一种镁金属空气电池的制作方法

本发明涉及一种将化学能转化为电能的化学电池，具体涉及一种镁金属空气电池。

背景技术：

镁金属空气电池是用镁或其合金材料为负极，用空气中的氧气为正极，一般普遍采用食盐水、海水或普通水为电解质水溶液的一种将化学能转化为电能的化学电池，镁金属或其合金在多孔活性炭大量吸附空气中的氧气催化作用下，与电解质水溶液中的水发生氧化还原反应，金属镁或其合金氧化分解合成氢氧化物，持续对外输出电能。

金属镁原材料丰富、能在空气中长期存放、价格相对便宜、能量密度高、安全可靠、环保、反应生成物再利用等一系列优点，是一种新型绿色能源。在日常生活以及军队中有广泛的应用前景，如日常应急照明、抢险救灾、野外探险、海水利用开发、移动通信等领域能产生良好经济效益。

目前本领域的镁金属空气电池中，尤其是一次性镁金属空气电池，其结构及制造工艺上相对复杂、昂贵，特别是空气正极的材料的应用上。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：克服现有技术的上述不足，本发明提供一种镁金属空气电池。

本发明采用的技术方案是：一种镁金属空气电池，包括由正极集电体层、空气正极层、镁金属负极层组成的基本电池单元，多个基本电池单元堆迭时使用绝缘层隔离，采用导线连接、薄镍片电阻焊方式实现多个基本电池单元串联堆迭的连接，片状基本电池单元串联堆迭时两端采用压板通过对称拉杆连接并沿拉杆轴向弹性夹持固定，未使用前可长期存储，发电时使空气正极层吸入电解质水溶液，所述的电解质水溶液为食盐水、海水或普通水，其特征是：至少一个基本电池单元，所述的基本电池单元具备在镁金属负极层的表面上依次紧密叠层有空气正极层、正极集电体层。

所述的空气正极层至少局部与外部空气连通，其材料为成品毯状亲水导电多孔活性炭。

所述的正极集电体层为较耐腐蚀的石墨、碳、不锈钢、铜(包括覆铜板)导电材料的任何一种。

所述的镁金属负极层包括镁合金材料。

所述的镁金属负极层形状为薄板材、棒材、线材、管材任何一种。

本发明的有益效果是：电池的结构简单、轻巧，除镁金属或其合金负极层外，可直接用较廉价的成品材料，并免去了现有技术中尤其是一次性镁金属空气电池一般设置有的隔膜层，电池内阻相对降低，简化了结构，降低了成本。

附图说明

图1是本发明实施例的采用镁金属负极层形状为薄板材的基本电池单元的立体结构示意图之一。

图2是本发明实施例的采用镁金属负极层形状为管材的基本电池单元的立体结构示意图之二。

图3是本发明实施例的采用镁金属负极层形状为棒材或线材的基本电池单元的立体结构示意图之三。

其中，附图标记：

1：正极集电体层

2：空气正极层

3：镁金属负极层

4：并联导线

具体实施方式

图1为本发明实施例的采用镁金属负极层形状为薄板材的基本电池单元的立体结构示意图之一，图1中，在薄板材镁金属负极层(3)的两侧表面上依次紧密叠层有空气正极层(2)、正极集电体层(1)，两侧的正极集电体层(1)通过并联导线(4)并联连接。多个基本电池单元串联堆迭时使用绝缘层隔离，采用导线连接、薄镍片电阻焊方式实现多个基本电池单元串联堆迭的连接，基本电池单元串联堆迭时两端采用压板通过对称拉杆连接并沿拉杆轴向弹性夹持固定。

图2为本发明实施例的采用镁金属负极层形状为管材的基本电池单元的立体结构示意图之二，图2中，在管材镁金属负极层(3)的内外两侧表面上依次紧密叠层有空气正极层(2)、正极集电体层(1)，内外两侧的正极集电体层(1)并联导线(4)并联连接。

图3为本发明实施例的采用镁金属负极层形状为棒材或线材的基本电池单元的立体结构示意图之三，图3中，在棒材或线材镁金属负极层(3)的外侧表面上依次紧密叠层有空气正极层(2)、正极集电体层(1)。

图1、图2、图3中所标明的空气正极层(2)至少局部与外部空气连通，其材料为成品毯状亲水导电多孔活性炭(优先选用型号：sy-1300)，发电时使其吸入与其自身重量的两倍至五倍的电解质水溶液，所述的电解质水溶液为食盐水、海水或普通水。

图1、图2、图3中所标明的正极集电体层(1)为较耐腐蚀的石墨、碳、不锈钢、铜(包括覆铜板)导电材料的任何一种，采用图1的结构时，如使用覆铜板做正极集电体层(1)可免去多个基本电池单元串联堆迭时使用的绝缘层。所述的正极集电体层(1)可为硬质材料也可软质薄材料。

图1、图2、图3中所标明的镁金属负极层(3)包括镁合金材料，形状为薄板材、棒材、线材、管材任何一种。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种镁金属空气电池，包括由正极集电体层、空气正极层、镁金属负极层组成的基本电池单元，多个基本电池单元串联堆迭时使用绝缘层隔离，采用导线连接、薄镍片电阻焊等方式实现多个基本电池单元串联堆迭连接，片状基本电池单元串联堆迭时两端采用压板通过对称拉杆连接并沿拉杆轴向弹性夹持固定，未使用前可长期存储，发电时使空气正极层吸入电解质水溶液，所述的电解质水溶液为食盐水、海水或普通水。电池的结构简单、轻巧，除镁金属或其合金负极层外，可直接用较廉价的成品材料，并免去了现有技术中，尤其是一次性镁金属空气电池一般都设置有的隔膜层，电池内阻相对降低，简化了结构，降低了成本。

技术研发人员：潘仁忠
受保护的技术使用者：潘仁忠
技术研发日：2018.06.29
技术公布日：2018.11.13