CN109066019A - 一种自带液体的金属空气电池 - Google Patents

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Abstract

一种自带液体的金属空气电池，其能够自带液体，并能够即开即用，从而进一步发挥金属空气电池的优势和提高其使用体验。这种自带液体的金属空气电池，包括储液腔部分(1)、空气电池部分(2)、刺破装置；空气电池部分配置来产生电能并向外输出电能，在空气电池部分内部安装电芯(3)，电芯(3)接触液体后激活电池，电池产生电力；储液腔部分配置来向空气电池部分提供液体，储液腔部分设在空气电池部分的上方，储液腔部分和空气电池部分之间设有膜(6)，膜(6)将灌注的液体密封于储液腔(4)的内部；刺破装置配置来当需要电池产生电力时将膜刺破，从而使液体接触电芯。

Description

一种自带液体的金属空气电池
技术领域
本发明涉及新能源电池的技术领域，尤其涉及一种自带液体的金属空气电池。
背景技术
金属空气电池(即燃料金属空气电池)是以空气中的氧为正极活性物质，以金属为负极活性物质，以导电溶液(例如，水)为电解液，在催化剂的催化作用下发生化学反应而产生电能的一种化学电源。
金属空气电池具有很多独特的优势，其燃料为金属材料，如铝、镁、锌，以及锂、钠等金属；因为燃料铝、镁、锌储量很丰富，金属空气电池资源可足量供应。正极活性物质是空气中的氧气，电池本身不用携带，电池所携带的能量大小由负极金属的量决定，使得该种电池的实际比能量能够达到350Wh/kg以上(目前锂离子电池为100Wh/kg)，有极大的性能优势。反应后的产物，可以利用风能、太阳能、水能等清洁能源或者电能富裕地区的电能重新电解氧化铝(或氢氧化镁)变为金属，然后再次安装到金属空气电池放电，驱动电动车。这样就可以实现集中大规模的生产，可以减少污染，减少排放，并且可以实现集中供电，分散使用，将成本较低的电能转移到电能成本高的地方使用，将电能从能源易于获得的地方转移到能源难以获得的地方使用。可以真正实现无污染零排放的全新汽车生活。过程中实现了无污染，零排放的绿色能源循环利用，金属空气电池在世界范围内日益引起重视。
目前大多数的金属空气电池都是需要用加注水或者电解液等液体才能激活电池，让电池产生电力，但是这种电池在极端缺水的环境下较难使用，同时在紧急情况下，即便身处水源丰富的场所，但是短时间内也存在难以提供或收集水液的问题，因此这样的产品设计较为麻烦和不便。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种自带液体的金属空气电池，其能够自带液体，并能够即开即用，从而进一步发挥金属空气电池的优势和提高其使用体验。
本发明的技术方案是：这种自带液体的金属空气电池，包括储液腔部分(1)、空气电池部分(2)、刺破装置；
空气电池部分配置来产生电能并向外输出电能，在空气电池部分内部安装电芯(3)，电芯(3)接触液体后激活电池，电池产生电力；
储液腔部分配置来向空气电池部分提供液体，储液腔部分设在空气电池部分的上方，储液腔部分和空气电池部分之间设有膜(6)，膜(6)将灌注的液体密封于储液腔(4)的内部；
刺破装置配置来当需要电池产生电力时将膜刺破，从而使液体接触电芯。
本发明的储液腔部分内灌注液体，膜将灌注的液体密封于储液腔的内部，储液腔部分设在空气电池部分的上方，当需要电池产生电力时刺破装置将膜刺破，从而使液体接触电芯，因此这种自带液体的金属空气电池能够自带液体，并能够通过简单的操作注入液体，使电池能够顺利激活并使用，从而进一步发挥金属空气电池的优势和提高其使用体验。
附图说明
图1是根据本发明的自带液体的金属空气电池的一个优选实施例的外观示意图。
