CN105958099B - 一种空气电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气电池，该电池包括设置有反应腔室的电池反应体、正极组件、负极组件以及组合连接盖；所述电池反应体两端分别设置有第一连接柱以及第二连接柱，所述第一连接柱以及第二连接柱分别设置有外螺纹，所述组合连接盖包括第一连接部以及第二连接部，所述第一连接部以及第二连接部分别设置有与所述外螺纹配合连接的内螺纹；带内螺纹中空组合连接盖，带有外螺纹连接柱的燃料电池反应体，很好的解决了目前空气燃料电池、紧固密封、漏液的难题，达到了安全高效、一致的生产要求；电极串联孔的设计解决了以往空气金属燃料电池正负电极必须导出焊接才能串联输出电压电流的目的，隐藏于内的连接方式更是避免了短路发生的难题。

Description

一种空气电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种密封性能好、串联方便的空气电池。

背景技术

空气金属燃料电池是利用空气中氧分子通过既可以密封又可以隔水的催化反应层，用碱性电解液作为载体传递到金属燃料锌、铝、镁、锂的表面进行反应，生成电子位移，形成电压电流的能量电池，它作为一种安全、高效、清洁可再生的绿色能源，广受世界的关注，这种电池具有以下几大优势和特点：

1、电池容量大、能量高，是传统铅酸电池的5倍以上，是目前正在使用的锂离子电池的2倍以上，同等容积时而重量仅是铅酸电池四分之一，锂离子电池的二分之一；比如铝空气燃料电池理论能量比达成8100Wh/kg而现有条件能达到的400-450Wh/kg。比锂离子电池高出近3倍，放电时间更是高于锂离子的2倍以上。

2、放电过程中，工作电压平稳、持续，而且只消耗空气中的氧和铝、锌、镁等金属；本电池在制作完毕后，不加注电解液全密封的情况下，可以长期保存，年电量损失小于1％，可作为真正的应急电源保存备用。

3、安全无污染可再生循环利用

空气、金属燃料电池不会因充电、放电而产生膨胀、短路、爆炸，更没有锂离子电池充放电时过热、短路、起火燃烧等不安全因素。空气金属燃料电池所使用的电解液为碱性溶液，因容量较小，即使泄漏对环境的污染也很小。反应过程中产生的氧化附属物均可通过人工方法电解再生为金属锌、铝等，还原再次使用。这个电解的过程不会带来环境的污染。尽管空气金属燃料电池有这么多优点，但还存在一些缺点：空气金属燃料电池在反应过程中既有碱性液体又有金属合金，而且氧分子、电解液、金属合金必须完整有机统一起来形成既可以通过氧分子又能储存电解液，让金属合金以氧分子发生反应，达到密封、串联、储存、反应的功能。由于设计上存在的缺陷，现有技术中的空气燃料电池的密封问题一直没有得到很好的解决，尤其当需要多个空气燃料电池需要串联时，要达到反应物可以在整体不解体的情况下实现原料添加，又可以排出在使用过程中的废料，同时达到密封的要求是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种空气电池。

本发明提供了如下方案：

一种空气电池，该电池包括设置有反应腔室的电池反应体、正极组件、负极组件以及组合连接盖；所述电池反应体两端分别设置有第一连接柱以及第二连接柱，所述第一连接柱以及第二连接柱分别设置有外螺纹，所述组合连接盖包括第一连接部以及第二连接部，所述第一连接部以及第二连接部分别设置有与所述外螺纹配合连接的内螺纹；

所述组合连接盖为两个分别第一组合连接盖以及第二组合连接盖，所述正极组件位于所述第一连接柱外侧，所述第一组合连接盖的第一连接部套装于所述正极组件外部与所述第一连接柱相连；所述负极组件位于所述第二连接柱外侧，所述第二组合连接盖套的第二连接部套装于所述负极组件外部与所述第二连接柱相连；

