CN110085950B - 适用于金属空气电池的电池结构及其电池组结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于金属空气电池的电池结构及其电池组结构，包括：壳体和壳盖；所述壳体包括：框架，所述框架的一侧设置有正极极耳和金属片负极；电极，所述电极包括第一电极和第二电极，分别设置于所述框架的两侧；所述壳盖包括：正极极耳连接件，与所述正极极耳可拆卸连接；负极极耳，贯穿设置于所述壳盖上，且在所述盒盖与所述壳体连接状态下，所述负极极耳的一端与所述金属片负极接触，所述负极极耳的另一端开孔，所述孔内可拆卸连接有负极极耳连接件。本发明结构简单，金属空气电池及其电池组结构均易于拆装，具备良好的保水性和气密性，金属空气电池之间可实现灵活串并联。

Description

适用于金属空气电池的电池结构及其电池组结构
技术领域
本发明涉及电学技术领域，具体地，涉及适用于金属空气电池的电池结构及其电池组结构。
背景技术
随着全球经济发展，环境污染，能源枯竭问题日益严重。开发可再生能源和能量的转换储存技术显得十分重要。在储能应用的新兴电池技术中，金属空气电池使用取之不尽的大气氧作为活性阴极材料，是一种很有前途的传统电源技术替代品。由于金属空气电池的第一电极是一个气、固、液的三相反应界面，对金属空气电池的防漏、气密性有较高要求。
正如公开号为：CN1262035C的发明专利公开的一种“空气供氧的燃料电池组”，当下金属空气电池结构设计不完善，通常使用螺栓将第一电极固定在壳体上，存在较大的人为误差，容易产生由于固定点受力不均匀导致的漏液现象。而目前对于无螺栓的电池结构设计对第一电极、锌电极的固定方式没有明确介绍，在实际使用过程中通常使用胶水固定第一电极，不仅耗时、人为误差明显，而且使得电池的第一电极拆装不方便。此外，在当下金属空气电池的电极引出端和盖体之间存在缝隙，电池气密性不佳，容易导致电解液的损失。所以急需发明一种易拆装、具备良好的保水性和气密性、可实现灵活串并联的金属空气电池结构。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于金属空气电池的电池结构及其电池组结构。
根据本发明提供的一种适用于金属空气电池的电池结构，包括：壳体和壳盖；
所述壳体包括：
框架1，所述框架1的一侧设置有正极极耳2和金属片负极3；
电极，所述电极包括第一电极4和第二电极5，分别设置于所述框架1的两侧；
所述壳盖包括：
正极极耳连接件6，与所述正极极耳2可拆卸连接；
负极极耳7，贯穿设置于所述壳盖上，且在所述盒盖与所述壳体连接状态下，所述负极极耳7的一端与所述金属片负极3接触，所述负极极耳7的另一端开孔，所述孔内可拆卸连接有负极极耳连接件71。
较佳的，所述壳体还包括：
压片8，分别设置于所述第一电极4和所述第二电极5的外侧，与所述框架1连接；所述压片上设置有连接点，用以使相邻的电池结构相互连接。
较佳的，所述正极极耳2包括螺栓正极极耳，所述正极极耳连接件6包括正极极耳螺母，所述正极极耳螺母螺接在所述螺栓正极极耳上。
较佳的，所述壳体和所述壳盖上设置有固定组件，所述固定组件包括固定螺栓9和固定螺母10。
较佳的，所述正极极耳2与所述框架1的连接处设置有金属夹片11。
较佳的，所述框架上还设置有进液口和出液口。
较佳的，所述电极与所述框架之间设置有密封圈12。
较佳的，所述负极极耳与所述壳盖一体成型。
较佳的，所述金属片负极呈工字形，所述金属片负极上设置有密封圈13，所述密封圈13设置于所述工字形的两个凹口内。
本发明还提供一种基于上述适用于金属空气电池的电池结构的电池组结构，不同所述金属空气电池之间的极耳通过导电件电连接，所述导电件的端部通过所述正极极耳连接件固定在所述正极极耳上，或者通过所述负极极耳连接件固定在所述负极极耳上。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明结构简单，金属空气电池及其电池组结构均易于拆装，具备良好的保水性和气密性，金属空气电池之间可实现灵活串并联。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的适用于金属空气电池的电池结构爆炸图；
图2为基于本发明电池结构的电池组结构示意图；
附图标记：
1-框架；2-正极极耳；3-金属片负极；4-第一电极；5-第二电极；6-正极极耳连接件；7-负极极耳；8-压片；9-固定螺栓；10-固定螺母；11-金属夹片；12-密封圈；13-密封圈；14-硅胶塞；71-负极极耳连接件；72-金属横向串联条；73-金属并联条；74-金属纵向串联条；75-金属并联条；76-连接点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供的一种适用于金属空气电池的电池结构，包括可拆卸连接的壳体和壳盖两个部分。
壳体包括：
框架1，框架1的一侧设置有正极极耳2和金属片负极3；
