本发明涉及电池技术领域， 具体涉及一种利用离子交换膜实现多电解液结 钩的新型电 池。

背景技术

电池（Battery)指盛有电解质溶液和金属电极以� ��生电流的杯、 槽或其他容器或复合容 器的部分空间， 能将化学能转化成电能的装置， 利用电池作为能量来源， 可以得到具有稳定 电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影 响很小的电流，并 i电池结构简单，携带方便， 充放电操作筒便易行， 不受外界气候和温度的影响， 性能稳定可靠， 在现代社会生活中的各 个方面发挥有很大作用。 目前，市场上巳商业化的电池，如锂离子电池 、铅酸电池、镍锌电池以及金属空气电池， 主要以单电解液为主。然而单电解液的电池结 构存在两大技术 ^题： （1 )由于电池的阴极、 阳极均直接插入同一电解液中， 因此电池阴极、 阳极材料必须同时与该单电解液兼容， 在开 发新电池时， 大大限制了电池阴极、 阳极材料的选择范围； （2) 单电解液的成分和浓度很 难保证电池使用过程中阴极和阳极的电化学反 应同^达到最佳状态（最大活性）， 不利于电 池发挥其最佳的电化学性能。 发明内容 本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一 种利用离子交换膜实现多电解液结构的 新型电池， 不仅极大的拓展了电池阴、 阳极材料的选择范围， 而且有利于电池阴、 阳极的电 化学反应同时达到最佳状态， 显著提高其电化学性能。

本发明通过以下技术方案实现该目的： 一种利用离子交换膜实现多电解液结构的新型 池， 包括阳极板、 阴极板以及电解液， 所述电解液包括阳极电解液、 阴极电解液以及桥电解液， 所述阳极电解液与阳极板接触、 所 述阴极电解液与阴极板接触， 所述桥电解液置于阳极电解液与阴极电解液之 间， 所述桥电解 液与阳极电解液之间、 桥电解液与阴极电解液之间分别设置有离子交 换膜。 其中， 所述阳极电解液与桥电解液之间设置有阳离子 交换膜， 所述阴极电解液与桥电解 液之间设置有阴离子交换膜。 其中， 所述阳极板与阳极电解液兼容， 所述阴极板与阴极电解液兼容。

作为优选的方案， 所述阳极板为锌片。 作为优选的方案， 所述阴极板为空气电极 ( Gas Diffosion Electrode, GDE)。 作为优选的方案， 所述阳极电解液为 KOH溶液。

作为进一步优选的方案， 所述 KOH溶液的浓度为 i〜6mo3/L。

作为优选的方案， 所述阴极电解液为盐酸溶液。

作为进一步优选的方案， 所述盐酸溶液的浓度为 l〜6mol/L。 作为优选的方案， 所述桥电解液为 l〜4mol/L的氯化钾溶液。 相对于现有技术， 本发明的有益效果为： 本发明的利用离子交换膜实现多电解液结构的 新型电池， 包括阳极板、 阴极板以及电解液， 所述电解液包括阳极电解液、 阴极电解液以及 桥电解液， 所述阳极电解液与阳极板接触、 所述阴极电解液与阴极板接触， 所述桥电解液置 于阳极电解液与阴极电解液之间， 所述桥电解液与阳极电解液之间、桥电解液与 阴极电解液 之间分别设置有离子交换膜， 所述阳极板、 阴极板分别与阳极电解液、 阴极电解液接触弁发 生电化学反应， 所述桥电解液分别通过离子交换膜与阳极电解 液、 阴极电解液选择性的传导 离子， 不仅极大的拓展了电池阴、 阳极材料的选择范围， 而且有利于电池阴、 阳极的电化学 反应同时达到最佳状态， 显著提高其电化学性能。

图说明

图 1为实施例 1的王电解液结构的新型电池的结构示意图。

图中： 1 -阳极板， 2 阴极板， 3 阳极电解液， 4--阴极电解液， 5 桥电解液， 6 -阳离子交 换膜， 7-阴离子交换膜。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细 描述。

实施例 1。 如图 1所示， 本实施例的提供一种利 K离子交换膜实现三电解液结钩的新型电池， 包括 阳极板 1、 阴极板 2以及 种电解液， 所述 种电解液分别包括阳极电解液 3、 阴极电解液 4以及桥电解液 5，所述阳极电解液 3与阳极板 1接触、所述阴极电解液 4与阴极板 2接触， 所述桥电解液 5置于阳极电解液 3与阴极电解液 4之间，所述桥电解液 5与阳极电解液 3之 间、 桥电解液 5与阴极电解液 4之间分别设置有离子交换膜。

本实施例的阳极板 1、 阴极板 2分别与阳极电解液 3、 阴极电解液 4接触并发生电化学 反应， 所述桥电解液 5分别通过离子交换膜与阳极电解液 3、 阴极电解液 4选择性的传导离 子， 电池阴极和阳极材料不需要同时与一种电解液 兼容， 相反， 本实施例的阴极板 2只需与 阴极电解液 4兼容， 所述阳极板 1只需与阳极电解液 3兼容， 从而在开发新的电池体系时， 极大地拓宽了阴极和阳极材料的选择范围； 可以分别调整阳极电解液 3、 阴极电解液 4的成 分和浓度来保证电池在使 过程中阳极板 1和阴极板 2参与的电化学反应同时达到最佳状态 (最大活性） , 从而显著提高电池的电化学性能。