其中，所述电池反应体上开设有第一通孔、第二通孔、第三通孔以及第四通孔，所述第一通孔以及所述第二通孔的直径大于所述第三通孔以及第四通孔的直径。

优选的：所述第一连接柱以及第二连接柱内部分别开设有用于放置所述正极组件以所述负极组件的凹槽。

优选的：所述正极组件包括隔离网、第一密封圈、正极电极片以及集流环。

优选的：所述负极组件包括第二密封圈以及负极电极片。

优选的：所述第一连接部以及第二连接部连接处设置有进气口。

优选的：所述第一连接部以及第二连接部分别设置有多个电极串联孔。

优选的：所述电极串联孔内设置有串联连接柱组件，所述串联连接柱组件包括通过螺旋弹簧连接的两电极连接柱。

优选的：所述组合连接盖材质为塑料。

优选的：所述第一通孔用于加注金属燃料，所述第二通孔用于氧化物的排出，所述第三通孔用于电解液的加注，所述第四通孔用于废气的排出。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种空气电池，在一种实现方式下，该电池可以包括设置有反应腔室的电池反应体、正极组件、负极组件以及组合连接盖；所述电池反应体两端分别设置有第一连接柱以及第二连接柱，所述第一连接柱以及第二连接柱分别设置有外螺纹，所述组合连接盖包括第一连接部以及第二连接部，所述第一连接部以及第二连接部分别设置有与所述外螺纹配合连接的内螺纹；所述组合连接盖为两个分别第一组合连接盖以及第二组合连接盖，所述正极组件位于所述第一连接柱外侧，所述第一组合连接盖的第一连接部套装于所述正极组件外部与所述第一连接柱相连；所述负极组件位于所述第二连接柱外侧，所述第二组合连接盖套的第二连接部套装于所述负极组件外部与所述第二连接柱相连；其中，所述电池反应体上开设有第一通孔、第二通孔、第三通孔以及第四通孔，所述第一通孔以及所述第二通孔的直径大于所述第三通孔以及第四通孔的直径。本申请所设计的带内螺纹中空组合连接盖，带有外螺纹连接柱的燃料电池反应体，很好的解决了目前空气燃料电池、紧固密封、漏液的难题，达到了安全高效、一致的生产要求；电极串联孔的设计解决了以往空气金属燃料电池正负电极必须导出焊接才能串联输出电压电流的目的，隐藏于内的连接方式更是避免了短路发生的难题；在的反应体上设有的内置凹槽，便于固定各个功能零件，从而达到紧固密封串联的需要，在反应体上设计的四个孔很好的解决了空气燃料电池在不解体状态下金属燃料加注，氧化物排出、电解液加入、废气排出的难题，使空气金属燃料电池不可连续工作的难题得到解决。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种空气电池的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种空气电池的组合连接盖的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种空气电池的串联连接柱组件的结构示意图。

图中：电池反应体1、正极组件2、隔离网201、第一密封圈202、正极电极片203、集流环204、负极组件3、第二密封圈301、负极电极片302、组合连接盖4、第一连接部401、第二连接部402、第一连接柱5、第二连接柱6、第一通孔7、第二通孔8、第三通孔9、第四通孔10、进气口11、电极串联孔12、螺旋弹簧13、电极连接柱14。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参见图1、图2、图3，为本发明实施例提供的一种空气电池，如图1、图2、图3所示，该空气电池包括设置有反应腔室的电池反应体1、正极组件2、负极组件3以及组合连接盖4；所述电池反应体1两端分别设置有第一连接柱5以及第二连接柱6，所述第一连接柱5以及第二连接柱6分别设置有外螺纹，所述组合连接盖4包括第一连接部401以及第二连接部402，所述第一连接部401以及第二连接部402分别设置有与所述外螺纹配合连接的内螺纹；

所述组合连接盖4为两个分别第一组合连接盖以及第二组合连接盖，所述正极组件2位于所述第一连接柱5外侧，所述第一组合连接盖的第一连接部401套装于所述正极组件2外部与所述第一连接柱5相连；所述负极组件3位于所述第二连接柱6外侧，所述第二组合连接盖套的第二连接部402套装于所述负极组件3外部与所述第二连接柱6相连；

其中，所述电池反应体上开设有第一通孔7、第二通孔8、第三通孔9以及第四通孔10，所述第一通孔7以及所述第二通孔8的直径大于所述第三通孔9以及第四通孔10得出直径。

在实际应用中，为了能够保证正极组件以及负极组件在进行组装固定后的稳定性，所述第一连接柱5以及第二连接柱6内部分别开设有用于放置所述正极组件2以所述负极组件3的凹槽(图中未示出)。所述正极组件2可以包括隔离网201、第一密封圈202、正极电极片203以及集流环204。所述负极组件3包括第二密封圈301以及负极电极片302。为了保证空气或者氧气能够进入反应体1内，所述第一连接部401以及第二连接部402连接处设置有进气口11。本申请实施例还可以提供所述第一连接部401以及第二连接部402分别设置有多个电极串联孔12。进一步的，所述电极串联孔12内设置有串联连接柱组件，所述串联连接柱组件包括通过螺旋弹簧13连接的两电极连接柱14。两个电池正负极串联通过设置于连接柱处的电极串联孔连接。在连接时，两端头设有滑块中间弹簧达到紧密配合导电的功能。