图2是图1的自带液体的金属空气电池的内部结构示意图。
图3是根据本发明的自带液体的金属空气电池的另一个优选实施例的外观示意图。
图4是图3的自带液体的金属空气电池的内部结构示意图。
具体实施方式
如图1-4所示，这种自带液体的金属空气电池，包括储液腔部分1、空气电池部分2、刺破装置；
空气电池部分配置来产生电能并向外输出电能，在空气电池部分内部安装电芯3，电芯3接触液体后激活电池，电池产生电力；
储液腔部分配置来向空气电池部分提供液体，储液腔部分设在空气电池部分的上方，储液腔部分和空气电池部分之间设有膜6，膜6将灌注的液体密封于储液腔4的内部；
刺破装置配置来当需要电池产生电力时将膜刺破，从而使液体接触电芯。
本发明的储液腔部分内灌注液体，膜将灌注的液体密封于储液腔的内部，储液腔部分设在空气电池部分的上方，当需要电池产生电力时刺破装置将膜刺破，从而使液体接触电芯，因此这种自带液体的金属空气电池能够自带液体，并能够通过简单的操作注入液体，使电池能够顺利激活并使用，从而进一步发挥金属空气电池的优势和提高其使用体验。
优选地，如图1、2所示，在储液腔部分1的液体通过通水孔7进入空气电池部分2，通水孔的内壁71呈圆锥状，从储液腔部分1向空气电池部分2渐扩。这样的设计能够最大限度地防止液体流失到空气电池部分的外部，使液体能够被电芯3充分吸收。
更进一步地，如图2所示，所述刺破装置为在储液腔的内部放置的刺头5，当有外力作用使得储液腔的内部空间发生变化时，刺头5在发生位移的情况下刺穿膜6，储液腔内部的液体通过挤压或自然流出，通过通水孔7进入空气电池部分，进而激活电芯。这样能够充分实现空气电池的即开即用，大大提升金属空气电池的用户体验感，有利于其快速推广。
更进一步地，如图1所示，所述储液腔部分1为具有一开口的容器，容器的外壁具有多个依次间隔设置的凸出部和凹陷部，且所述凸出部和凹陷部均呈圆柱状，该折叠容器折叠后，所述凹陷部折叠至相邻的凸出部之间。这样的设计使得该金属空气电池在使用过程中整体体积大大缩小。而且由于具有开口，所以可以在第一次将液体注入空气电池部分之后，还可以根据需要继续通过开口灌注液体，从而使该金属空气电池的空气电池部分被更加充分地利用，节约了成本。
更进一步地，所述容器的材质为硅胶。硅胶材料更加环保。当然也可以采用其它材质的软性物质，例如塑料等，只要该物质有变形能力且不会与所灌注液体发生化学反应即可。
更进一步地，所述开口通过瓶盖密封，瓶盖与开口通过螺纹连接。采用这种结构的好处如下：
1、可以根据需要来多次通过开口灌注液体，从而使该金属空气电池的空气电池部分被更加充分地利用，节约了成本。
2、加工成本低廉，密封性能好。
3、当需要外力作用使得储液腔的内部空间发生变化时，由于瓶盖的表面积更小，所以只需要使用一个较小的力就能够产生足够大的压强，从而更加容易地推动储液腔部分。
4、瓶盖的位置可用来固定刺针。
或者，不设置瓶盖，在所述储液腔部分1的顶面设置一个凸起部，同时凸起部用来放置刺针，当需要外力作用使得储液腔的内部空间发生变化时，由于凸起部的表面积更小，所以只需要使用一个较小的力就能够产生足够大的压强，从而更加容易地推动储液腔部分。
另外一种技术方案如图3、4所示，所述储液腔部分1与膜6结合为一体，储液腔部分安装在空气电池部分的上部腔体内侧，在空气电池部分的上部安装有固定销8，固定销8通过空气电池部分的上部腔体的侧壁插入在储液腔对应的外壁凹槽内，使得储液腔的上下位置固定。这样的结构设计使得制造更加容易，液体密封性能更好。当需要使用电池时，拔开固定销8，使得储液腔部分因为外力作用而向空气电池部分移动，通过刺破装置将储液腔部分的底部刺破，使液体流出与电芯接触，使电池能够顺利激活并使用。