其中， 所述阳极电解液 3与桥电解液 5之间设置有阳离子交换膜 6， 所述阴极电解液 4 与桥电解液 5之间设置有阴离子交换膜 7， ，所述阳离子交换膜 6、 阴离子交换膜 7选择性的 传导离子， 使得所述桥电解液 5成为离子传导的通道， 实现阳极板 1与阳极电解液 3发生电 化学反应， 阴极板 2与阴极电解液 4发生电化学反应。

其中， 所述阳极板 1与阳极电解液 3兼容， 所述阴极板 2与阴极电解液 4兼容， 解决了 现有技术中阳极衬料、 阴极材料必须同时与单电解液兼容， 而导致的限制材料选择的技术问 题。

作为优选的方案， 所述阳极板 1为锌片。

作为优选的方案, 所述阴极板 2为空气电极 ( Gas Diffusion Electrode, GDE)。

作为优选的方案， 所述阳极电解液 3为 KOH溶液。

作为进一步优选的方案， 所述 KOH溶液的浓度为 i〜6mo3/L。

作为优选的方案， 所述阴极电解液 4为盐酸溶液。

作为进一步优选的方案， 所述盐酸溶液的浓度为 l〜6mo】/L。

作为优选的方案， 所述桥电解液 5为 l〜4mo】/L的氯化钾溶液。

实施例 2。 本实施例的一种利用徵流体技术实现四个或更 多电解液结构的新型电池，本实施例与实 施例 1的区别在于： 所述桥电解液 5可包括多个， 所述多个桥电解液 5共同构成连通阳极电 解液 3与阴极电解液 4之间的离子传导通道，所述多个桥电解液 5之间分别设置有可供离子 穿过的离子交换膜。 本实施例的其它技术特征同实施例 1， 在此不再进行赘述。

实施例 3、 电化学性能试验

按照实施例 1所述的方案， 阳极板 1选用锌片、 阴极板 2选 ffi空气电极、 阳极电解液 3 选 ffl浓度为 6mol/L的 KOH溶液、 阴极电解液 4选用浓度为 3rm)】/L的盐酸溶液、 桥电解液 5选 K 3mol/L的氯化钾溶液， 分别制作四个多电解液电池， 作为实验组 1〜4 _; 按照现有技 术的常规方案， 阳极选 ffl锌片、 阴极选用空气电极、 电解液选用 6mo!/L的 KOH溶液， 分别 制作四个单电解液电池， 作为对照组 1〜4， 分别对实验组、 对照组电池的开路电压和最大 输出功率进行测量， 实验测量结果如表 1所示。

由表 1测量结果可知：本发明的多电解液电池的开� �电压以及最大输出功率均明显优于 传统的单电解液电池， 表明本发明的多电解液电池相比传统的单电解 液电池， 在电化学性能 上具有显著的提升。

以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方 式， 其描述较为具体和详细， 但并不能因 此而理解为对本发明专利范围的限制。 应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员来说， 在 不脱离本发明钩思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保护范围。 因此， 本发明专利的保护范围应以所酎权利要求为准 。

其中， 所述阳极电解液与桥电解液之间设置有阳离子 交换膜， 所述阴极电解液与桥电解 液之间设置有阴离子交换膜。 其中， 所述阳极板与阳极电解液兼容， 所述阴极板与阴极电解液兼容。

作为优选的方案， 所述阳极板为锌片。 作为优选的方案， 所述阴极板为空气电极 ( Gas Diffosion Electrode, GDE)。 作为优选的方案， 所述阳极电解液为 KOH溶液。

作为进一步优选的方案， 所述 KOH溶液的浓度为 i〜6mo3/L。

作为优选的方案， 所述阴极电解液为盐酸溶液。

作为进一步优选的方案， 所述盐酸溶液的浓度为 l〜6mol/L。 作为优选的方案， 所述桥电解液为 l〜4mol/L的氯化钾溶液。 相对于现有技术， 本发明的有益效果为： 本发明的利用离子交换膜实现多电解液结构的 新型电池， 包括阳极板、 阴极板以及电解液， 所述电解液包括阳极电解液、 阴极电解液以及 桥电解液， 所述阳极电解液与阳极板接触、 所述阴极电解液与阴极板接触， 所述桥电解液置 于阳极电解液与阴极电解液之间， 所述桥电解液与阳极电解液之间、桥电解液与 阴极电解液 之间分别设置有离子交换膜， 所述阳极板、 阴极板分别与阳极电解液、 阴极电解液接触弁发 生电化学反应， 所述桥电解液分别通过离子交换膜与阳极电解 液、 阴极电解液选择性的传导 离子， 不仅极大的拓展了电池阴、 阳极材料的选择范围， 而且有利于电池阴、 阳极的电化学 反应同时达到最佳状态， 显著提高其电化学性能。

图说明

图 1为实施例 1的王电解液结构的新型电池的结构示意图。

图中： 1 -阳极板， 2 阴极板， 3 阳极电解液， 4--阴极电解液， 5 桥电解液， 6 -阳离子交 换膜， 7-阴离子交换膜。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细 描述。

实施例 1。 如图 1所示， 本实施例的提供一种利 K离子交换膜实现三电解液结钩的新型电池， 包括 阳极板 1、 阴极板 2以及 种电解液， 所述 种电解液分别包括阳极电解液 3、 阴极电解液