在实际应用中，可以首先制作一个圆柱体电池反应体，在圆柱体电池反应体上设有四个孔，第一通孔、第二通孔、第三通孔以及第四通孔，其中第一通孔用于加注金属燃料置于圆柱体内作为燃料电池反应物，第二通孔为反应物与氧分子反应后所产生的氧化物(氧化铝、锌、镁等)排出口，排出完成后装回盖板密封；第三通孔为废气排出孔，用于出在反应过程中产生的废气及水蒸气；第四通孔为电解液加注口，用于电解液的加入、补充。在该燃料电池圆柱体的一端设有螺纹和内侧设有安装、密封圈金属负极导电片，另一端安装金属合金隔离网、密封圈、正极空气催化电极片以及集流环的凹槽。这样就能达到密封、导电、防止短路漏液的作用。同时形成了一个燃料电池反应场所，用于装入金属反应物电解液容易加注燃料和排出反应物，可以连续工作。用耐温，抗压的工程塑料制作一个中间有孔的以金属燃料体相配合的内螺纹紧固组合连接盖，用于负极导电板密封圈装入后压紧密封，另一端装入燃料电池金属隔离网、密封圈套、正极空气催化片、集体流环后通过内外螺纹进行紧固、密封达到防止漏液、全密封实现金属燃料电池工作场所的要求，而在组合联接盖上更为方便的设有多个孔装配，由滑块弹簧组成的正负极接线柱紧密配合导电柱联接另一组电池正负极，从而达到不用焊接、紧固串联电池体的目的，方便的实现了金属燃料的电池体的安装、拆卸、导电的功能。本申请提供组成了单个电池体再次重复形成了串联的电池堆，从而方便快捷达到了工业化生产的目的。

本申请提供的空气电池，结构简单合理，将正极组件以及负极组件安装于反应体两端的组合连接盖的凹槽内，便于准确固定、密封、装配。组合连接盖设计的中间有进气孔，通过内外螺纹的设计达到了方便紧固串联电池体形成工作室的目的，而且减少了螺丝螺帽紧固的复杂繁琐、焊接的传统方式，实现在了工业化流水作业可能性和可靠性，彻底解决焊接不牢、密封不牢的缺点。设置于组合连接盖上的串联通孔方便将导电柱安装于内部既达到了串联金属燃料电池体正负极的目的，又不用进行焊接，而连接电池正负极避免了联接柱外露发生短路分流的现象。设置于反应体上的四个孔分别解决了空气金属燃料电池的燃料的加注，氧化物的排出，电解液的加入，废气的排出，使金属燃料电池达到了不解体连续工作的目的，扩大了电池的使用范围，延长了工作时间，保证了使用寿命。采用标准模具下注塑加工生产，解决了产品的精度，又便于装配和组合，使产品的合格率大幅度提高便于工业化的加工生产。

总之，本申请所设计的带内螺纹中空组合连接盖，带有外螺纹连接柱的燃料电池反应体，很好的解决了目前空气燃料电池、紧固密封、漏液的难题，达到了安全高效、一致的生产要求；电极串联孔的设计解决了以往空气金属燃料电池正负电极必须导出焊接才能串联输出电压电流的目的，隐藏于内的连接方式更是避免了短路发生的难题；在的反应体上设有的内置凹槽，便于固定各个功能零件，从而达到紧固密封串联的需要，在反应体上设计的四个孔很好的解决了空气燃料电池在不解体状态下金属燃料加注，氧化物排出、电解液加入、废气排出的难题，使空气金属燃料电池不可连续工作的难题得到解决。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种空气电池，其特征在于，包括设置有反应腔室的电池反应体、正极组件、负极组件以及组合连接盖；所述电池反应体两端分别设置有第一连接柱以及第二连接柱，所述第一连接柱以及第二连接柱分别设置有外螺纹，所述组合连接盖包括第一连接部以及第二连接部，所述第一连接部以及第二连接部分别设置有与所述外螺纹配合连接的内螺纹；

所述组合连接盖为两个，即第一组合连接盖以及第二组合连接盖；所述正极组件位于所述第一连接柱外侧，所述第一组合连接盖的第一连接部套装于所述正极组件外部与所述第一连接柱相连；所述负极组件位于所述第二连接柱外侧，所述第二组合连接盖套的第二连接部套装于所述负极组件外部与所述第二连接柱相连；

其中，所述电池反应体上开设有第一通孔、第二通孔、第三通孔以及第四通孔，所述第一通孔以及所述第二通孔的直径大于所述第三通孔以及第四通孔的直径。

2.根据权利要求1所述的空气电池，其特征在于，所述第一连接柱以及第二连接柱内部分别开设有用于放置所述正极组件以及 所述负极组件的凹槽。

3.根据权利要求2所述的空气电池，其特征在于，所述正极组件包括隔离网、第一密封圈、正极电极片以及集流环。

4.根据权利要求2所述的空气电池，其特征在于，所述负极组件包括第二密封圈以及负极电极片。

5.根据权利要求1所述的空气电池，其特征在于，所述第一连接部以及第二连接部连接处设置有进气口。

6.根据权利要求1所述的空气电池，其特征在于，所述第一连接部以及第二连接部分别设置有多个电极串联孔。

7.根据权利要求6所述的空气电池，其特征在于，所述电极串联孔内设置有串联连接柱组件，所述串联连接柱组件包括通过螺旋弹簧连接的两电极连接柱。

8.根据权利要求1所述的空气电池，其特征在于，所述组合连接盖材质为塑料。

9.根据权利要求1所述的空气电池，其特征在于，所述第一通孔用于加注金属燃料，所述第二通孔用于氧化物的排出，所述第三通孔用于电解液的加注，所述第四通孔用于废气的排出。