电极，电极包括第一电极4和第二电极5，分别设置于框架1的两侧；
压片8，分别设置于第一电极4和第二电极5的外侧，与框架1连接，压片的作用是用于固定第一电极4和第二电极5，压片8与框架1上可以对应开设卡口，以便于连接固定。在图1中，压片和框架间是通过卡槽滑动连接，连接时压片从框架下方进入，滑移到框架上端固定，这样做的好处是压片不会被壳体内部的力弹开。为了防止压片下滑，框架上端设有与压片对应的凹凸点。其实这只是压片的一种连接方式，为了起到防漏水效果，本领域技术人员还可以采用其他连接方式。电极与框架之间设置有密封圈12，密封圈12的大小与框架1的内部边缘相匹配，起到保水气密作用。压片8上设置有两个连接点76，用以使相邻的电池结构相互连接固定。具体的，两个连接点一个呈凸起状，另一个呈适配的凹陷状，使纵向相邻的两个电池结构连接固定。
在本实施例中，以空气金属电池为例，第一电极4为空气电极，第二电极5为金属电极，正极极耳2采用螺栓正极极耳，正极极耳连接件6采用正极极耳螺母，正极极耳螺母螺接在螺栓正极极耳上。如此，螺栓正极极耳和正极极耳螺母作为壳体和壳盖的一对固定组件，而壳体和壳盖还包括另一对固定组件，从而牢固固定，另一对固定组件包括固定螺栓9和固定螺母10。
壳盖包括：
正极极耳连接件6，与正极极耳2可拆卸连接；
负极极耳7，贯穿设置于壳盖上，且在盒盖与壳体连接状态下，负极极耳7的一端通过自身的弹力与金属片负极3紧密接触，负极极耳7的另一端开孔，孔内可拆卸连接有负极极耳连接件71。如图2所示，负极极耳连接件71同样也可采用螺栓螺母结构，为了便于区分正负极，正极极耳螺母的尺寸与负极极耳螺母的尺寸或颜色可设置为不同。
由于正极极耳2的体积较小，为了使第一电极4与螺栓正极极耳充分接触，在正极极耳2与框架1的连接处设置有金属夹片11，用于夹住第一电极4使其与正极极耳2充分接触。
框架1上还设置有进液口和出液口，作为非液流电池使用时可使用对应大小的硅胶塞14堵住。
负极极耳7与壳盖一体成型，其间不存在任何缝隙，起到了气密防挥发作用。
金属片负极3呈工字形，金属片负极3上设置有密封圈13，密封圈13设置于工字形的两个凹口内，起到保水气密作用。
此外，在每个螺母处都配备金属垫圈。
如图2所示，本发明还提供一种基于上述金属空气电池的电池组结构，不同金属空气电池之间通过框架1上开设的连接孔相互固定的同时，极耳通过导电件电连接。
在上述实施例中，正极极耳连接件和负极极耳连接件均为螺母结构，因此，导电件的端部通过正极极耳连接件固定在正极极耳上，或者通过负极极耳连接件固定在负极极耳上。
1、电池纵向串联时，使用固定长度的金属纵向串联条74串联，串联条两侧开孔，可通过螺母固定在正负极极耳上。
2、电池纵向并联时，再使用固定长度的金属并联条73、75别连接正负极，并联条可通过螺母固定在正负极极耳上。
3、电池横向串联时，可使用固定长度的金属横向串联条72串联，实现电池组的横向拓展。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种适用于金属空气电池的电池结构，其特征在于，包括：壳体和壳盖；
所述壳体包括：
框架，所述框架的一侧设置有正极极耳和金属片负极；
电极，所述电极包括第一电极和第二电极，分别设置于所述框架的两侧；
所述壳盖包括：
正极极耳连接件，与所述正极极耳可拆卸连接；
负极极耳，贯穿设置于所述壳盖上，且在所述壳盖与所述壳体连接状态下，所述负极极耳的一端与所述金属片负极接触，所述负极极耳的另一端开孔，所述孔内可拆卸连接有负极极耳连接件；
所述壳体还包括：
压片，分别设置于所述第一电极和所述第二电极的外侧，与所述框架连接；所述压片上设置有连接点，用以使相邻的电池结构相互连接；
所述正极极耳包括螺栓正极极耳，所述正极极耳连接件包括正极极耳螺母，所述正极极耳螺母螺接在所述螺栓正极极耳上；
所述金属片负极呈工字形，所述金属片负极上设置有密封圈，所述密封圈设置于所述工字形的两个凹口内。
2.根据权利要求1所述的适用于金属空气电池的电池结构，其特征在于，所述壳体和所述壳盖上设置有固定组件，所述固定组件包括固定螺栓和固定螺母。
3.根据权利要求1所述的适用于金属空气电池的电池结构，其特征在于，所述正极极耳与所述框架的连接处设置有金属夹片。
4.根据权利要求1所述的适用于金属空气电池的电池结构，其特征在于，所述框架上还设置有进液口和出液口。
5.根据权利要求1所述的适用于金属空气电池的电池结构，其特征在于，所述电极与所述框架之间设置有密封圈。
6.根据权利要求1所述的适用于金属空气电池的电池结构，其特征在于，所述负极极耳与所述壳盖一体成型。
7.一种如权利要求1至6任意一项所述的适用于金属空气电池的电池结构的电池组结构，其特征在于，不同所述金属空气电池之间的极耳通过导电件电连接，所述导电件的端部通过所述正极极耳连接件固定在所述正极极耳上，或者通过所述负极极耳连接件固定在所述负极极耳上。
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