CN204464419U - 一种新型铝空气电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型铝空气电池，包括正极板、电池外壳框架、U型负极、正极盒子、正极引出线，两块有多层结构的正极板镶嵌于电池外壳框架相对的两个侧面，电池外壳框架上设有的第一端盖和第二端盖封闭另外两个侧面。第一端盖上设有用于连接铝空气电池与外部电气设备的正极接头和负极接头，第二端盖上插有进气管。U型负极设于电池外壳框架内部中央位置，与两块正极板间通过电解液进行离子交换。正极盒子固定于第二端盖下方并***U型负极中间，所述进气管连通正极盒子，连接正极盒子的正极引出线电气穿过进气管连通外部线路。本实用新型有效地提高铝空气电池的输出电量，同时降低电解液干竭的速度，延长铝空气电池的使用寿命。

Description

一种新型铝空气电池

技术领域

本实用新型涉及的是金属空气电池领域，具体涉及的是一种新型铝空气电池

背景技术

随着城市生活环境的恶化，人民、企业和政府都积极提倡使用环保、节能的电动汽车，减少废气、烟尘的排放，改善城市生活空气质量。但是作为电动汽车储能***的传统电池，尤其是锂离子电池，存在价格过高、能量密度不足、回收再利用困难等劣势，严重制约电动汽车的发展。而铝空气电池经过多年的研究，性能不断提高，拥有了锂离子电池缺乏的成本低、环保、安全、能量密度、回收方便等优点，因此越来越得到重视。而一般铝空气电池包括金属正极、空气负极和中性电解液，铝空气电池放电过程中，金属正极与中性电解液发生氧化还原反应，产生氢气，腐蚀电池电极，消耗电池能量，而且电解液会不断减少。所以如何进一步改造铝空气电池将铝空气电池电量输出最大化和如何防止电解液干竭将电池使用寿命最大化是重点关注的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种新型铝空气电池，可将现有的铝空气电池电量输出实现最大化，同时解决铝空气电池电解液逐渐干竭的技术问题，将电池使用寿命最大化。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种新型铝空气电池，分为外部单元和内部单元两部分，所述外部单元包括正极板、电池外壳框架，内部单元包括U型负极、正极盒子、正极引出线。

两块正极板镶嵌于电池外壳框架相对的两个侧面。电池外壳框架上设有第一端盖和第二端盖，第一端盖封闭电池外壳框架的一个侧面，第二端盖封闭相对于第一端盖的另一个侧面。第一端盖上设有正极接头和负极接头，连接铝空气电池与外部电气设备。第二端盖上插有进气管。电池外壳框架、第一端盖和第二端盖表面分别设有透气孔，所述透气孔上覆盖有透气膜，空气穿过透气膜进入铝空气电池内部正极处，发生电化学反应。不同的透气膜，单位气体渗透速率不同，不同的透气膜面积，气体渗透速率也不同。通过选择不同性能和大小的透气膜，控制空气渗透速率，使得空气渗透速率与设定的铝空气电池电压相匹配。

U型负极设于电池外壳框架内部中央位置，且U型负极与相邻的两块正极板间分别留有一定的空隙。U型负极与两块正极板通过充满电池外壳框架内部的电解液进行离子迁移和交换。所述U型负极由两块平行设置的铝板和负极接头组成，所述负极接头设于两块平行的铝板一侧并与两块平行铝板相垂直，且负极接头向外延伸突出电池外壳框架。所述正极盒子由正极材料制成长方体形状，正极盒子固定于第二端盖下方并***U型负极中间，与U型负极相隔一段距离。进气管连通正极盒子，连接正极盒子的正极引出线电气穿过进气管连通外部线路。

正极板一部分侧边向外延伸形成所述正极接头。多层结构的正极板包括集流金属网层、气密性亲水层、透气性疏水层和过渡层。所述集流金属网层与过渡层设于气密性亲水层和透气性疏水层之间，过渡层从面向透气性疏水层的一侧到面向气密性亲水层的一侧亲水性能逐渐增加，从而降低电解液干竭速度。

作为优选，U型负极由金属铝制成。

作为优选，电解液中含有中性的5％海盐胶体溶液。

本实用新型有效地提高铝空气电池在中性电解液中的输出电量，同时降低电解液在电池运作过程中逐渐干竭的速度，延长铝空气电池的使用寿命。

附图说明

图1为一种新型铝空气电池结构轴测图。

其中：10、铝空气电池，12、正极板，14、正极接头，18、负极接头，22、正极引出线，24、电池外壳框架，26、第一端盖，28、第二端盖，30、透气膜，32、进气管。

