[发明专利]一种双电解液锂空气电池模具及其制备方法

说明书

本发明属于化学电源领域，具体涉及一种双电解液锂空气电池模具及其制备方法。本发明的技术方案如下：包括正极壳体、负极壳体、正极端子、负极引出端子、垫圈和螺栓，所述正极壳体顶部设有圆柱形凹腔，所述正极壳体底部设有环形凸台，所述凹腔与所述凸台之间设有正极腔；所述正极端子为环形圆柱体，一端放置在所述凹腔内；所述负极壳体顶部设有负极腔，所述负极引出端子设置在所述负极壳体中；所述负极引出端子的一端位于所述负极腔底部，另一端探出所述负极壳体；所述正极壳体设置在所述负极壳体正上方，所述垫圈设置在所述正极壳体与负极壳体之间，通过所述螺栓将所述正极壳体与所述负极壳体连接在一起。本发明的双电解液锂空气电池模具组装方便、造价便宜、结构紧凑。

技术领域

本发明属于化学电源领域，具体涉及一种双电解液锂空气电池模具及其制备方法。

背景技术

为实现绿色能源的全面发展，探索新型可再生能源已成为当前的主要研究方向。以二次电池作为能量来源，满足绿色环保的性能需求，且结构简单利于循环使用，在生活中发挥很大优势。具有最负电极电位的锂金属和空气(氧气)组成的电池，在同等条件下全包装后能量密度(600Wh/kg)接近于化石燃料的燃烧值(700Wh/kg)，因而作为研究重点。

现在科研人员普遍研究的锂空气电池包括有机体系锂空气电池和双电解液锂空气电池，有机体系锂空气电池最大缺点是生成物不溶于水，容易造成堵塞正极孔道使电池停止放电。而其中的双电解液体系具有开路电压高，阴极电解液稳定等特点被重点研究。

总的来说，完全密封电池以保护锂片免受水溶液的侵蚀是双电解液电池的一个挑战。在对含水锂空气电池性能的初步研究中，电池是用锂空气硬币电池组装的，其结构简单，内部空间较小，不适合模块化研究。由于锂空气电池的组装需要在无水无氧的手套箱中进行，而锂空气电池的正极需要在空气中进行安装测试，空气腔中残留氩气从而导致测试效果不好。此外，从顶部施加的夹紧力非常频繁则会导致快速锂离子导体膜破裂，导致电池瞬间短路。对于现在市面上的双电解液锂空气电池，循环能力差的主要原因可能是阴极电解液蒸发导致的接触损失。这些电池模具只能包含少量的阴极电解液。对于大多数电池，在电池被拆开后发现隔板是干燥的。综上所诉，本领域目前缺乏一种可以同时解决电解液蒸发导致的接触损失问题以及可以在多种条件下灵活使用的多用途双电解液锂空气电池模具。

发明内容

本发明提供一种双电解液锂空气电池模具及其制备方法，能够解决快速锂离子导体膜频繁破裂、电解液蒸发导致的接触损失等问题，通过简单的操作使电解槽中阴极电解液保持连续流动的新型双电解液锂空气电池模具。

本发明的技术方案如下：

一种双电解液锂空气电池模具，包括正极壳体、负极壳体、正极端子、负极引出端子、垫圈和螺栓，所述正极壳体顶部设有圆柱形凹腔，所述正极壳体底部设有环形凸台，所述凹腔与所述凸台之间设有正极腔；所述正极端子为环形圆柱体，一端放置在所述凹腔内；所述负极壳体顶部设有负极腔，所述负极引出端子设置在所述负极壳体中；所述负极引出端子的一端位于所述负极腔底部，另一端探出所述负极壳体；所述正极壳体设置在所述负极壳体正上方，所述垫圈设置在所述正极壳体与负极壳体之间，通过所述螺栓将所述正极壳体与所述负极壳体连接在一起。

进一步地，所述的双电解液锂空气电池模具，所述正极腔两侧分别设有电解液流动通道，所述电解液流动通道通过管路与正极电解液泵连通。

进一步地，所述的双电解液锂空气电池模具，所述凹腔、所述正极腔、所述凸台及所述负极腔均居中设置，所述凸台放置于所述负极腔内。

进一步地，所述的双电解液锂空气电池模具，所述负极引出端子与所述负极壳体之间完全密封。

进一步地，所述的双电解液锂空气电池模具，所述凸台用于放置快离子导体膜；所述凹腔与所述正极腔之间的台阶处用于放置正极片，所述正极端子与所述正极片压合，所述正极片上方与空气连通形成空气腔；所述负极腔用于放置负极模块。