CN108352590A - 锌-空气电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锌‑空气电池模块，更具体地，所述锌‑空气电池模块包括：收容部，其在内部形成密封的空间；气体存储部，其位于所述收容部的内的一个领域，在收容部内注入空气或者氧气；及锌‑空气电池部，其位于所述收容部内的另一个领域，包括至少一个以上供给空气或者氧气时产生电的锌‑空气单体电池。

Description

锌-空气电池模块
技术领域
本发明涉及在水中环境也能使用，且长期保管稳定性优秀的锌-空气电池模块。
背景技术
一直以来，作为对电器的电力供给的手段，电池(battery)被广泛地使用。现在，作为电池使用锰干电池、碱锰干电池、锌-空气(zinc-air)电池等一次电池，和镍镉(Ni-Cd)电池、镍氢(Ni-H)电池、锂离子电池等的二次电池。其中，锌-空气电池具有提供1.4V的相对高的电压，且能量密度高、放电容量大的优点。此外，几乎到电池的放电结束为止，显示一定的放电特性，因此被认为是可取代因含有重金属而其使用被抑制的水银电池的干电池。
因上述优点，锌-空气电池特别广泛地适用在军用武器或者装备，但是由于在水中环境空气供给会被切断，因此很难适用于在水中环境运行的军用武器(如，鱼雷等)或装备。
一方面，为了克服如上所述的问题，也可考虑适用不需要空气供给的锂离子电池，但是所述锂离子电池存在如下问题：由于平时发生持续地放电，因此，需要产生电时，因所述锂离子电池的过度放电，可导致武器或者装备的运行不良。
发明内容
(要解决的课题)
本发明为了解决上述问题而被导出，其目的在于提供在空气供给被切断的水中环境也可使用，且长期保管的稳定性优秀的锌-空气电池模块。
(解决课题的方法)
所述目的通过本发明而达成，本发明锌-空气电池模块包括：收容部，其在内部形成密封的空间；气体存储部，其位于所述收容部的内部或者外部，在收容部内注入空气或者氧气；及锌-空气电池部，其位于所述收容部内的一个领域，包括至少一个以上供给空气或者氧气时产生电的锌-空气单体电池。
此外，所述收容部可以是硬壳体形态。
此外，所述收容部可以是柔性(flexible)膜形态。
此外，所述气体存储部维持关闭的状态，之后所述气体存储部由使用者的开放信号或者开放行为，可排出空气或者氧气。
此外，所述气体存储部维持关闭的状态，之后所述气体存储部由从外部传达的电信号或者物理压力开放，可排出空气或者氧气。
(发明效果)
本发明的锌-空气电池模块，借由形成密封空间的收容部，在水中使用也可切断水分的内部渗透，借由具备在收容部内部的气体存储部，需要时可供给空气或者氧气，因此，与现有的锌-空气电池不同，具有在不可供给空气的环境下，也可使用的优点。
此外，本发明的锌-空气电池模块，平时切断外部空气的流入，几乎不发生放电，因此，长期保管性非常优秀。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个示例的锌-空气电池模块的结构。
图2是示出根据本发明的其他示例的锌-空气电池模块的结构。
图3是示出根据本发明的另外其他示例的锌-空气电池模块的概念图。
具体实施方式
本发明可进行多种变换，且可具有多个实施例，现特定的实施例示出在附图进行详细地说明。但是，这不是将本发明限定在特定的实施形态，应该理解为包括含在本发明的思想及技术范围的所有变换、均等物至代替物。对本发明进行说明时，当判断对关联公知技术的具体说明可模糊本发明的要点时，省略其详细说明。
在本申请使用的用语，只是用于说明特定实施例，其意图不是限定本发明。单数的表现在文字上没有明确的表现为其他时，包括复数的表现。在本申请中“包括”或者“具有”等用语，是指记载于说明书上的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或者这些组合的存在，应理解为不预先排除一个或其以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或者这些组合的存在或者附加可能性。
