電解液補給式鋰氧電池的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種電解液補給式鋰氧電池。
【背景技術】
[0002]鋰氧電池是一種用鋰金屬作為負極，以空氣中的氧氣作為正極反應物的電池。放電過程:陽極的金屬鋰釋放電子后成為鋰陽離子(Li+)，Li+穿過電解質材料，在陰極與氧氣、以及從外電路流過來的電子結合生成氧化鋰(Li2O)或者過氧化鋰(Li2O2),并留在陰極，鋰氧電池的開路電壓為2.91 Vo
[0003]鋰氧電池比鋰離子電池具有更高的能量密度，因為其陰極(以多孔碳為主)很輕，且氧氣從環境中獲取而不用保存在電池里。氧氣作為鋰氧電池陰極反應物不受限，該電池的容量僅取決于鋰電極，其比能量為5，210ffh/kg (包括氧氣質量)或11，140ffh/kg (不包括氧氣)，相對與其他的金屬-空氣電池，鋰氧電池具有更高的比能量。因此，鋰氧電池以其具有較高的理論比容量和比能量以及對環境友好等特性而成為目前備受關注的能量轉換體系。但鋰氧電池放電過程中，由于電解液的溶劑一般為有機溶劑，易揮發，電解液的溶質干涸而失去放電能力，隨著放電的長時間進行，而導致放電終止，影響鋰氧電池的使用壽命。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種電解液補給式鋰氧電池，延長鋰氧電池的使用壽命，避免有機電解液干涸導致鋰氧電池放電終止。
[0005]本發明的技術解決方案是:
一種電解液補給式鋰氧電池，包括殼體，所述殼體由上、下敞口的不銹鋼殼體、橫置于不銹鋼殼體上、下口內的兩塊絕緣殼體組成，其特殊之處在于:在殼體內由左向右依次豎置有負極鋰片、隔膜A、蛇形有機電解液通道、隔膜B和多孔碳正極，在殼體內位于多孔碳正極的右側留有氣體腔，在不銹鋼殼體靠近多孔碳正極一側的側板內開設有氣體管路并且在不銹鋼殼體上設置有與所述氣體管路相通的氧氣閥門，在靠近負極鋰片一側的不銹鋼殼體側板的外部由右向左依次豎置有外部磁場裝置、蠕動泵和電解液腔室，所述蛇形有機電解液通道的液體入口與電解液腔室的液體出口通過連接管路A相連通，所述連接管路A上設有蠕動泵，所述蛇形有機電解液通道上的液體出口與蠕動泵通過連接管路B相連通。
[0006]在所述氣體腔內位于多孔碳正極和對應的不銹鋼殼體之間設有彈簧，用于固定多孔碳正極。
[0007]所述電解液腔室頂面設有電解液密封蓋。
[0008]所述外部磁場裝置上設有磁場開關。
[0009]所述電解液腔室裝有有機電解液，所述有機電解液是lmol/L的LiPF6有機溶液，有機電解液的溶劑是質量比為1:1:1的碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的混合溶液。
[0010]電解液腔室內的有機電解液通過蠕動泵以0.0003mL/min?0.003mL/min的流速補給到蛇形有機電解液通道中，蛇形有機電解液通道內過量的有機電解液由蛇形有機電解液通道的液體出口回流到蠕動泵中。
[0011]所述蛇形有機電解液通道的管壁上均布有圓柱狀磁子，在外部磁場裝置作用下，圓柱狀磁子高速旋轉，以使電解液腔室內補給蛇形有機電解液通道的有機電解液更好的擴散到整個電池內部，并加快電池內部的傳質速度。
[0012]所述蛇形有機電解液通道的材質為石墨。
[0013]所述圓柱狀磁子的直徑為2mm、高度為2.5mm，圓柱狀磁子在外部磁場裝置作用下以800r/min?1400r/min的轉速在蛇形有機電解液通道內高速旋轉。
[0014]本發明的有益效果:
