[发明专利]具有多种充电模式的电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池，具体涉及一种具有多种充电模式的电池。

背景技术

移动设备和电动交通工具迫切需要电池技术获得突破。现有的质子交换膜燃料电池由于质子交换膜和贵金属催化剂高昂的价格而难以普及。锂电池使用有机电解液无法从根本上解决安全性问题。铝，镁理论上有较高的储能密度，但现有的铝镁电池存在发热严重，放电电压滞后，开路电压远小于理论电压，碱性电解液与空气中的二氧化碳反应，阴极寿命短的缺陷，采用双电解液的铝镁金属空气电池和采用离子液体电解质的铝镁金属空气电池转换效率较高，但由于电解液电导率低，功率密度很低，现有技术还无法使铝镁空气电池普及应用。

发明内容

本发明为了解决现有的技术的不足而提供了一种具有多种充电模式的电池，本发明的电池中铝空气电池开路电压可达到2.5伏，镁空气电池的开路电压可达到2.9伏，本发明从根本上解决了传统金属空气电池的阴极析氢缺陷，由于无析氢腐蚀反应同时也防止了金属空气电池的热失控现象，本发明的电池无放电滞后缺陷，本发明的电池阳极部分不与空气直接接触避免了碳化反应，可使镁铝空气电池的转换效率大幅度提高，本发明可使用燃料化学充电，还可使用直流电充电，无燃爆危险。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种具有多种充电模式的电池，包括电化学阳极、阴极和半透膜，半透膜设置于电化学阳极和阴极之间，电化学阳极与半透膜之间设有阳极电解质溶液，所述阳极电解质溶液中为至少可沉积Cr、V、Zn、Ga、Fe、Cd、In和Cu中之一金属的水性镀液，半透膜的一侧与阳极电解质溶液相接触，半透膜的另一侧与阴极相接触设置。

所述电化学阳极包括至少一片金属阳极。

所述电化学阳极为多片金属阳极时，多片金属阳极中的相邻两片金属阳极之间相平行设置。

所述阴极为氧化剂空气再生式空气阴极，空气阴极包括阴极电极和阴极电解液，阴极电解液中含有氧化剂，所述氧化剂放电反应的部分生成物能够和氧气反应，生成能够溶于阴极电解液的反应产物。

所述阳极电解质溶液为无氰镀锌液、无氰镀镍液或无氰镀铬液。

所述阳极电解质溶液设置为可循环式电解质，能够补充阳极电解质溶液中的还原剂。

所述金属阳极的材质为铝或镁。

所述阴极电解液使用循环流动式电解质，能够加注氧化剂。

本发明电池可以在阴阳极短时直流充电，充电时阳极电极表面沉积出锌、镍、铬金属。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果：

本发明的电池中铝空气电池开路电压可达到2.5伏，镁空气电池的开路电压可达到2.9伏，采用水性电解液有较高的功率密度，阳极不析氢，无发热，电解液不碳化，可使镁铝空气电池的转换效率大幅度提高，本发明可使用燃料化学充电，还可使用直流电充电，采用水性电解液，无燃爆危险。

附图说明

图1为具有两个阳极的电池结构示意图。

图2是图1的主视图。

图3是图2的A-A向视图。

图4是图1的俯视图。

图5是阴极电解液和阳极电解液采用可循环结构时的电池结构示意图。

图6是图5的俯视图。

图7是图6的主视图。

图8是图5的左视图。

图9是图8的A-A向视图。

图10是图8的B-B向视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：无氰镀锌液采用东莞市彗源表面材料有限公司的y3191型镀液，无氰镀铬液和无氰镀镍液购买自苏州旭峰环保科技有限公司。

电化学阳极包括至少一片金属阳极；电化学阳极为多片金属阳极时，多片金属阳极中的相邻两片金属阳极之间相平行设置；通常选用铝或镁材质作为阳极材料，由于阳极电解质溶液4可在铝镁表面置换沉积出至少有Cr、V、Zn、Ga、Fe、Cd、In和Cu中之一金属的保护膜，传统铝镁金属电池结构的析氢腐蚀反应在本发明中变为金属置换沉积反应，沉积出的金属可参与放电反应，使得铝镁电池转换效率得以提高。

所述电化学阳极包括至少一片金属阳极。

所述电化学阳极为多片金属阳极时，多片金属阳极中的相邻两片金属阳极之间相平行设置。

所述半透膜可防止阴阳极发生酸碱中和反应，可防止阴极氧化剂与阳极还原剂发生反应。