本实用新型涉及一种空气电池及光源装置,尤其涉及一种铝合金空气电池以及这种铝合金空气电池光源装置。
背景技术:
从元素周期表看,锂与铝之间的性质很相似,锂电池之所可以做成能量密度最高的电池是由于两个原因,一是所有金属中锂的电势是最负的;二是锂的单位质量可释放的电荷最大。但有一点限制了锂的发展,因为锂在上地壳中的丰度仅为20ppm,价格昂贵,而铝在上地壳中的丰度为8.2%,约是锂含量的几千倍,可以说是用之不竭,而且价格低廉。另外铝的标准电极电势高,理论容量达2980mAh/g,所以铝电池是一种很有发展前景的电池,目前铝电池已逐步受到重视,但铝合金空气电池研究依然不多。
公开号为CN103700868A的中国专利申请提到一种镁铝合金空气电池,包括镁铝合金,吸水层,催化层和集流层,镁铝合金,吸水层,催化层和集流层依次叠加构成空气电池;
但是铝的化学性质很活泼,很容易受到腐蚀,而金属铝的活泼性稍差,因此本发明中将采用铝合金作为阳极,也可以通过掺杂加入镁锌锰等其它活性的金属,以降低铝的活性,减小在空气和溶液中的腐蚀速度。
作为催化剂,虽然铂的催化性能非常好(如常用的Pt/C电极),但价格很昂贵,寻找廉价、高效的氧化还原催化剂和研究新型结构的阴极制备技术是当前研究的热点。
技术实现要素:
本实用新型的目的是为了解决现有技术中锂电池所存在的缺陷,提供一种铝合金空气电池光源装置。
为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:
一种铝合金空气电池光源装置,包括外壳,在外壳内设有多组铝合金空气电池,多组铝合金空气电池串联后与LED灯管连接,铝合金空气电池依次由正极集流体、导电炭—锰氧化物催化层、水—氧化铝吸附络合传递层、铝合金板层叠合而成;
LED灯管的正极与铝合金空气电池最外层的正极集流体连接,LED灯管的负极与铝合金空气电池的铝合金板连接。
上述的一种铝合金空气电池光源装置,所述导电炭—锰氧化物催化层包括无纺布以及位于无纺布两侧的催化层。
上述的一种铝合金空气电池光源装置,所述水—氧化铝吸附络合传递层为将乙二胺四乙酸、柠檬盐或多聚磷酸盐溶液浸入吸水纸经干燥获得。
上述的一种铝合金空气电池光源装置,所述正极集流体的材质为高电导率金属。
上述的一种铝合金空气电池光源装置,所述正极集流体的材质为铜或银。
上述的一种铝合金空气电池光源装置,所述导电炭—锰氧化物催化层的厚度为0.03—3.0mm。
上述的一种铝合金空气电池光源装置,所述正极集流体厚度为0.01—0.2mm。
上述的一种铝合金空气电池光源装置,铝合金板为铝镁合金板,厚度为0.01—0.5mm。
本实用新型的有益效果为:该装置的铝合金空气电池包括正极集流体、导电炭—锰氧化物催化层、水—氧化铝吸附络合传递层、铝合金板、LED灯管、外壳组成。铝合金空气电池依次由正极集流体、导电炭—锰氧化物催化层、水—氧化铝吸附络合传递层、铝合金板层叠而成。导电炭—锰氧化物催化层由导电炭、锰氧化物、粘结剂、稳定剂、酸碱平衡剂、溶剂混合均匀后涂布在无纺布的两侧,经烤箱烘干后制得,水—氧化铝吸附络合传递层为将乙二胺四乙酸、柠檬盐或多聚磷酸盐溶液浸入吸水纸经干燥获得;铝合金空气电池光源装置由多组铝合金空气电池串联后将LED灯管正极通过胶布固定在铝合金空气电池最外层正极集流体上,LED灯管负极通过胶布固定在铝合金空气电池铝合金板上,套上外壳固定,形成光源装置。注入2—5ml水,在催化层的作用下,铝合金开始氧化,对外释放电子,将LED灯管点亮。导电炭—锰氧化物催化层由导电炭、锰氧化物、粘结剂、稳定剂、酸碱平衡剂、溶剂混合均匀后涂布在无纺布的两侧,催化层透气性好,催化剂表面吸水性强,催化效果好,使之可长时间持续放电;水—氧化铝吸附络合传递层使铝合金氧化后产生的氧化铝能溶解于水中,往导电炭—锰氧化物催化层迁移,防止铝合金空气电池在使用过程中铝氧化物堆积在铝合金板表面而导致反应迟缓,会缩短继航时间。达到改善了铝合金空气电池放电性能,降低催化层成本的使用要求。