結構合理，鋰氧電池放電過程中，隨著有機電解液中有機溶劑的揮發，電解液腔室內的有機電解液可以通過蠕動泵的對蛇形有機電解液通道補給，使得鋰氧電池可以連續工作，鋰氧電池不會因電解液干涸而停止工作，從而延長了電池的使用壽命，該鋰氧電池首次放電容量彡2150Ah/kg，循環次數大于65次，連續工作時間超過85天。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的鋰氧電池整體結構示意圖；
圖2是圖1的A-A剖視圖；
圖3是圖1中蛇形有機電解液通道的結構示意圖。
[0016]圖中:1-負極鋰片，2-隔膜A，3-蛇形有機電解液通道，4-多孔碳正極，5-殼體，501-絕緣殼體，502-不銹鋼殼體，6-氧氣閥門，7-氣體管路，8-彈簧，9-電解液腔室，10-電解液密封蓋，11-蠕動泵，12-外部磁場裝置，13-磁場開關，14-磁子，15-氣體腔，16-隔膜B，17-管路A，18-管路B。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
如圖所示，該電解液補給式鋰氧電池，包括殼體5，所述殼體5由上、下敞口的不銹鋼殼體502、橫置于不銹鋼殼體502上、下口內的兩塊絕緣殼體501組成，在絕緣殼體501之間由左向右依次豎直設有負極鋰片1、隔膜A2、蛇形有機電解液通道3、隔膜B16和多孔碳正極4，在殼體5內位于多孔碳正極4的右側留有氣體腔15，在所述氣體腔15內位于多孔碳正極4和對應的不銹鋼殼體502之間設有彈簧8，用于固定多孔碳正極4 ;在不銹鋼殼體502靠近多孔碳正極4 一側的側板內開設有氣體管路7并且在不銹鋼殼體502上設置有與所述氣體管路7相通的氧氣閥門6，在靠近負極鋰片I 一側的不銹鋼殼體502側板的外部由右向左依次豎置有外部磁場裝置12、蠕動泵11和電解液腔室9，電解液腔室9裝有有機電解液，所述有機電解液是lmol/L的LiPF6有機溶液，有機電解液的溶劑是質量比為1:1:1的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)的混合溶液。所述外部磁場裝置12上設有磁場開關13，所述電解液腔室9頂面設有電解液密封蓋10，所述蛇形有機電解液通道3的液體入口與電解液腔室9的液體出口通過連接管路A17相連通，所述連接管路A17上設有蠕動泵11，所述蛇形有機電解液通道3上的液體出口與蠕動泵11通過連接管路B18相連通；電解液腔室9內的有機電解液通過蠕動泵11以0.0003mL/min的流速補給到蛇形有機電解液通道3中，蛇形有機電解液通道3內過量的有機電解液由蛇形有機電解液通道3的液體出口回流到蠕動泵11中。所述蛇形有機電解液通道3的管壁上均布有直徑為2_、高度為2.5mm的圓柱狀磁子14，在外部磁場裝置12作用下，圓柱狀磁子14以800r/min的轉速在蛇形有機電解液通道3內高速旋轉，以使電解液腔室9內補給蛇形有機電解液通道3的有機電解液更好的擴散到整個電池內部，并加快電池內部的傳質速度。該鋰氧電池首次放電容量可達2150Ah/kg，循環次數大于65次，連續工作時間超過85天。
[0018]實施例2
如圖所示，該電解液補給式鋰氧電池，包括殼體5，所述殼體5由上、下敞口的不銹鋼殼體502、橫置于不銹鋼殼體502上、下口內的兩塊絕緣殼體501組成，在絕緣殼體501之間由左向右依次豎直設有負極鋰片1、隔膜A2、蛇形有機電解液通道3、隔膜B16和多孔碳正極4，在殼體5內位于多孔碳正極4的右側留有氣體腔15，在所述氣體腔15內位于多孔碳正極4和對應的不銹鋼殼體502之間設有彈簧8，用于固定多孔碳正極4 ;在不銹鋼殼體502靠近多孔碳正極4 一側的側板內開設有氣體管路7并且在不銹鋼殼體502上設置有與所述氣體管路7相通的氧氣閥門6，在靠近負極鋰片I 一側的不銹鋼殼體502側板的外部由右向左依次豎置有外部磁場裝置12、蠕動泵11和電解液腔室9，電解液腔室9裝有有機電解液，所述有機電解液是lmo