CN101071894A - 含稀土铝空气电池 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种含稀土铝空气电池，本发明的铝合金阳极，空气电极和电解液中均含存稀土元素，由于稀土元素激活，该电池寿命比常规电池提高了3－5倍，成本降低50％。

Description

含稀土铝空气电池
一.技术领域
本发明涉及化学电源领域，特别是一种含稀土铝空气电池
二背景技术
铝空气电池通常是由铝金属阳极、空气电极和电解液组成。铝金属阳极多采用Al-Ga-In-Sn，Al-Ga-In-P，等合金铝，其中Ga，In是昂贵金属；空气电极中的催化剂多用贵金属Ag，Pt，Co.造成电池成本居高不下.电池寿命也没法提高.专利CN 1035408C提出了改进，铝合金电极仍含贵金属Ga.In，并没有解决成本和循环寿命的主要问题.如提高铝合金的利用率.解决电解液中Al(OH)3沉淀，从而增加电池循环寿命等问题。
三.发明内容
本发明的目的在于提出一种含稀土铝空气电池
本发明的目的可以通过以下措施来实现：
含稀土铝空气电池，包括壳体、铝金属阳极、空气电极和电解液，在发明中铝金属阳极，采用多元铝锡稀土合金材料，其合金成分(质量)为：0.01～0.15％Ca，0.1～1.0％Sn，0.01～0.5％Re，余量Al；空气电极由催化剂层，不锈钢导电骨架，防水透气层组成.其中催化剂含有MnO2和ReO.它们之间的质量比为：MnO2/ReO＝1/0.3～1.2；电解液为3～8mol/L NaOH+0.05～0.20mol/L Na2 SnO3+0.01～0.5mol/L Re(OH)3
加入的稀土元素是La、Y、Pr、Nd、Gd、Tm、Er、Lu、Sm中的一种或多种组合.
本发明的电池中铝合金阳极，空气电极，电解液中均含存稀土元素Re.其优点在于稀土元素的激活作用使铝合金阳极活性高，电流大，成本低，空气电极中催化剂含稀土其活性强且持久.成本只有Ag，Pt类催化剂的1/10，电解液中含有Re(OH)3能起晶种作用可使Al(OH)3迅速结晶沉淀.而使该电池的寿命比现有的铝空气电池提高3～5倍.且价格低。
四.具体实施方式
以下结合发明的实施例，对本发明作详细叙述：
含稀土铝空气电池由壳体、铝合金阳极、空气电极和电解液等组成，本实施例中：
铝合金阳极的成分(质量)为：0.05％Ca，0.15％Sn，0.35％Re，余量Al.合金材料在850～950℃保护气氛炉中熔化铸成锭，退火后轧制成1.2mm厚的铝合金带.再切成9X6cm2。
空气电极按催化剂层，防水透气层，不锈钢导电骨架，防水透气层的顺序叠加后以250kg/cm2压力压制而成，其中催化剂中MnO2/ReO＝1/0.6.(质量比)
电解液为4mol/L NaOH+0.06mol/L Na2 SnO3+0.03mol/L Re(OH)3.
该实施例的单体电池可达1.45V 75mA/cm2.组合成36V 20Ah电动车用电池一次可行驶550km，机械式更换铝合金阳极可达850次。是现有铝空气电池寿命200次的4.25倍。
本发明还可以有以下实例：
1.铝合金阳极成分(质量)：
(1)0.06％Ca，0.17％Sn，0.30％Re，余量Al.
(2)0.07％Ca，0.14％Sn，0.32％Re，余量Al.
(3)0.10％Ca，0.20％Sn，0.45％Re，余量Al.
2..催化剂中MnO2/ReO的比例(质量)：
(1)1/0.3    (2)1/0.45    (3)1/1.05.
3.电解液
(1)5mol/L NaOH+0.08mol/L Na2 SnO3+0.10mol/L Re(OH)3.
(2)7mol/L NaOH+0.05mol/L Na2 SnO3+0.04mol/L Re(OH)3.
(3)8mol/L NaOH+0.102mol/L Na2SnO3+0.03mol/L Re(OH)3.

Claims (2)

1.一种含稀土铝空气电池，包括壳体、铝合金阳极、空气电极和电解液，其特征在于：所说的稀土铝空气电池中铝合金阳极、空气电极和电解液中均含有稀土元素Re，Re是稀土元素的统称，它包括La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y十七个元素；
所说的铝合金阳极采用多元铝锡钙稀土合金材料，其合金质量组分为：0.01～0.15％Ca，0.1～1.0％Sn，0.01～0.5％Re，余量Al；
所说的空气电极由催化剂层，不锈钢导电骨架，防水透气层组成，其中催化剂含有MnO2和ReO，它们的质量比例为：MnO2/ReO＝1/0.3～1.2.
所说的电解液为3～8mol/L NaOH+0.5～1.2mol/L Na2 SnO3，0.01～0.5mol/L Re(OH)3
2.权利要求1所述的铝空气电池，其特征在于：所述的稀土元素是Y、La、Pr、Nd、Gd、Tm、Er、Lu、Sm中的一种或多种组合。
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