附图说明
图1为本实用新型的示意图;
图2为本实用新型铝合金空气电池的示意图;
图3为本实用新型导电炭—锰氧化物催化层的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示,一种铝合金空气电池光源装置,包括外壳1,在外壳1内设有多组铝合金空气电池,多组铝合金空气电池串联后与LED灯管2连接,铝合金空气电池依次由正极集流体3、导电炭—锰氧化物催化层4、水—氧化铝吸附络合传递层5、铝合金板6叠合而成;
LED灯管2的正极与铝合金空气电池最外层的正极集流体3连接,LED灯管2的负极与铝合金空气电池的铝合金板6连接。
其中,导电炭—锰氧化物催化层4包括无纺布7以及位于无纺布7两侧的催化层8,催化层8由导电炭、锰氧化物、粘结剂、稳定剂、酸碱平衡剂、溶剂混合而成,导电炭包括炭黑、乙炔黑、活性炭、人造石墨、纳米碳管、纳米碳纤维、石墨烯中的一种或几种,单种或者多种选择不会影响催化层的效果;粘结剂为丁苯橡胶、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或聚丙烯酸中的一种或几种,单种或者多种选择不会影响催化层的效果,稳定剂为羧甲基纤维素纳或黄原胶中的一种或几种,单种或者多种选择不会影响催化层的效果,酸碱平衡剂、溶剂为市面电池常用酸碱平衡剂、溶剂。
水—氧化铝吸附络合传递层为将乙二胺四乙酸、柠檬盐或多聚磷酸盐溶液浸入吸水纸经干燥获得。
正极集流体1的材质为高电导率金属,材质可以为铜或银等。
导电炭—锰氧化物催化层优选的厚度为0.03—3.0mm,正极集流体优选厚度为0.01—0.2mm,铝合金板可以为铝镁合金板,厚度优选为0.01—0.5mm。
该装置由正极集流体3、导电炭—锰氧化物催化层4、水—氧化铝吸附络合传递层5、铝合金板6、LED灯管2、外壳1组成。铝合金空气电池依次由正极集流体3、导电炭—锰氧化物催化层4、水—氧化铝吸附络合传递层5、铝合金板6叠加而成。导电炭—锰氧化物催化层4由导电炭、锰氧化物、粘结剂、稳定剂、酸碱平衡剂、溶剂混合均匀后涂布在无纺布7的两侧,经烤箱烘干后制得,水—氧化铝吸附络合传递层5为将乙二胺四乙酸、柠檬盐或多聚磷酸盐溶液浸入吸水纸经干燥获得;铝合金空气电池光源装置由多组铝合金空气电池串联后将LED灯管2正极通过胶布固定在铝合金空气电池最外层正极集流体3上,LED灯管2负极通过胶布固定在铝合金空气电池铝合金板6上,套上外壳1固定,形成光源装置。使用时,注入2—5ml水,在催化层的作用下,铝合金开始氧化,对外释放电子,将LED灯管2点亮。导电炭—锰氧化物催化层由导电炭、锰氧化物、粘结剂、稳定剂、酸碱平衡剂、溶剂混合均匀后涂布在无纺布的两侧,催化层透气性好,催化剂表面吸水性强,催化效果好,使之可长时间持续放电;水—氧化铝吸附络合传递层5使铝合金氧化后产生的氧化铝能溶解于水中,往导电炭—锰氧化物催化层4迁移,防止铝合金空气电池在使用过程中铝氧化物堆积在铝合金板6表面而导致反应迟缓,会缩短继航时间。达到改善了铝合金空气电池放电性能,降低催化层成本的使用要求。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。