的自腐蚀，又能保证空气阴极较高的氧还原反应活性，其最大的特点是可以采用普通铝片作为铝阳极，不必要特殊合金。与单电解液中性溶液相比，它则规避了快速生成沉淀造成电极和反应室堵塞的缺陷。

技术领域

本发明涉及铝空气电池领域，特别涉及一种双电解液铝空气电池。

背景技术

如今，随着化石能源的濒临枯竭以及其带来的严重的环境负荷。因此，汽车正趋于电动化，采用充电电池、金属燃料电池、氢燃料电池作为汽车新的动力，正被广泛研究和开发。

铝空气电池是一种金属燃料电池，是以铝为阳极，氧为阴极，以碱性或中性溶液作为电解液。与其他电池相比，铝空气电池具备超强的续航能力。铝空气电池的理论比能量值是8100 wh/kg，但在实际应用中最高只能达到350 wh/kg，因此对于其比能量的提高还有很大的上升空间。

但铝在碱性电解液中有严重的自腐蚀析氢问题，而铝空气电池采用中性电解液，氧的阴极还原性弱，且易出现沉淀生成过快的问题。正因为此，目前铝空气电池必须采用合金在碱性电解液中减少自腐蚀或在中性电解液中增加铝片活性。此外，合金也增加了铝空气电池的成本。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种双电解液铝空气电池，阳极电解液采用氯化物溶液或氯化物溶液与低浓度碱性溶液混合的中性溶液，有效避免了铝的自腐蚀，大大提高了电池比容量。

技术方案：本发明提供了一种双电解液铝空气电池，包括位于外壳内依次接触设置的铝阳极、阳极反应室、隔膜、阴极反应室和空气阴极，所述阴极反应室与所述阳极反应室之间通过所述隔膜隔开；所述空气阴极与阴极电解液接触，所述铝阳极与阳极电解液接触；所述阳极电解液为氯化物溶液或氯化物溶液与低浓度碱性溶液混合的溶液；所述阴极电解液为强碱水溶液。

优选地，所述氯化物溶液为以下任意一种或其组合：LiCl：0.01-16 mol/L，NaCl：0.01-6 mol/L，KCl：0.01-5 mol/L，NH₄Cl：0.01-9 mol/L。

优选地，所述低浓度碱性溶液为以下任意一种或其组合：NaOH：0-4 mol/L，KOH：0-4 mol/L，LiOH：0-2 mol/L，NH₃·H₂O：0-4 mol/L，CH₃COONa：0-4 mol/L。

优选地，所述强碱水溶液为以下任意一种或其组合：LiOH：0.01-6 mol/L，NaOH：0.01-20 mol/L，KOH：0.01-20 mol/L，NH₃·H₂O：0.01-20 mol/L。

优选地，在所述外壳与所述空气阴极之间，还设置格栅状阴极壳板。阴极壳板设置成格栅状以便从外部鼓入充足的空气到空气阴极。

优选地，所述隔膜为阳离子交换膜。

优选地，所述阳离子交换膜为聚合物阳离子交换膜或固体陶瓷膜。

优选地，所述阴极反应室上开设有阴极电解液通道，所述阳极反应室上开设有阳极电解液通道。阴极反应室和阳极反应室上设计有电解液通道，可从外部注液，阴极电解液通过阴极电解液通道进入到阴极反应室内参与反应，阳极电解液通过阳极电解液通道进入阳极反应室内参与反应。