CN201311958Y - 滑动式金属空气电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种滑动式金属空气电池，其由一电池本体，一滑盖，及一电源传输组件所组合而成。其中，该滑动式金属空气电池的第一实施例是将滑盖于电池本体上滑动，而第二实施例则是将电池本体于滑盖内滑动，使该电池本体的多个通气孔是否被滑盖所遮蔽，以及该电池本体的接极片是否被滑盖的接触弹片所接触，用以判定该滑动式金属空气电池处于供电或未供电状态，以避免电池在未负载使用时，不致受到外部空气湿度的影响；以及避免该电池本体内一个或以上的电池单体间形成电流，从而增加该滑动式金属空气电池的使用寿命。

Description

滑动式金属空气电池

技术领域

本实用新型涉及一种金属空气电池，例如锌-空气电池，尤指一种滑动式金属空气电池，其至少一表面所开设的多个通气孔可为一盖体遮蔽或开启，用以控制反应气体的进出与电源的切断或供应。

背景技术

一般可携式电子装置，例如个人数字助理(PDA)、数字照相机(DSC)、数字摄影机(DV)、笔记本型计算机(NB)或行动电话(Cellular Phone)...等可携式电子装置，是使用可充电式电池作为电源的供应，使所述电子装置使用时不受时间或空间限制，而具有高度的机动性。

可携式电子装置的可充电式电池的电容量较少，且其电容量会随着使用次数的递增而逐渐消耗殆尽。故可携式电子装置的缺点在于，必须视可充电式电池的电容量状况判断是否要立即进行充电。若所处的时间或空间不允许该可携式电子装置可立即充电时，则该可携式电子装置即受限于电源问题而不能再继续使用。

例如美国第6,709,784号专利案即揭示一种供行动电话紧急充电使用的备用充电电池，当行动电话的可充电式电池的电容量即将用尽时，可使用该备用充电电池对行动电话进行紧急充电，以延长行动电话保持待机、通话功能的使用时间。

目前民间的可携式电源供应装置均在一电池匣(盒)置入碱性或镍氢电池，该碱性或镍氢电池相对于金属，例如锌空气电池能量密度较低，若为了提高电容量则需要使用较大型的电池或将电池并联数增加，以致造成该电池匣的重量增加、体积变大且占用空间，而不具可携带的便利性。此外，该可携式电源供应装置设计均采用需替换电池的电池匣，当电池耗尽后，需另外购买电池替换，以致作为紧急充电的成本相对较高，并非一有效的解决方案。

因此，本案申请人曾提出中国台湾专利公告第M320249号的可携式电源供应装置专利案，以克服现有技术以碱性或镍氢电池作为可携式电源供应装置的诸多缺点，该案是由一壳体，一锌空气电池模块，及一电源传输接口所组成。由于金属空气电池表面开设多个通气孔，而容易受外界空气湿度的影响，使金属空气电池内部电解液浓度变化，进而造成电池自行放电而产生氢气、电压下降与电容量下降的缺点。此外，金属空气电池于未使用、无负载的状态下，开环(open circuit)串联或并联，容易因个别电池单体间的电压差，而产生电流，因此，容易发生电池内部触媒失去活性，或反应活性物质的损失，而亟待相关业者的改善。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型申请人本于从事新能源电池，尤其是金属空气电池设计及产销的经验，期能克服金属空气电池所开设的多个通气孔，持续地将空气中的氧气引入电池内部进行反应，进而造成电池放电、电压下降与电容量下降的缺点，经再三实验与测试，进而发展出本实用新型的滑动式金属空气电池。

本实用新型主要目的在于提供一种滑动式金属空气电池，其通过滑动方式，使电池本体所开设的多个通气孔可为一盖体遮蔽或开启，以避免电池在未负载使用时，不致受到外部空气湿度的影响。

本实用新型次要目的在于提供一种滑动式金属空气电池，其通过滑动方式，使电池本体内部的一个或以上的电池单体形成串联或并联电路，或者为无连接状态，以避免电池单体间形成电流。

为达成前述的目的，本实用新型所采取的技术手段是提供一种滑动式金属空气电池，其包括：

一电池本体，其由一个或以上的金属空气电池单体装设于至少一盒体所构成，该盒体至少一表面开设多个通气孔，而各电池单体的空气电极及金属电极分别连接一接极片，其中两电池单体的一对接极片的接触部隔开地设于盒体的适当位置，其余的接极片则位于盒体前方所形成的一接口内，用以形成一串联或并联电路，另于该盒体的前、后端分别设有一凸缘部；

