CN108258370A - 一种新型单体铝空气电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型单体铝空气电池，电池液腔体内插有铝极板，铝极板上设置有负极板，电池液腔体上设置有正极板，正极板覆盖在电池液腔体的前后表面，在正极板的前后表面设置有多个采用绝缘材料制成的凸台，每个正极板上连接有具有导电性的引出条，负极板作为电池液腔体的封口盖板设置在铝极板的上端，负极板的两端向外延伸形成负极接触段，负极接触段下方的电池液腔体上设置有弹性件。本发明改进单体电池之间的连接形式，相对于现有技术的导通，在操作和加工工艺上更加简单，更换铝极板时也更加方便易行，大大降低故障风险；通过设置凸台，防止正极接触短路，且抵消相向膨胀的作用，使得电池组整体的结构更加紧凑，利于小型化。

Description

一种新型单体铝空气电池

技术领域

本发明涉及化学电池技术领域，特别涉及一种新型单体铝空气电池。

背景技术

铝空气电池是一种清洁的新能源电池，通过电解液与铝的电化学反应得到电能。在化学能转化成电能的过程中，铝作为电池的负极，设置成板状的电极板，在反应过程中会不断地被消耗。由于该化学反应中每个单体电池只能产生1V左右的直流电压，所以在使用过程中通过多个单体电池串联成电池组，根据具体串联电池单体的数量得到12V、24V、48V、96V等电压。

现有技术中电池组的多个单体电池之间多采用金属线焊接的方式进行串联。这种连接方式会造成如下问题：需要针对每个单体电池进行焊接，所以加工工艺复杂，耗费工时过多，从而制造成本上升；焊接点过多导致故障点很多；因为电池的铝极板为负极，在电池使用过程中由于化学消耗而需要更换铝极板，这就导致每次更换后都需要重新焊接才可以进行下次使用，造成了严重的不可操作性。

同时，由于电解液流动需带走化学反应的产物(三氧化二铝)为保证电解液的流动顺畅，需在整个电堆外部增加一个水泵系统。由于水泵系统给予液体的压力，且每个单体电池的液体腔内在反应过程中会产生一定量气体，这就导致单体电池的液体腔会向两侧膨胀，而电堆相邻两个单体电池的液体腔膨胀导致电堆的相邻两个单体电池间距增加(液体腔外侧为正极，如果接触会导致短路等电气故障)，这导致了电堆外形尺寸的大幅增加。而电堆外形尺寸大幅增加后不便于产品的小型化，从而影响产品后期加工生产及用户使用局限。

发明内容

有鉴于背景技术中提出的问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种新型单体铝空气电池。

本发明的技术方案如下：一种新型单体铝空气电池，包括电池液腔体，所述电池液腔体内插有铝极板，所述铝极板上设置有负极板，所述电池液腔体上设置有正极板，所述正极板覆盖在所述电池液腔体的前后表面，在所述正极板的前后表面设置有多个采用绝缘材料制成的凸台，每个所述正极板上连接有具有导电性的引出条，所述负极板作为所述电池液腔体的封口盖板设置在所述铝极板的上端，所述负极板的两端向外延伸形成负极接触段，所述负极接触段下方的所述电池液腔体上设置有弹性件。

采用以上方案，每个单体电池通过电池液腔体来盛装电解液，并在该电解液中浸入铝极板进行反应。铝极板通过与电解液反应为电流提供电子，并通过负极板流出，同时负极板也作为电池液腔体上端口的端盖使用，起到封闭效果。正极上的引出条连接到后方相邻的负极板，具体地是通过正极接触段和对应的负极接触段接触导通。弹性件提供一个向上的力直接作用在正极接触段上。绝缘外壳体通过将所有负极板固定在上面，便于安装和拆卸，实现一体式插拔，同时也避免了短路的危险。所有电池液腔体通过接通到同一个液箱上，使得电池液腔体内电解液的灌入和放出都同时进行，便于控制。凸台的作用是一方面通过加强正极板的结构强度，一方面通过相邻两个电池液腔体上对应的一对抵触，将膨胀产生的力相互抵消，减少膨胀量，进而使得整体在结构上可以更加紧凑，整体电池组的体积更小。

