CN218887325U - 一种高性能的铝空气电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高性能的铝空气电池，克服现有技术中传统的铝空气电池放电过程中放电电压下降、放电效率低的问题，包括外壳以及设置在外壳内的铝负极结构，所述铝负极结构包括用于汇集电流的集流体以及设置在集流体上的铝电极，所述集流体和铝电极通过压制、烧结成一个整体。铝负极结构紧实，铝电极可以完成参与反应，提高铝电极利用率，从而提高铝空气电池的比能量，提高放电效率。

Description

一种高性能的铝空气电池

技术领域

本实用新型涉及铝空气电池技术领域，特别涉及了一种高性能的铝空气电池。

背景技术

近年来，随着全球经济的飞速发展，人类对化石能源消耗日益增加，随之而来引起全球化石能源骤减，并且化石能源燃烧排放的废气造成环境污染，生态失衡。世界各国为了解决这一生存难题，竞相寻找清洁能源来替代传统化石能源。铝空气电池具有容量大、寿命长、使用安全和环境友好等优点；因此自其诞生以来就受到了研究人员的广泛关注。铝空气电池的正极活性物质为空气中的氧气，用之不尽，所以电池的比能量只以负极铝为基准，在铝空气电池放电过程中，由于正极和负极的极化使得电池的实际放电电压有所下降。且目前市面上常见的铝空气电池均采用普通的铝电极片，无法保证长期放电的高效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中传统的铝空气电池放电过程中放电电压下降、放电效率低的问题，提供了一种高性能的铝空气电池，铝负极结构紧实，铝电极可以完成参与反应，提高铝电极利用率，从而提高铝空气电池的比能量，提高放电效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：包括外壳以及设置在外壳内的铝负极结构，所述铝负极结构包括用于汇集电流的集流体以及设置在集流体上的铝电极，所述集流体和铝电极通过压制、烧结成一个整体。

由于铝空气电池正极为氧，供电效率主要靠铝空气电池负极上设有的高纯度铝负极，本实用新型通过压制、烧结将铝电极和集流体结合为一体，采用此方法制备出的铝负极结构的结构紧实，铝电极和集流体之间的欧姆电阻远小于通过导电胶粘接所产生的电阻，另外将铝电极压制在集流体上可以起到催化反应的效果，可以使铝电极可以完成参与反应，提高铝电极利用率，从而提高铝空气电池的比能量。

作为优选，所述铝电极采用铝粉压制成片， 所述铝粉压制成片的铝电极为多孔结构。本实用新型采用铝粉烧结，既可以保证铝电极与集流体之间的相互固定，又因为粉末压制成的铝电极为多孔结构，铝电极与集流体之间是烧结，无需添加其他类似胶水的液体而使得铝粉之间气泡被堵住，大大增加了铝空气电池负极的反应面积，提高了铝电极活性从而可以减小铝空气电池负极电化学极化，从而提高铝空气电池放电电压。

作为优选，还包括电解液，所述电解液为包括金属氢氧化物的碱性电解液。金属氢氧化物可以为氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾等，碱性电解液中可以包含一种金属氢氧化物，也可以包含多种氢氧化物。

作为优选，所述电解液中添加有析氢抑制剂。在碱性电解液中加入析氢抑制剂，可以有效铝电极的析氢反应，提高铝电极活性。

作为优选，所述外壳上靠近铝空气电池正极的一端设有若干小孔，所述小孔处安装有氢气传感器。铝空气电池的正极反应会产生氢气，利用氢气传感器可以检测产生的氢气的量，通过产生的氢气的量可以判断铝电极的消耗程度，从而可以及时更换铝负极结构，保证铝空气电池的正常使用。

作为优选，所述铝粉粉径大于等于200目。目数，就是孔数，也就是每平方英寸上的孔数目。采用200目以上的铝粉是为了避免铝粉过于细小从而导致铝粉构成的铝电极导电性不够强，且损耗严重。采用200目以上的铝粉可以使铝电极的使用时间延长，并提高发电效率。