一滑盖，为一断面对应盒体的管体，其套设于该盒体前、后凸缘部之间，该滑盖对应所述通气孔位置，相对开设多个通气孔，且对应该对接极片的接触部内壁固设一接触弹片；

一电源传输组件，其具有一嵌插部插入该接口，使内部的接触端子与对应的接极片接触后形成电气连接，且所述接触端子耦接一连接器；

通过将滑盖于电池本体上推移，使其端部抵住电池本体的一凸缘部，而令进气孔与通气孔彼此相对而相通，使空气通过所述孔洞，而进入各电池单体内部，以便通过空气电极的反应而产生电能；且该滑盖的接触弹片因触及该两电池单体的一对接极片的接触部，而将电路接通。

本实用新型所采取的另一技术手段是提供一种滑动式金属空气电池，其包括：

一电池本体，其由一个或以上的金属空气电池单体装设于至少一盒体所构成，该盒体至少一表面开设多个通气孔，而各电池单体的空气电极及金属电极分别连接一接极片，用以形成一串联或并联电路，另于该盒体的适当位置设有至少一凸缘部；

一滑盖，由一上盖及一下盖对接成一盖体，以便将该电池本体包覆其内，该盖体对应盒体的凸缘部开设凹槽部，其长度大于该凸缘部，并将的容置于其内，该滑盖对应所述通气孔位置，相对开设多个通气孔，且前端内壁对应所述多个接极片位置固设多个接触弹片，并开设一接口；

一电源传输组件，由一转接器耦接于该电池本体的一对未与接触弹片相对的接极片，以形成连动，且该转接器前方耦接一连接器，且该连接器正队于该滑盖的接口；

通过将电池本体于滑盖内推移，使其凸缘部抵住滑盖的凹槽部前端，而令进气孔与通气孔彼此相对而相通，使空气通过所述孔洞，而进入各电池单体内部，以便通过空气电极的反应而产生电能；且该电池本体前端的多个接极片触及该滑盖前端内壁预设的接触弹片，而将电路接通，使该连接器伸出该滑盖的接口。

经由本实用新型的实施，其所增益的功效在于：

(1)该电池本体由一个或以上的电池单体装设于盒体，因每个电池单体为彼此分隔，以致在组装成电池本体时，同时完成内部全部电池单体的组合，以节省空间及材料。

(2)该电池本体与滑盖相对开设通气孔及进气孔，当推动滑盖或电池本体，使其与电池本体或滑盖的孔洞相对而相通时，除形成电路的接通外，同时使空气通过所述孔洞进入各电池单体内部，以便通过空气电极的反应，而产生电能，可避免电池本体于未负载使用时，受到外部空气湿度的影响。

(3)当推动滑盖或电池本体，使其与电池本体或滑盖通过接极片与接触弹片形成电路接通时，亦将电池本体内部的多个电池单体形成串联或并联电路，方可开始供电；而未推动至正确位置时，所述电池单体并未形成连接，可避免电池单体间形成电流，从而增加电池本体的使用寿命，诚为同类物品前所未见的一大佳构。

附图说明

图1为本实用新型金属空气电池第一实施例的立体分解图。

图2为图1所示电池单体与盒体的立体分解图。

图3为图1所示电池本体与滑盖结合后的立体图。

图4为图1所示金属空气电池组立后的立体图。

图5为图4所示金属空气电池处于未供电状态的示意图。

图6为图4所示金属空气电池处于供电状态的示意图。

图7为本实用新型金属空气电池第二实施例的立体分解图。

图8为图7所示金属空气电池组立后的立体图。

图9为图8所示金属空气电池处于未供电状态的示意图。

图10为图8所示金属空气电池处于供电状态的示意图。

具体实施方式

为进一步揭示本实用新型的具体技术内容，首先请参阅图式，其中：如图1至图4所示，本实用新型的滑动式金属空气电池由一电池本体1，一滑盖2，及一电源传输组件3所组合而成。

其中，电池本体1依据所欲输出电压，而在一盒体11内设有一个或以上的金属空气电池单体12，以下简称为电池单体。如图2所示，该两电池单体12平行排列于一盒体11内，各电池单体12由一碳粉所制备的空气电极13，一由高分子，例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、PE/PP等、或固态高分子电解质，例如聚乙烯醇(PVA)、聚氧化乙烯(PEO)等、或不织布所形成的隔离膜14，一固定架15，及一金属电极16所构成。