进一步，为了保证相邻两个单体电池之间串联导通的稳定性，所述引出条的数量为两个，且分别在所述正极板的左右两端。

进一步，为了提高整体的结构稳定性和强度，所述引出条与所述正极板一体形成。

进一步，为了便于设置，且可以通过负极板压装的方式来提高正极板和负极板连接导通的稳定性，所述引出条的上端向后倾斜延伸，并弯折形成正极接触段。

进一步，为了使得弹性件设置得稳定可靠，所述电池液腔体上设置有凹槽，所述弹性件设置在该凹槽内。

进一步，为了材料简单易得，造价低廉，所述弹性件为弹簧或者橡胶垫块。

进一步，为了便于安装密封圈，所述负极板的前后侧面上分别设置有一条安装槽，该安装槽沿左右方向通体设置。

进一步，为了使得凸台之间接触良好，且利于空气流通，所述凸台呈“十”字形。

进一步，为了便于安装和拆卸，且整体结构稳定，所述负极板与所述铝极板一体形成。

有益效果：本发明改进单体电池之间的连接形式，相对于现有技术的导通，在操作和加工工艺上更加简单，更换铝极板时也更加方便易行，大大降低故障风险；通过设置凸台，防止正极接触短路，且抵消相向膨胀的作用，使得电池组整体的结构更加紧凑，利于小型化。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明在实施例中组合成的整体结构示意图。

图3是图2中A部分的放大结构示意图。

图4是图2中B部分的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1到图4所示的一种新型单体铝空气电池，具有电池液腔体1，电池液腔体1内插有铝极板，铝极板上设置有负极板3，负极板3与铝极板一体形成。负极板3的前后侧面上分别设置有一条液槽3b，该液槽3b沿左右方向通体设置。电池液腔体1上设置有正极板2。正极板2覆盖在电池液腔体1的前后表面，在正极板2的前后表面设置有多个采用绝缘材料制成的凸台6，作为优选，凸台6呈“十”字形。每个正极板2上连接有具有导电性的引出条2a，作为一种优选设置方式，引出条2a与正极板2一体形成，引出条2a的上端向后倾斜延伸，并弯折形成正极接触段2aa。引出条2a的数量为两个，且分别在正极板2的左右两端。负极板3作为电池液腔体1的封口盖板设置在铝极板的上端，负极板3的两端向外延伸形成负极接触段3a，负极接触段3a下方的电池液腔体1上设置有弹性件4。电池液腔体1上设置有凹槽，弹性件4设置在该凹槽内。弹性件4为弹簧或者橡胶垫块。

本发明的原理如下：

如图1所示，本发明在具体使用时可以通过多个单体电池在位置上并列设置，并通过串联成一体形成电池组。在本实施例中，单体电池整体呈长方体形，电池液腔体1也呈长方体形。电池液腔体1中插入铝极板，通过铝极板与电解液化学反应产生自由电子，并在铝极板的上端固定连接负极板3作为外接的电极。在电池液腔体1上设置有整块的正极板2，正极板2采用特殊材料制成，能够允许空气通过，不允许液体通孔，通过空气中的氧气变成氧离子吸收电子，在外部导通的情况下就形成一个闭合的电路回路，形成电流。