第一、第二等用语可用于说明多种构成要素，但所述构成要素不被所述用语限定。所述用语的使用目的只是将一个构成要素从其他构成要素进行区分。
本发明涉及锌-空气电池模块，更具体地，所述锌-空气电池模块包括：收容部，其在内部形成密封的空间；气体存储部，其位于所述收容部的内部或者外部，在收容部内可注入空气或者氧气；及锌-空气电池部，其位于所述收容部内的另一个领域，包括至少一个以上供给空气或者氧气时产生电的锌-空气单体电池。
在本发明，所述收容部在内部形成密封的空间，可以是任何形态，例如，可以是硬壳体形态、柔性(flexible)膜形态等。当所述收容部为硬壳体形态时，作为材料可由金属、高分子树脂等多种材料形成，其优点是一定程度上从外部的冲击保护位于收容部内部的气体存储部及锌-空气电池部，进而电池模块的保管安全性优秀。相反，当所述收容部为柔性(flexible)膜形态时，作为材料可由橡胶等多种柔韧的材料形成，这时电池模块的保管稳定性相比所述硬壳体形态有所降低，但由于外形的变形柔韧，可便于设置在所需的位置，因此，具有空间活用性高的优点。
本发明所涉及的锌-空气电池模块的所述收容部，在其内部形成密封的空间，因此，即使浸在水中也可切断水分流入到电池模块内。
在本发明中，位于收容部的内部或者外部，且可以向收容部内注入空气或者氧气的所述气体存储部，在其内部存储一定量的空气或者氧气，且所述气体存储部的形态并没有特别限制，例如，由硬壳体形态或者柔性(flexible)管形态等多种形态，可将空气或者氧气存储在内部。
优选地，所述气体存储部的结构平时维持关闭的状态，之后遇到本发明的锌-空气电池模块需要发电的情况时，由使用者的任意开放信号或者开放行为，排出空气或者氧气，或者由从外部传达的电信号或者物理压力被开放，排出空气或者氧气。例如，当使用者处于需要电的危急状况时，以一定的压力按住具备在本发明的锌-空气模块内的管形态的气体存储部，则所述气体存储部的脆弱部分被破开，使存在于气体存储部内的空气或者氧气排出至收容部内的密封空间，由此，排出的空气或者氧气供给至电池模块内的锌-空气电池部，可产生电。
在本发明中，位于收容部内一个领域的所述锌-空气电池部，由于平时在密封的收容部内切断空气或者氧气的供给，因此不发生放电，但当空气或者氧气从所述气体存储部流出，则由于在所述锌-空气电池部形成空气或者氧气的供给，可产生电。
所述锌-空气电池部包括至少一个以上的基本电池单位的锌-空气单体电池。所述锌-空气单体电池根据本发明的锌-空气电池模块适用的领域，可搭载所需的适当数量，且根据情况多个锌-空气单体电池被叠层形成一个电池单元，也可搭载至少一个以上的这些电池单元。
所述锌-空气单体电池的结构如下：包括空气扩散层、催化剂活性层等的空气电极部；包括锌(Zn)及电解质混合的锌胶等的阴极电极部；及，位于所述空气电极部及阴极电极部之间，且用于防止短路的分离器(separator)。
在本发明的所述锌-空气单体电池的形态，可以是任何形态，但考虑到空间效率，由叠层结构形成电池单元时，优选地使用板型的锌-空气单体电池的结构。这时，在所述锌-空气单体电池的空气电极部侧，形成凸起形态的间隔区，使所述锌-空气单体电池被叠层形成电池单元时，在叠层的各个锌-空气单体电池之间，形成空气可顺畅通过的空间。据此，不仅可以向构成电池单元的各个锌-空气单体电池顺畅地进行空气的供给，也可以使本发明的锌-空气电池模块的壳体内部的空气流动变得顺畅。
所述电池单元以电串联或者并联连接多个锌-空气单体电池，具有各个锌-空气单体电池被叠层形态的结构。在本发明中，多个锌-空气单体电池由串联或者并联连接形成一个电池单元，可使适用在家庭用、工业用、军用等多种用途的电产品，有利于提高电压。
