一种金属空气电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明创造涉及化学电源技术领域，具体涉及一种金属空气电池。
【背景技术】
[0002]现有技术中，金属空气电池以活泼金属为电池的阳极活性材料，以空气中的氧气为电池的阴极活性材料，并多以碱性或中性水溶液为电解液。因此，所述金属空气电池在放电过程中会生成相应的金属氢氧化物；另外，所述金属空气电池不能长时间存放电解液，只能在每次使用前向电池内加入电解液以进行反应，而在加入电解液后该电池则必须一次性完全使用，使用不便，灵活度低。
[0003]所述金属氢氧化物在电解液中以沉淀物的形式从金属电极表面脱落，沉降至电池底部。相关技术中，通过定期更换电解液来清除沉淀物。大多数情况下，由于金属空气电池的阳极和阴极之间的间隙较小，若氢氧化物不及时从电极表面脱落，而是继续在电极表面生长或者是产生的沉淀物粒过多而堆积在金属阳极和空气阴极下面，则极容易造成电池内部短路，影响电池对外供电。这使得金属空气电池的电解液需要及时更换、电池的维护成本变高。
【发明内容】
[0004]本发明创造的目的在于避免现有技术中的上述不足之处而提供一种金属空气电池，解决现有金属空气电池使用不便以及由于金属电极表面的沉淀物清除不便导致的电解液需及时更换、电池的维护成本高的问题，并进一步提高金属空气电池的氧化还原速率。
[0005]本发明创造的目的通过以下技术方案实现:
[0006]提供了一种金属空气电池，包括壳体、正极帽、负极帽、金属阳极、空气阴极和电解液腔，所述金属阳极的上端固定于壳体的顶部并与所述正极帽直接连接，所述空气阴极的上端固定于所述壳体的顶部并与负极帽直接相连，其特征在于:所述壳体内设有中间开孔的隔板，所述隔板将所述电解液腔分为上电解液腔和下电解液腔，所述上电解液腔位于所述金属阳极和空气阴极之间；所述金属阳极呈圆柱状且下端与所述隔板的开孔相对；所述空气阴极环绕所述金属阳极，其下端与所述隔板相连；所述空气阴极的内侧连接有储氧材料层，外侧连接有氧选择性膜；所述壳体的顶部设有与所述上电解液腔相通的灌注口，壳体的底部设有带密封盖的排液口，所述密封盖的一端可拆卸地连接有金属氧化物吸附条，所述金属氧化物吸附条设于所述下电解液腔内。
[0007]上述的金属空气电池中，所述壳体的上部侧壁上均匀设置有多个气孔，空气通过气孔进入电池内部参与阴极反应。
[0008]上述的金属空气电池中，所述电解液腔填充有电解液，所述电解液包括二氟乙酸甲酯。
[0009]上述的金属空气电池中，所述金属阳极由从由金属L1、AL、Fe组成的群中选出的一种构成。
[0010]上述的金属空气电池中，所述储氧材料层包括储存氧的碳素材料和储氧材料。
[0011]本发明创造的有益效果:
[0012]1、通过设置隔板，将电解液腔分隔成参与电极反应的上电解液腔和储存电解液及掉落的金属氢氧化物沉淀的下电解液腔，从而增加了电解液的储存量，提高了金属空气电池的稳定性，缩短了电解液的更换周期，降低了金属空气电池的维护成本；
[0013]2、通过设置所述灌注口和排液口，易于及时更换电解液，便于金属空气电池的使用；
[0014]3、设置圆柱状的金属阳极和内侧面与金属阳极外侧相对应的空气阴极，一方面利于通过重力的作用促进金属阳极表面产生的金属氢氧化物沉淀的下落，另一方面通过往灌注口灌注电解液，冲刷所述金属阳极表面，进一步清除金属阳极表面上的金属氢氧化物沉淀；
[0015]4、所述密封盖的一端可拆卸地连接有金属氧化物吸附条，所述金属氧化物吸附条用于吸附沉淀在下电解液腔的金属氢氧化物，使得金属氢氧化物的清除更彻底；
[0016]5、通过在空气阴极的外侧设置氧选择性膜，有助于选择性地从空气中过滤出氧气从而使金属空气电池的氧化还原反应速率提高至原来的数倍。
[0017]本发明创造的。
【附图说明】
[0018]利用附图对发明创造作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明创造的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0019]图1是本发明创造一个优选实施例中金属空气电池的结构示意图。
[0020]附图标记:
[0021]1-壳体；2-金属阳极；3-空气阴极；4-隔板；5-正极帽；6_负极帽；7_灌注口 ；8_排液口 ；9_金属氧化物吸附条；10_储氧材料层；11_氧选择性膜；12_上电解液腔；13-下电解液腔；14_气孔；15_密封盖。
【具体实施方式】
[0022]结合以下实施例对本发明创造作进一步描述。
[0023]参见图1，本发明创造的金属空气电池，包括壳体1、正极帽5、负极帽6、金属阳极
2、空气阴极3和电解液腔，所述金属阳极2的上端固定于壳体1的顶部并与所述正极帽5直接连接，所述空气阴极3的上端固定于所述壳体1的顶部并与负极帽6直接相连。