如图1、图2和图3所示，由于要将多个单体电池进行串联作为电池组来使用，因此就需要每个单体电池正负极依次相连。出于单体电池自身形状结构特征的限制，在正极板2上一体形成有引出条2a作为与相邻的单体电池负极板3的接触物。在本实施例中，引出条2a的数量为两个，且分别设置在电池液腔体1的左右两侧，在实际连接好后，能够保证连接的稳定性和可靠性。在本实施例中，引出条2a倾斜向上设置，再平向弯折形成了正极接触段2aa。在两个单体电池对齐叠合在一起时，正极接触段2aa恰好能够伸到相邻后方一个电池液腔体1上方的左右两端位置。对应地，负极板3通过向左右两端延伸形成负极接触段3a。负极板3也像前后延伸突出，整体起到端盖的作用，对电池液腔体1起到封闭效果。在本实施例中，负极接触段3a在位置上和整体安装好后的正极接触段2aa位置正对。由于铝极板的上端连接负极板3，两者作为一个整体插入到电池液腔体1内，从上往下插入到位时，负极接触段3a能够恰好和正极接触段2aa接触导通，作为电路回路的一部分。弹性件4通过电池液腔体1上的凹槽设置，且同样与正极接触段2aa的位置正对，并弹性抵触。当在安装铝极板时，负极接触段3a通过正极接触段2aa产生向下的压力，同时也受到弹性件4向上反向力，在这个反向力的作用下，使得安装更加安全，不会由于力度把握不当，造成压坏和折断等问题。在取出铝极板时，弹性件4同样通过正极接触段2aa和负极接触段3a产生一个向上的力，帮助更加容易地将负极板3连同铝极板一起取出。为了便宜易得弹性件4可以采用弹簧，也可以采用橡胶垫块制成。

本发明相对于现有技术，整体性更强，在生产制作过程中，也减少了调试和密封等程序，制造更加简单省力。如图4所示，凸台6采用绝缘材料制成，相邻两个电池液腔体1上的正极板2上设置的凸台6一一对应，在实施例中形状优选为“十”字形，当由于电池液腔体1产生膨胀时，对应的凸台6恰好相互抵触作用，避免正极板2接触产生短路，进而也将膨胀量缩小，使得电池组整体更加紧凑，利于小型化。由于正极板2需要与空气接触，凸台6设置为“十”字形状利于空气流通，不影响反应；同时通过在上下左右四个方向设置一定量的错位误差，良好地解决了接触不好的情况。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种新型单体铝空气电池，包括电池液腔体(1)，所述电池液腔体(1)内插有铝极板，所述铝极板上设置有负极板(3)，所述电池液腔体(1)上设置有正极板(2)，其特征在于：所述正极板(2)覆盖在所述电池液腔体(1)的前后表面，在所述正极板(2)的前后表面设置有多个采用绝缘材料制成的凸台(6)，每个所述正极板(2)上连接有具有导电性的引出条(2a)，所述负极板(3)作为所述电池液腔体(1)的封口盖板设置在所述铝极板的上端，所述负极板(3)的两端向外延伸形成负极接触段(3a)，所述负极接触段(3a)下方的所述电池液腔体(1)上设置有弹性件(4)。

2.如权利要求1所述的一种新型单体铝空气电池，其特征在于：所述引出条(2a)的数量为两个，且分别在所述正极板(2)的左右两端。

3.如权利要求2所述的一种新型单体铝空气电池，其特征在于：所述引出条(2a)与所述正极板(2)一体形成。

4.如权利要求3所述的一种新型单体铝空气电池，其特征在于：所述引出条(2a)的上端向后倾斜延伸，并弯折形成正极接触段(2aa)。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种新型单体铝空气电池，其特征在于：所述电池液腔体(1)上设置有凹槽，所述弹性件(4)设置在该凹槽内。

6.如权利要求5所述的一种新型单体铝空气电池，其特征在于：所述弹性件(4)为弹簧或者橡胶垫块。

7.如权利要求6所述的一种新型单体铝空气电池，其特征在于：所述负极板(3)的前后侧面上分别设置有一条液槽(3b)，该液槽(3b)沿左右方向通体设置。

8.如权利要求1所述的一种新型单体铝空气电池，其特征在于：所述凸台(6)呈“十”字形。

9.如权利要求1所述的一种新型单体铝空气电池，其特征在于：所述负极板(3)与所述铝极板一体形成。