图2为一种新型铝空气电池内部结构侧视图、

其中：16、U型负极，20、正极盒子。

图3为一种新型铝空气电池内部结构分解图。

其中：40、内部单元，41、外部单元

图4为一种新型铝空气电池的内部单元结构分解图。

图5为一种新型铝空气电池完整结构分解图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型作进一步说明。

一种新型铝空气电池，包括正极板12、电池外壳框架24。

参阅图1，两块正极板12镶嵌于电池外壳框架24相对的两个侧面。电池外壳框架24上设有第一端盖26和第二端盖28，第一端盖26封闭电池外壳框架24的一个侧面，第二端盖28封闭相对于第一端盖26的另一个侧面。第一端盖26上设有正极接头14和负极接头18，连接铝空气电池10与外部电气设备。第二端盖28上插有进气管32，所述进气管32内设有正极引出线22。电池外壳框架24、第一端盖26和第二端盖28表面分别设有透气孔，所述透气孔上覆盖有透气膜30，空气穿过透气膜30进入铝空气电池10内部的正极处，发生电化学反应。不同的透气膜30，单位气体渗透速率不同，不同的透气膜30面积，气体渗透速率也不同。通过选择不同性能和大小的透气膜30，控制空气渗透速率，使得空气渗透速率与设定的铝空气电池电压相匹配。

参阅图2，电池外壳框架24内部中央位置还设有U型负极16，所述U型负极16与相邻的两块正极板12间分别留有一定的空隙。U型负极16与两块正极板12通过充满电池外壳框架24内部的电解液进行离子迁移和交换。

参阅图3，铝空气电池10分为外部单元40和内部单元41两部分，所述外部单元40包括正极板12、电池外壳框架24和第一端盖26，内部单元41包括U型负极16、正极盒子20、正极引出线22，所述正极盒子20固定于第二端盖28并连通进气管32，所述正极引出线22电气连接正极盒子20。

参阅图4，所述U型负极16由两块平行设置的铝板和负极接头18组成，所述负极接头18设于两块平行的铝板一侧并与两块平行铝板相垂直，负极接头18向外延伸突出电池外壳框架24。所述正极盒子20由正极材料制成长方体形状并安装在U型负极16中间。

参阅图5，正极板12的侧边一部分向外延伸形成所述正极接头14。

所述正极板12为多层结构，包括集流金属网层、气密性亲水层和透气性疏水层，正极板12还设有过渡层，降低电解液干竭速度。所述集流金属网层与过渡层设于气密性亲水层和透气性疏水层之间，过渡层从面向透气性疏水层的一侧到面向气密性亲水层的一侧亲水性能逐渐增加。

具体实施中，U型负极16由铝金属制成。

具体实施中，电解液pH为中性，电解液中含有中性的5％海盐胶体溶液。

Claims (2)

1.一种新型铝空气电池，分为外部单元和内部单元，其特征在于所述外部单元包括正极板、电池外壳框架，两块正极板镶嵌于电池外壳框架相对的两个侧面，电池外壳框架上设有第一端盖和第二端盖，第一端盖封闭电池外壳框架的一个侧面，第二端盖封闭相对于第一端盖的另一个侧面，第一端盖上设有用于连接铝空气电池与外部电气设备的正极接头和负极接头，第二端盖上插有进气管，电池外壳框架、第一端盖和第二端盖表面分别设有透气孔，所述透气孔上覆盖有透气膜；所述内部单元包括U型负极、正极盒子、正极引出线，U型负极设于电池外壳框架内部中央位置，且U型负极与相邻的两块正极板间分别留有一定的空隙，U型负极与两块正极板间充满电解液，所述U型负极由两块平行设置的铝板和负极接头组成，所述负极接头设于两块平行的铝板一侧并与两块平行铝板相垂直，且负极接头向外延伸突出电池外壳框架，正极材料制成长方体形状的正极盒子固定于第二端盖下方并***U型负极中间，正极盒子与U型负极间留有空隙，所述进气管连通正极盒子，连接正极盒子的正极引出线电气穿过进气管连通外部线路；正极板一部分侧边向外延伸形成所述正极接头，多层结构的正极板包括集流金属网层、气密性亲水层、透气性疏水层和过渡层，所述集流金属网层与过渡层设于气密性亲水层和透气性疏水层之间。

2.根据权利要求1所述一种新型铝空气电池，其特征在于所述过渡层从面向透气性疏水层的一侧到面向气密性亲水层的一侧亲水性能逐渐增加。