作用优选，所述集流体为铜片。通过铜制集流体作为负极汇集电流的部分，可以使电流聚集性更好，提高放电效率。

因此，本实用新型具有如下有益效果：1、粉末压制成的铝电极为多孔结构，大大增加了铝空气电池负极的反应面积，提高了铝电极活性从而可以减小铝空气电池负极电化学极化；2、通过压制和烧结将铝粉与集流体结合为一体，采用此方法制备出的铝电极结构紧实，铝片与集流体之间的欧姆电阻远小于通过导电胶粘接所产生的电阻，另外压制在集流体上可以使铝电极可以完成参与反应，提高铝电极利用率，从而提高铝空气电池的比能量；3、在碱性电解液中加入析氢抑制剂，可以有效铝电极的析氢反应，提高铝电极活性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、集流体；2、铝电极。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

实施例一：

本实施例提供了一种高性能的铝空气电池，包括外壳、设置在外壳内的铝负极结构以及电解液，如图1所示，铝负极结构包括用于汇集电流的集流体以及设置在集流体上的铝电极，集流体和铝电极通过压制、烧结成一个整体。由于铝空气电池正极为氧，供电效率主要靠铝空气电池负极上设有的高纯度铝负极，本实用新型通过压制、烧结将铝电极和集流体结合为一体，采用此方法制备出的铝负极结构的结构紧实，铝电极和集流体之间的欧姆电阻远小于通过导电胶粘接所产生的电阻，另外将铝电极压制在集流体上可以起到催化反应的效果，可以使铝电极可以完成参与反应，提高铝电极利用率，从而提高铝空气电池的比能量。

具体的：

铝电极采用铝粉压制成片， 铝粉压制成片的铝电极为多孔结构，集流体为铜片，将铝电极压制到铜片上，再进行烧结。粉末压制成的铝电极为多孔结构，大大增加了铝空气电池负极的反应面积，提高了铝电极活性从而可以减小铝空气电池负极电化学极化。

本实施例中，铝粉粉径大于等于200目，采用200目以上的铝粉是为了避免铝粉过于细小从而导致铝粉构成的铝电极导电性不够强，且损耗严重。采用200目以上的铝粉可以使铝电极的使用时间延长，并提高发电效率。

电解液为包括金属氢氧化物的碱性电解液，金属氢氧化物可以为氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾等，碱性电解液中可以包含一种金属氢氧化物，也可以包含多种氢氧化物。电解液中还添加有析氢抑制剂，可以有效铝电极的析氢反应，提高铝电极活性。

本实施例中，在外壳上靠近铝空气电池正极的一端还设有若干小孔，铝空气电池的正极反应会产生氢气，小孔可以用于析出的氢气从铝空气电池内部溢出。小孔处还安装有氢气传感器，利用氢气传感器可以检测产生的氢气的量，通过产生的氢气的量可以判断铝电极的消耗程度，从而可以及时更换铝负极结构，保证铝空气电池的正常使用。

本实施例还可以在铝空气电池的外壳上套设一个防腐蚀外壳，可以使铝空气电池不受外部环境影响，延长铝空气电池的使用寿命。

防腐蚀外壳可以采用橡胶套，在防腐蚀的同时，也可以轻松拆卸，便于使用。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (5)

1.一种高性能的铝空气电池，其特征在于，包括外壳以及设置在外壳内的铝负极结构，所述铝负极结构包括用于汇集电流的集流体以及设置在集流体上的铝电极，所述集流体和铝电极通过压制、烧结成一个整体。

2.根据权利要求1所述的一种高性能的铝空气电池，其特征在于，所述铝电极采用铝粉压制成片， 所述铝粉压制成片的铝电极为多孔结构。

3.根据权利要求1所述的一种高性能的铝空气电池，其特征在于，所述外壳上靠近铝空气电池正极的一端设有若干小孔，所述小孔处安装有氢气传感器。

4.根据权利要求2所述的一种高性能的铝空气电池，其特征在于，所述铝粉粉径大于等于200目。

5.根据权利要求1或2所述的一种高性能的铝空气电池，其特征在于，所述集流体为铜片。

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