一种新型共用阴阳极镁电池结构

1.本发明属于新能源电池领域，具体涉及一种新型镁电池结构。


背景技术：

2.长期以来，镁电池因为其具有低成本、高安全性和高能量密度的巨大优势，一直被认为是锂电池的理想替代品。锂电池是当今社会广泛使用的电化学储氢电池，但由于其成本较高且存在很大的安全隐患，已经从根本上限制了它的发展，因此开发出更加安全高效而且价格低廉的新能源电池成为社会发展的迫切需要。相比于锂，镁具有更高的能量密度和更低的放电电位，而且镁在地壳中储量丰富，这就使得镁电池具有更加广阔的应用前景，但由于镁电池的发展还处于初始阶段，所以镁电池在许多方面还存在诸多不足，我们也急需在镁电池上做出更多改进来提高它的性能。
3.镁电池的发展还处于初始阶段，所以还存在诸多问题亟待解决：（1）镁电池的活性很高，所以镁电池极片很容易发生电偶腐蚀，而腐蚀所产生的腐蚀产物滞留在镁合金表面，进而阻隔镁合金和外部的接触，从而抑制了镁电池的进一步反应；（2）在镁电池中，镁合金作为电池的阳极，由于反应不充分，所以大部分的阳极利用率只有50%-70%，这就造成了极大的资源和空间浪费，所以提高镁合金电池的阳极利用率势在必行。
4.在本发明中，电池外壳设计成圆柱体结构，并将圆柱体内部分隔成多个环形槽，按阴极材料
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电解液
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阳极材料
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电解液
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阴极材料
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电解液
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阳极材料依次填充，该排列方法大大增加反应物之间的接触面积，提高材料的利用率；各个环形槽环环相扣，极大地提高了电池主体的空间利用率。


技术实现要素：

5.本新型结构的目的在于提供一种新型镁合金电池结构，以缓解镁合金电池现有技术中存在的阳极利用率低和电池反应进行的不充分问题。
6.本发明提供了如下的技术方案：所述电池主体，电池主体呈现圆柱体形状，其内部被分隔成六个大小不同的环形槽和一个圆柱槽，且环形槽的直径大小依次减小，圆柱槽直径最小；各个环形槽之间有隔膜将其分隔开；各个环形槽从外而内依次放置阴阳极材料和电解液，阴极材料
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电解液
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阳极材料
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电解液
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阴极材料
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电解液
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阳极材料，这种排列方式在电池内部分别构成三个独立的电池组；在该排列方式中，除最外圈和最内圈的阴阳极材料与电解液是单面接触外，其余阴阳极材料内外圈均与电解液充分接触，这种放置方式能够使阴阳材料充分发生反应；同时，阴极材料既作为第一个电池组的阴极，也作为第二个电池组的阴极，这样就达到了共用阴阳极的目的，大大提高材料的利用率；所述电池盖包括安装在电池盖底部的弧形条状铜片和正负极接线，两个正极铜片和负极铜片分别在内部用导线连接，并与外接的正负极接线连接。
7.与现有的技术方案相比，本新型结构的积极效果是：1、本新型结构内部的阴阳极既作为前一个电池组的阴阳极，同时也作为后一个电池组的阴阳极，阴阳极材料内外圈与电解液充分接触，可以大大提高阴阳极材料的利用率；2、本新型结构的阴阳极材料结构均为环形，相比于正方形和长方形等结构材料，在增加了反应物的接触面积的同时也降低了材料的空间占有率，大大降低企业生产成本。
附图说明
8.图1为镁电池整体结构示意图；图2为镁电池盖示意图；图3为镁电池主体外壳示意图。
具体实施方式
9.下面结合附图对本发明作进一步描述；如图1所示，可以看出整个电池主体被分隔成6个环形槽外加一个圆形槽；需要说明的是，在本发明的描述中，为了更清晰的描述发明的具体实施方式，将6个环形槽和一个圆形槽分别用槽1、槽2、槽3、槽4、槽5、槽6和槽7代替；如图1所示，分别在位置9、11、13处放置隔膜纸，在位置10和15处放置镁合金阳极极片，在位置8和12处填充氯化铵和二氧化锰粉混合而成的糊状物作为电池阴极；如上所述，在镁合金内部构成3个镁合金电池组，其中4、8和10组成第一个电池组，3、10和12组成第二个电池组，2、12和15组成第三个电池组；10作为第一个电池组和第二个电池组的共用阳极，12作为第二个电池组和第三个电池组的共用阴极；进一步的，电池内部与外部的连接由电池盖底部的铜片电极与正负极导线外接。


技术特征：
1.一种镁电池结构，如图1所示，由电池主体，电池盖，阴阳极材料和隔膜纸组成。2.根据权利要求书1所述电池主体外壳，其特征在于：其结构有6个环形槽和一个圆柱槽组成，形成三个电池组，最外层槽内放置环形镁合金筒作为第一个电池组的阳极；第二个环形槽填充电解质；第三个环形槽放置阴极材料作为正极，该环性槽的外圈与第一个电池组的电解液接触，其内圈同时也与第二个电池组的电解液接触，所以该部既作为第一个电池组的正极也作为第二个电池组的正极；该电池组其余的环形槽依次填充阴阳极材料和电解液；各个环形槽放置的阴阳极材料可任意交换组成电池组，且除最外层环形槽和最内层环形槽外，其余环形槽的外圈和内圈均与电池组的不同部分接触，即：阴极材料外圈在第一个电池组中参与反应，内圈在第二个电池组中参与反应。3.根据权利要求书1所述，电池盖由两个正极极片，两个负极极片和正负极导线组成，两个正极极片和两个负极极片在电池盖分别串联，然后外接正负极导线。

技术总结
本发明具体涉及一种新型镁合金电池结构，属于新能源电池领域。在本发明中，以镁合金作为电池阳极，由氯化铵和二氧化锰粉混合而成的糊状物作为电池阴极，电解液由乙炔黑、活性炭、氯化铵和氯化镁溶液组成。本发明的目的在于提供一个更加高效的镁合金电池结构。本发明所述镁合金电池内部包括三个镁合金电池组，镁合金电池组间相互共用阴阳极，电池组中阴阳极材料为环形结构且内外圈均与电解液接触，增加反应物间的接触面积，大大提高极板材料的利用率。大大提高极板材料的利用率。


技术研发人员：黄志权 裴艳杰 黄任尧 邹金超 王军朋
受保护的技术使用者：太原科技大学
技术研发日：2021.08.09
技术公布日：2023/2/17