[发明专利]一种铝空气电池及其电解液

说明书

一种用于铝空气电池的电解液，所述电解液由添加剂与碱性溶液混合制备得到，所述添加剂为聚丙烯酸，所述碱性溶液为氢氧化钠或/和氢氧化钾的水溶液。本发明以聚丙烯酸作为铝空气电池电解液的添加剂，能自发地吸附到铝空气电池的铝负极表面形成一层高分子膜，这层高分子膜有助于保护铝负极免遭强碱性电解液腐蚀，从而提升铝空气电池的性能；本发明的用于铝空气电池的电解液不仅配方简单，配制容易，而且，利用本发明的电解液制得的铝空气电池，经过电化学测试，其电池的循环寿命，循环稳定性均得到了有效提高。

技术领域

本发明涉及铝空气电池技术领域，具体涉及一种铝空气电池及其电解液。

背景技术

锂离子电池已经在便携式电子设备方面取得了巨大的成功，并且在电动汽车等大规模储能领域崭露头角。但是在安全性方面，不稳定的锂离子和有机电解液容易引发火灾甚至爆炸，从而带来了一定的安全隐患，并且苛刻的生产条件使得锂离子电池的成本十分昂贵。

铝空气电池是一种廉价、轻且强大的能源，相较于传统的锂离子电池，其具有以下优点：第一，铝空气电池相较于锂离子电池更加安全，稳定，环保；第二，铝的储量十分丰富，制备工艺相比于锂电更加简单，有利于进一步降低电池的成本；第三，铝空气电池具有较高的理论比容量和高功率密度。

然而，传统的铝空气电池所采用的强碱性电解液会腐蚀铝负极，导致电极表面钝化，还是造成严重的析氢问题，导致电池容量的快速衰减，极大地限制了铝空气电池的发展和应用。因此，开发一种新型电解液抑制铝负极的腐蚀是构建高性能铝空气电池的关键。

发明内容

基于此，本发明提供了一种铝空气电池及其电解液，以解决目前铝空气电池存在的铝电极易腐蚀，循环寿命低，容量衰减快等技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于铝空气电池的电解液，所述电解液由添加剂与碱性溶液混合制备得到，所述添加剂为聚丙烯酸，所述碱性溶液为氢氧化钠或/和氢氧化钾的水溶液。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述聚丙烯酸在电解液中的质量分数为0.01-10％。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述碱性溶液中的碱在电解液中的摩尔浓度为0.1-10mol/L。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种铝空气电池，其包括权利上述任一项所述的电解液。

本发明的用于铝空气电池的电解液，通过采用上述技术方案，可以达到如下有益效果：

1)本发明以聚丙烯酸作为铝空气电池电解液的添加剂，丙烯酸负电荷基团可在铝负极表面吸附，形成一层稳定的高分子固态电解质界面膜，这层高分子膜有助于保护铝负极免遭强碱性电解液腐蚀，有效解决铝负极在循环过程中的表面钝化问题，从而提升铝空气电池的循环性能；

2)本发明的电解液配方简单，配制容易，利用本发明的电解液制得的铝空气电池，经过电化学测试，其电池的循环性能得到了有效提高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为实施例1和对比例1的产物各自组装的铝空气电池静置24小时后的铝负极表面SEM图像，图1中(a)对应实施例1，图1中(b)对应对比例1；

图2为实施例1和对比例1各自产物所组装的铝-铝对称电池的时间-电压曲线；

图3为实施例2和对比例2的产物各自组装的铝空气电池静置24小时后的铝负极表面SEM图像，图3中(a)对应实施例2，图1中(b)对应对比例2；

图4为实施例2和对比例2各自产物所组装的铝-铝对称电池的时间-电压曲线。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式