CN105845943A - 一种铝空气电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铝空气电池，其是使用活性炭吸附空气中的氧作为正极、使用了铝片的负极、以及电解液的铝空气电池，所述活性炭为两组片状结构，所述铝片设置于两组活性炭之间；所述活性炭和所述铝片一同平方安置于所述电解液中，靠所述电解液的液面处的所述活性炭的外侧设置有高分子膜，所述高分子膜将所述电解液与空气分离；所述电解液中添加有催化剂。本发明的铝片设计立体网状结构，近似于鱼鳃结构，从而使得铝片能够充分与电解液反应，从而提高发电效率。另一方面高分子膜避免因电解液直接与空气接触导致的变质，同时也可以避免电解液漏出，污染环境。
Description
技术领域
本发明涉及空气电池，具体讲是一种铝空气电池。
背景技术
铝空气电池是以金属铝作为燃料和空气作用发电的电池，其阳极是铝金属，阴极是多孔的碳粉和碳纤维的复合材料。铝和碳材都很轻，阴极的反应物直接由空气取得，因此能量密度很高，理论放电值计算可达8,000Wh/kg以上。
铝电极于碱性溶液中的化学反应方程式如下式(1)的放电反应与下式(2)的产氢反应所示。
Al+4OH-→Al(OH)4-+3e-；E＝2.35V vs.SHE (1)
2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2 (2)
由目前文献上的数据，铝空气电池实际能量密度已超出300Wh/kg，比商用铅酸电池或镍氢电池均大上数倍。此外，铝金属材料仅为镍金属材料的1/7价格，未来在量产上的材料成本较为低廉。铝金属的耗用与回收再生并不是商业化的障碍，电池发电后的剩余产物主成分为氢氧化铝或氧化铝，可以通过回收再利用，由于氢氧化铝或氧化铝为自然界存在的矿物，因此就算直接抛弃对环境生态也没有影响，是高环境亲合性的电池。
但是，铝空气电池还存在充电较慢的问题。虽然铝空气电池含有高的比能量，但比功率较低，充电和放电速度比较缓慢，电压滞后。由于还会发生电池漏液等现象，所以导致仍有部分使用情境还需要解决。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种铝空气电池，其是使用活性炭吸附空气中的氧作为正极、使用了铝片的负极、以及电解液的铝空气电池，所述活性炭为两组片状结构，所述铝片设置于两组活性炭之间；所述铝片为3D打印的立体网状结构；所述活性炭和所述铝片一同平方安置于所述电解液中，靠所述电解液的液面处的所述活性炭的外侧设置有高分子膜，所述高分子膜将所述电解液与空气分离；所述电解液中添加有催化剂。
进一步地，所述立体网状结构为网厚0.05mm-2mm，网孔0.01*0.01mm-0.1*0.1mm。
进一步地，所述立体网状结构包括中心杆和鳃片组成；所述鳃片为多组排列设置于所述中心杆上。
进一步地，所述高分子膜为氧选择性透过膜。
进一步地，所述高分子膜是选聚砜、聚醚砜、聚苯砜、聚偏二氟乙烯、聚酰亚胺中一种或几种的混合物。
本发明的铝片设计立体网状结构，近似于鱼鳃结构，从而使得铝片能够充分与电解液反应，从而提高发电效率。另一方面高分子膜避免因电解液直接与空气接触导致的变质，同时也可以避免电解液漏出，污染环境。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
图1本发明所述的一种铝空气电池结构示意图；
图2本发明所述的一种铝空气电池的铝片结构示意图；
图3本发明所述的一种铝空气电池的铝片结构a局部放大示意图；
图中表示为；1-活性炭；2-铝片；3-高分子膜；4-电解液；5-中心杆；6-鳃片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
如图1所示，活性炭1为两组片状结构，铝片2设置于两组活性炭1之间；活性炭1和铝片2一同平方安置于电解液4中，靠电解液4的液面处的活性炭1的外侧设置有高分子膜3，高分子膜3将所述电解液4与空气分离。
如图2所示，铝片2为3D打印的立体网状结构，网规格为网厚0.05mm，网孔0.01*0.1mm。
如图3所示，立体网状结构为三排鳃片6设置于中心杆5上。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (5)
1.一种铝空气电池，其是使用活性炭吸附空气中的氧作为正极、使用了铝片的负极、以及电解液的铝空气电池，其特征在于，所述活性炭为两组片状结构，所述铝片设置于两组活性炭之间；所述铝片为3D打印的立体网状结构；所述活性炭和所述铝片一同平方安置于所述电解液中，靠所述电解液的液面处的所述活性炭的外侧设置有高分子膜，所述高分子膜将所述电解液与空气分离；所述电解液中添加有催化剂。
2.根据权利要求1所述的铝空气电池，其特征在于，所述立体网状结构为网厚0.05mm-2mm，网孔0.01*0.01mm-0.1*0.1mm。
3.根据权利要求1或2所述的铝空气电池，其特征在于，所述立体网状结构包括中心杆和鳃片组成；所述鳃片为多组排列设置于所述中心杆上。
4.根据权利要求1所述的铝空气电池，其特征在于，所述高分子膜为氧选择性透过膜。
5.根据权利要求1或4任一项所述的铝空气电池，其特征在于，所述高分子膜是选聚砜、聚醚砜、聚苯砜、聚偏二氟乙烯、聚酰亚胺中一种或几种的混合物。
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