[0024]所述壳体1内设有中间开孔的隔板4，所述隔板4将所述电解液腔分为上电解液腔12和下电解液腔13，其中上电解液腔12和下电解液腔13之间通过隔板4中间的开孔相互连通。所述上电解液腔12位于所述金属阳极2和空气阴极3之间，为金属空气电池的电极反应场所。
[0025]所述金属阳极2呈圆柱状且下端与所述隔板4的开孔相对；所述空气阴极3环绕所述金属阳极2，其下端与所述隔板4相连；所述空气阴极3的内侧连接有储氧材料层10，外侧连接有氧选择性膜11，氧选择性膜11有助于选择性地从空气中过滤出氧气从而使金属空气电池的氧化还原反应速率提高至原来的数倍。
[0026]所述壳体1的顶部设有与所述上电解液腔12相通的灌注口 7，用于添加电解液；所述壳体1的底部设有带密封盖15的排液口 8，用于排放废电解液和放电过程产生的氢氧化物沉淀。所述电解液腔可通过灌注口 7填充电解液，其中所述下电解液腔13可以储存大量的电解液和金属氢氧化物沉淀。由于重力的作用，金属阳极2表面产生的金属氢氧化物沉淀较容易地掉落到所述下电解液腔13，此外，通过灌注口 7往电解液腔灌注电解液时，可以冲刷金属阳极2的表面，促进所述金属氢氧化物的掉落。
[0027]进一步地，所述密封盖15的一端可拆卸地连接有金属氧化物吸附条9，所述金属氧化物吸附条9设于所述下电解液腔13内。所述金属氧化物吸附条9可吸附沉淀在下电解液腔13的金属氢氧化物，拔出所述密封盖15时，金属氧化物吸附条9连同密封盖15 —起被拔出。
[0028]进一步地，所述电解液13包括二氟乙酸甲酯。
[0029]进一步地，所述储氧材料层10包括储存氧的碳素材料和储氧材料。
[0030]进一步地，所述壳体1的上部侧壁上均匀设置有多个气孔14，空气通过气孔14进入电池内部参与阴极反应。
[0031]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明创造的技术方案，而非对本发明创造保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明创造作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明创造的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明创造技术方案的实质和范围。
【主权项】
1.一种金属空气电池，包括壳体、正极帽、负极帽、金属阳极、空气阴极和电解液腔，所述金属阳极的上端固定于壳体的顶部并与所述正极帽直接连接，所述空气阴极的上端固定于所述壳体的顶部并与负极帽直接相连，其特征在于:所述壳体内设有中间开孔的隔板，所述隔板将所述电解液腔分为上电解液腔和下电解液腔，所述上电解液腔位于所述金属阳极和空气阴极之间；所述金属阳极呈圆柱状且下端与所述隔板的开孔相对；所述空气阴极环绕所述金属阳极，其下端与所述隔板相连；所述空气阴极的内侧连接有储氧材料层，外侧连接有氧选择性膜；所述壳体的顶部设有与所述上电解液腔相通的灌注口，壳体的底部设有带密封盖的排液口，所述密封盖的一端连接有金属氧化物吸附条，所述金属氧化物吸附条设于所述下电解液腔内。2.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于:所述电解液腔填充有电解液，所述电解液包括二氟乙酸甲酯。3.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于:所述金属阳极由从由金属L1、AL、Fe组成的群中选出的一种构成。4.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于:所述储氧材料层包括储存氧的碳素材料和储氧材料。
【专利摘要】本发明创造涉及化学电池燃料技术领域，具体涉及一种金属空气电池。所述金属空气电池包括壳体、金属阳极、空气阴极和电解液腔，其中壳体内设有中间开孔的隔板，所述隔板将电解液腔分为上电解液腔和下电解液腔，所述上电解液腔位于金属阳极和空气阴极之间；所述金属阳极呈圆柱状且下端与隔板的开孔相对；所述空气阴极环绕金属阳极，其下端与所述隔板相连，其外侧连接有氧选择性膜；所述壳体的顶部设有与上电解液腔相通的灌注口，底部设有带密封盖的排液口，密封盖的一端连接有金属氧化物吸附条。本发明创造的阳极表面沉淀易于清除，电解液易于更换，使用便利，维护周期短，且氧化还原速率较高。
【IPC分类】H01M12/06, H01M2/36
【公开号】CN105428754
【申请号】CN201510762794
【发明人】许唐云, 褚燕, 李莉华, 杨林青, 齐晓曼, 瞿海妮, 张鹏飞, 肖其师, 赵三珊, 徐晓伟, 王琛, 吴畏
【申请人】国网上海市电力公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月10日