[实用新型]一种镁空气电池反应产物的过滤装置

说明书

本实用新型涉及一种镁空气电池反应产物的过滤装置，包括槽体，还包括间隔设置在槽体内的第一过滤网和第二过滤网，所述第一过滤网和第二过滤网将所述槽体分隔为槽体前部、槽体中部和槽体后部三部分，所述槽体中部填充有沙粒层，所述第一过滤网和第二过滤网的目数均为100‑300目，所述沙粒层的沙粒粒径为30‑100目，所述第一过滤网和第二过滤网平行间隔设置，所述第一过滤网和第二过滤网之间的间距为0.5‑3cm；本装置可简单、可靠的过滤掉反应生成的Mg(OH)₂，从而有效解决因电池中沉淀导致的电池效率下降问题，同时达到电解液循环利用及减排降本的目的。

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种镁空气电池反应产物的过滤装置。

背景技术

镁空气电池，是一种采用金属镁为阳极燃料，空气中氧气为氧化剂，以中性盐水作为电解液的电化学反应装置。具体电化学反应式如下：

负极：Mg→Mg²⁺+2e^-

正极：O₂+2H₂O+2e^-→4OH^-

总反应：Mg+O₂+2H₂O→Mg(OH)₂↓

在电化学反应过程中，镁阳极逐渐氧化成Mg(OH)₂，由于Mg(OH)₂几乎不溶于水，在电解液中以絮状形式存在，到一定程度若不及时排出Mg(OH)₂或更换电解液，则会导致电化学反应减弱甚至停止。

依据使用方式不同，镁空气电池可分为一次使用方式和多次使用方式。在一次使用方式下，镁空气电池中的金属镁阳极全部反应消耗完毕后，该电池废弃，不再使用。在多次使用方式下，镁空气电池中的镁阳极消耗完毕、或电解液中Mg(OH)₂浓度过高反应效率降低时，通过更换电解液和金属阳极的方式，实现镁空气电池二次利用。

与一次使用方式相比，多次使用方式下，镁空气电池的平均使用成本更低廉，能够适用大规模工业应用场景。因此，如何使镁空气电池实现多次利用，成为该领域研发的一个重要问题。

在多次使用场景下，镁金属阳极和电解液都需要进行更换。镁金属阳极消耗完后，可以通过人工更换金属阳极的方式，补充新的金属阳极。而电解液的更换，可分为人工手动换液方式和机械自动换液方式。

电解液更换的核心是将浓度过高的Mg(OH)₂水合物从电解液(例如NaCl溶液)中分离，使电解液始终维持在较优反应状态。因此，如何将Mg(OH)₂水合物很好地分离是该问题的核心。

为使Mg(OH)₂能够及时从电池系统中排出，可以采取电解液循环的方式将其中的Mg(OH)₂分离出来，得到的电解液清液重复利用，但现有技术均较难满足连续分离需求。

在先中国专利201310460089.5名为“一种家用镁空气电池系统”中，涉及了一种用于处理镁空气电池反应产物的过滤装置，可实现电解液循环利用以及减排降本的目的。但文中未提及过滤装置的具体结构及过滤效果。由于Mg(OH)₂粒径较细，如单纯采用网筛过滤的方式，在过滤过程当中Mg(OH)₂会逐渐附着在网孔周围，造成孔径变小直至堵塞，影响过滤效率。

在先中国专利201110001792.0名为“改进的大容量镁空气电池”中，介绍了一种利用絮凝、沉降方式来分离电解液中Mg(OH)₂的装置，以解决非一次性电池在使用过程中定期更换电解液的问题。文中提及此装置的缺点为Mg(OH)₂沉淀物去除效果稍差。另外此装置还存在结构复杂、故障率高等问题，从而增加了电池制造及维护成本。