在本发明，构成单位电池单元的锌-空气单体电池的个数并没有特别限制，根据本发明的电池模块使用的用途，可任意的确定每个单位电池单元的锌-空气单体电池的个数。
本发明的锌-空气电池模块，借由形成密封空间的收容部，即使在水中使用也可切断水分的内部渗透，并借由可向收容部内注入空气或者氧气的气体存储部，必要时可进行空气或者氧气供给。因此，与现有的锌-空气电池不同，具有如在水中无法供给空气的环境下也可使用的优点，因此，可适用于军用武器(如，鱼雷)、水中装备等。
此外，本发明的锌-空气电池模块，平时切断外部空气的流入，几乎不发生放电，其长期保管性非常优秀，且需要电能时，由气体存储部的任意开放，可供给空气或者氧气产生电。因此，特别适合于军用武器(如，鱼雷、导弹)，平时不需要，但是在特殊时期(如，战时)时，需要正常运行的领域。
以下，为了帮助对本发明的理解，参考附图进行说明。以下图不过是为了帮助理解本发明的一个示例，并不因此而限定本发明的发明。
图1是示出根据本发明的一个示例的锌-空气电池模块的结构。根据图1，本发明的一个示例的锌-空气电池模块，与外部切断提供密封的内部空间，具有由柔韧材料形成的壳体形态的收容部100，在所述壳体形态的收容部100的内部下端部，搭载由具有多个空气孔的一个锌-空气单体电池形成的锌-空气电池部300，且在所述收容部100的内部一个领域，具备可注入空气或者氧气的气体存储部200。
平时，所述气体存储部200被关闭不发生放电，但在需要电能时，使用者按住所述气体存储部200进行破开，则从气体存储部200流出空气或者氧气，进而流出的空气或者氧气供给到锌-空气电池部300，可产生电。
此外，图2是示出根据本发明的其他示例的锌-空气电池模块的结构，在图2显示的根据本发明的其他示例的锌-空气电池模块，与外部切断提供密封的内部空间，具有由柔韧材料形成的壳体形态的收容部100，在所述壳体形态的收容部100的内部下端部，搭载由具有多个空气孔的一个锌-空气单体电池形成的锌-空气电池部300。在所述收容部100的外部面，结合有可注入空气或者氧气的气体存储部200，所述气体存储部200和收容部100，被空气或者氧气的注入通道气体注入管210连通。
图3是示出根据本发明的另外其他示例的锌-空气电池模块的概念图，根据图2，在提供密封空间的收容部100的内部一个领域，具备气体存储部200，在所述收容部100内部的其他领域，具有由四个锌-空气单体电池310、320、330、340形成的锌-空气电池部300。
如上所述，本发明所属领域的技术人员，可以理解为本发明不变更其技术思想或必要特征，可由其他具体形态实施。本发明的范围相比于上述详细说明而是体现于本发明的权利要求范围，且应解释为从权利要求范围的意思、及范围以及其等价概念导出的所有变更或者变形形态，都包括在本发明的范围。

Claims (5)

1.一种锌-空气电池模块，其包括：
收容部，其在内部形成密封的空间；
气体存储部，其位于所述收容部的内部或者外部，可以向收容部内注入空气或者氧气；及
锌-空气电池部，其位于所述收容部内的一个领域，包括至少一个以上供给空气或者氧气时产生电的锌-空气单体电池。
2.根据权利要求1所述的锌-空气电池模块，其特征在于，
所述收容部是硬壳体形态。
3.根据权利要求1所述的锌-空气电池模块，其特征在于，
所述收容部是柔性(flexible)膜形态。
4.根据权利要求1所述的锌-空气电池模块，其特征在于，
所述气体存储部维持关闭的状态，之后所述气体存储部由使用者的开放信号或者开放行为，排出空气或者氧气。
5.根据权利要求1所述的锌-空气电池模块，其特征在于，
所述气体存储部维持关闭的状态，之后所述气体存储部由从外部传达的电信号或者物理压力开放，排出空气或者氧气。
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