更进一步地，如图4所示，所述刺破装置是在空气电池部分的上部的刺针9。当需要使用电池时，拔开固定销8，使得储液腔部分因为外力作用而向空气电池部分移动，通过刺针9将储液腔部分的底部刺破，使液体流出与电芯接触，使电池能够顺利激活并使用。当然，刺针还可以设置在其它位置，例如空气电池部分的上部的侧壁处，只要能够将储液腔部分的底部刺破即可。
更进一步地，如图4所示，所述刺针9的侧壁上分布有放气槽10，放气槽的形状为矩形或半圆形等，并且贯穿刺针的侧壁。因为储液腔内部液体流出时产生了负压，需要与大气相通，从而保证液体能够持续流入电池腔，这个原理类似于饮水机或者输液瓶。放气槽的数量可以为多个，外观上也可以为各种形状。
另外，如图4所示，刺针9的形状为具有尖锐顶端的封闭的环形柱体。在环形柱体的外侧设计有放气槽10，放气槽能够平衡腔体内部与外界的压力，使得液体能够顺利地流入电池腔。
更进一步地，所述储液腔部分1为无开口的容器，液体装入容器后通过膜6密封。这样加工制造容易，成本低廉，在设计时预先考虑好电芯所需液体体积，直接灌注到容器中即可。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种自带液体的金属空气电池，其特征在于：该自带液体的金属空气电池包括储液腔部分(1)、空气电池部分(2)、刺破装置；
空气电池部分配置来产生电能并向外输出电能，在空气电池部分内部安装电芯(3)，电芯(3)接触液体后激活电池，电池产生电力；
储液腔部分配置来向空气电池部分提供液体，储液腔部分设在空气电池部分的上方，储液腔部分和空气电池部分之间设有膜(6)，膜(6)将灌注的液体密封于储液腔(4)的内部；
刺破装置配置来当需要电池产生电力时将膜刺破，从而使液体接触电芯。
2.根据权利要求1所述的自带液体的金属空气电池，其特征在于：
在储液腔部分(1)的液体通过通水孔(7)进入空气电池部分(2)，
通水孔的内壁(71)呈圆锥状，从储液腔部分(1)向空气电池部分(2)渐扩。
3.根据权利要求1或2所述的自带液体的金属空气电池，其特征在于：所述刺破装置为在储液腔的内部放置的刺头(5)，当有外力作用使得储液腔的内部空间发生变化时，刺头(5)在发生位移的情况下刺穿膜(6)，储液腔内部的液体通过挤压或自然流出，通过通水孔(7)进入空气电池部分，进而激活电芯。
4.根据权利要求3所述的自带液体的金属空气电池，其特征在于：
所述储液腔部分(1)为具有一开口的容器，容器的外壁具有多个依次间隔设置的凸出部和凹陷部，且所述凸出部和凹陷部均呈圆柱状，
该折叠水壶折叠后，所述凹陷部折叠至相邻的凸出部之间。
5.根据权利要求4所述的自带液体的金属空气电池，其特征在于：
所述容器的材质为硅胶。
6.根据权利要求5所述的自带液体的金属空气电池，其特征在于：
所述开口通过瓶盖密封，瓶盖与开口通过螺纹连接。
7.根据权利要求1或2所述的自带液体的金属空气电池，其特征在于：所述储液腔部分(1)与膜(6)结合为一体，储液腔部分安装在空气电池部分的上部腔体内侧，在空气电池部分的上部安装有固定销(8)，固定销(8)通过空气电池部分的上部腔体的侧壁插入在储液腔对应的外壁凹槽内，使得储液腔的上下位置固定。
8.根据权利要求7所述的自带液体的金属空气电池，其特征在于：
所述刺破装置是在空气电池部分的上部的刺针(9)。
9.根据权利要求8所述的自带液体的金属空气电池，其特征在于：
所述刺针(9)的侧壁上分布有放气槽(10)，放气槽的形状为矩形或半圆形，并且贯穿刺针的侧壁。
10.根据权利要求9所述的自带液体的金属空气电池，其特征在于：
所述储液腔部分(1)为无开口的容器，液体装入容器后通过膜(6)密封。
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