[发明专利]一种电解液复合缓蚀剂、铝空气电池电解液及其制备方法、铝空气电池

说明书

本发明涉及一种电解液复合缓蚀剂、铝空气电池电解液及其制备方法、铝空气电池，属于铝空气电池领域。本发明的电解液复合缓蚀剂，由L‑半胱氨酸和氧化锌组成；所述L‑半胱氨酸和氧化锌的摩尔比为0.003～50:50～1000。本发明的电解液复合缓蚀剂，组分构成简单，成本低，安全且符合环保要求，不但能显著降低铝阳极的析氢自腐蚀速率，还能使铝阳极的开路电位和外加电流条件下的工作电位显著负移，阳极效率升高，使铝阳极拥有良好的耐蚀性和较高的电化学活性，以满足碱性铝空气电池大电流密度放电的要求。

技术领域

本发明涉及一种电解液复合缓蚀剂、铝空气电池电解液及其制备方法、铝空气电池，属于铝空气电池领域。

背景技术

由于金属空气电池具有高效、清洁等优点，因此将成为21世纪的理想动力电源之一。我国已经加大了对金属空气电池，尤其是铝-空气电池和锌-空气电池等的研发投入。铝-空气电池以空气电极为正极，金属铝或铝合金作为负极，碱性或中性水溶液作为电解液，空气中的氧气通过气体扩散电极到达气-固-液三相界面与金属铝发生反应而放出电能，其产物无毒并可回收利用，是理想的电池体系。该电池体系具有材料来源丰富，能量密度大，可靠性高，安全且无污染、价格低等优点，具有很广阔的应用前景。

自上世纪70年代起，国内外已经对铝-空气电池作了大量研究，总体来看，研究主要集中在铝阳极材料、电解液缓蚀剂以及电池体系等方面。由于纯铝是一种比较活泼的金属材料，在碱性溶液中自腐蚀速率较大，并产生大量氢气，使电池不能充分发挥高能量电源的优势，尤其是在大电流密度工作条件下，其稳定工作电位较低，阳极极化严重，限制了铝空气电池的工业产业化和实际应用。近年来的研究发现，通过添加相应的电解液有机/无机缓蚀剂，可大大提高铝阳极的电化学性能及其在电池中的应用性能。

大多数单一型电解液缓蚀剂虽然能够减小铝阳极合金的自腐蚀速率，但往往是以牺牲阳极活性为代价；能同时满足减小铝阳极合金自腐蚀速率，且不影响甚至是能够提高铝阳极活性的缓蚀剂，一般是复合型缓蚀剂，但大多数复合型缓蚀剂组分复杂，一方面会造成材料、资源浪费，另一方面某些组分可能会造成环境污染，不符合环保要求。

申请公布号为CN 105870545A的中国发明专利电解液缓蚀剂、铝空气电池电解液及其制备方法，所述电解液缓蚀剂主要由无机成相型缓蚀剂和有机吸附型缓蚀剂组成，所述无机成相型缓蚀剂选自乙酸锌、锰酸盐及硝酸钪中的至少一种，所述有机吸附型缓蚀剂选自苯并三氮唑、天然氨基酸及阳离子表面活性剂中的至少一种，所述无机成相型缓蚀剂与所述有机吸附型缓蚀剂的摩尔比为1～5000:1～1000，该专利公开的电解液包括强碱和上述电解液缓蚀剂，在一定程度上降低了阳极的腐蚀速率，但阳极效率仍有待进一步提高。

因此寻求一类新型的简单复合型缓蚀剂，既能显著提高铝阳极活性又能显著降低自腐蚀速率，具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电解液复合缓蚀剂，在降低铝阳极的析氢自腐蚀速率的同时提高阳极效率。

本发明的第二个目的在于提供一种铝空气电池电解液。

本发明的第三个目的在于提供一种上述铝空气电池电解液的制备方法。

本发明的第四个目的在于提供一种铝空气电池。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种电解液复合缓蚀剂，由L-半胱氨酸和氧化锌组成；所述L-半胱氨酸和氧化锌的摩尔比为0.003～50:50～1000。

优选的，所述L-半胱氨酸和氧化锌的摩尔比为0.005～0.1:500。