[实用新型]一种金属空气电池

说明书

本实用新型公开了一种金属空气电池，属于金属空气电池停放管理的物理化学技术领域。它包括负极室、负极、正极室、正极和电解液，所述正极室侧壁上镶嵌正极，所述正极与正极接线端电连接；所述正极室与负极室之间设有隔板，所述隔板与极室底部设有间隙，垂直于隔板且位于负极室底部上方设有网格板，所述网格板上设有负极，所述负极与负极接线端电连接；其中，所述正极室为顶部敞口的空间，所述负极室顶部设有上盖。本实用新型可使金属负极与电解液在电池工作状态时接触，非工作状态时分离，从而能够有效解决金属空气电池的停机腐蚀问题。

技术领域

本实用新型涉及金属空气电池停放管理的物理化学技术领域，具体涉及一种空气电池以及规避金属空气电池停机腐蚀的系统和方法。

背景技术

随着能源危机加剧和生态环境恶化，可持续发展能源受到更大的重视。目前新能源汽车行业的快速发展，汽车动力电池技术已经成为各国科研人员研究的热点。相对于目前使用较多的锂电池，金属空气电池具有电化学当量高、资源丰富、价格低廉等诸多优点，被认为是一种很有潜力的汽车动力电池。

金属空气电池的工作原理是在放电过程中，金属负极被氧化，电子通过外电路流向正极，氧气在空气电极捕获电子发生还原反应生成OH^-，从而释放出电能。

目前很大制约金属空气电池发展的一个因素就是金属空气电池的停机腐蚀问题。由于金属空气电池为活泼金属，活泼金属在酸性电解液中极不稳定，会被电解液腐蚀而放出氢气，利用效率太低，所以金属空气电池的电解液一般都为碱性溶液，但是活泼金属在酸性溶液中发生析氢腐蚀，同样在碱性溶液中也会发生析氢腐蚀，例如目前金属空气电池研究比较多的电池负极铝、锌等，铝、锌在碱中的析氢腐蚀反应式如下：2Al+2OH^-+2H₂O＝2AlO₂^-+3H₂↑，Zn+2OH^-+2H₂O＝[Zn(OH)₄]^2-+H₂↑。由此可见，虽然活泼金属在碱中的析氢腐蚀没有在酸中的析氢腐蚀那么激烈，但是析氢腐蚀还是存在的，特别是在停机状态下金属负极的析氢腐蚀仍在发生，这会导致电池的电量损失大，使用寿命短，极大的制约了金属空气电池的使用。现有技术也在力求克服这一问题做了很多研究。

经检索，中国专利申请号为200420054710.4，申请公开日为2006年3月29日的专利申请文件公开了液控敞口铝空电池装置。该铝空电池装置是由电解液管道将敞口电池底部的电解液出入口和电解液控制系统中的电解液泵和储液罐相连结组成；所述敞口电池之电池槽离底部一定间隙安装铝电极，空气极安装在铝电极的上方，敞口电池槽的底部与铝电极和空气极相互之间均留有一定间隙。该实用新型可通过注入或抽出电解液来控制敞口电池的工作或停止，使得反应伴生气体的排放不影响电池工作；电池不工作时铝电极暴露在空气中，和电解液完全脱离，从而使铝电极在电解液中的自腐蚀反应终止。但是，该电池需要使用泵抽取或输入电解液来解决电池停机时铝发生析氢腐蚀的问题，不仅浪费电源，还结构复杂，存在安装上的困难。

目前还采用的解决办法是在电池的负极和正极之间设置了一层薄膜，当电池使用的时候两面都充满了电解液，一旦电池停止使用，最靠近金属的一侧则会被油冲洗掉，此时，油起到了保护金属的作用。当需要再次使用电池的时候，电解液将取代油。由于金属在水里会排斥油，所以此时不会有油留在水里边。