电池单体12组立于盒体11时，是将作为阴极的空气电极13设于盒体11内面，为使空气得以进入盒体11内部，以便通过该空气电极13的反应而产生电能，是以，该盒体11外表面开设多个通气孔111，而该空气电极13延伸一接榫131，以便套接于该盒体11前方内壁所形成的榫槽112，以利于定位。其中，该盒体11内壁为区隔毗邻的电池单体12，故两者间突设一隔榫113，并分别形成一容室114，以便供各电池单体12的容置与定位。

隔离膜14铺设于空气电极13之上，其可避免空气电极13与金属电极16的正、负极接触，而引发短路，但氧气通过空气电极13的氢氧根离子(OH-)可通过隔离膜14到达金属电极16，而产生氧化放电反应。

固定架15尺寸等同于容室114，以便嵌置其内，并压掣该隔离膜14与空气电极13。如图2所示，该固定架15一侧形成一片槽151，以便供一金属电极16的导电片162定位。

金属电极16为包含金属粉末的金属凝胶161。例如锌凝胶、含有电解液的金属板、含有电解液的金属片、或含有电解液的多孔金属发泡绵装填于封闭该容室114的封盖17与隔离膜14之间，以作为阳极，其与该导电片162形成接触。

封盖17结合于盒体11开口，并将之封闭，其前方形成一接口171，以供多个接极片18的容置。

多个接极片18分别连接于各电池单体12的空气电极13与金属电极16，使其分别带有正电及负电。如图2所示，其中一接极片18的接触部181侧向固设于盒体11侧壁的容置槽115内，其功能容后再叙。

如图1所示，该电池本体1由两盒体11对接而成，且各盒体11具有两电池单体12。为提供该两盒体11的对接，是以，该两盒体11接合面前、后端相对设有至少一扣勾116及至少一扣槽117，并将扣勾116扣接于扣槽117内，即可使两盒体11结合为一电池本体1，其上、下盒体11前方具有多个接极片18的设置与伸出。

再者，为使滑盖2得以在电池本体1间呈直线往复滑动，是以，该电池本体1两侧面各设有一长形凹部118，其两端分别形成一凸缘部119。

滑盖2由一上盖21及一下盖22对接而成，例如两盖体两侧接合面相对设有至少一卡勾23及至少一勾槽24，以便两者扣接后，可将该滑盖2形成一断面对应盒体1的管体，并套接于该电池本体1两侧的凹部118，并以前、后凸缘部119作为滑动的止限。该滑盖2一侧面前端内壁对应该呈上、下排列的两接极片18的接触部181位置固设一接触弹片25，且该滑盖2顶、底面对应该电池本体1顶、底面多个通气孔111位置相对开设多个进气孔26。此外，该滑盖2的顶、底面突设多个凸粒27，而有助于推动滑盖2于电池本体1上呈直线往复滑动，同时，所述凸粒27可使电池本体1与放置物，例如桌面、皮包相隔开，避免进气孔26被放置物所遮蔽，使气体无法进入电池本体1的功能。

因此，当推动该滑盖2而触及前凸缘部119，使该接触弹片25连接该两接极片18的接触部181时，若两接极片18为正极与负极，则形成两电池单体12的串联；反之，若两接极片18同为负极或正极，则形成两电池单体12的并联，但此为现有技术的转用，在此不拟赘述。此时，所述进气孔26则与电池本体1的通气孔111彼此对齐相通，使空气中的氧气得以通过进气孔26与通气孔111，以便就由该空气电极13的反应，而产生电能。如图3所示，该电池本体1与滑盖2结合后，其前方接口171内突伸两列彼此相对且平行的六片接极片18，所述接极片18依所欲输出电压，而采用串联或并联电路的配置。

如图1、图3及图4所示，该电源传输组件3对应该接口171具有一突出的嵌插部31，其内部对应前述的多个接极片18设有接触端子32，以便插接后形成电气连接。所述接触端子32可直接耦接一连接器33，以便对电子装置，例如行动电话的可充电电池直接进行充电，或直接供电给该电子装置。事实上，所述接触端子32亦可耦接于一电路板(习知未予以图标)，其具有指示组件34，例如LED灯的设置，用以作为电源的断通显示及该电池本体1的电容量指示。

尤其是，该电源传输组件3与电池本体1结合时，为避免误插(防呆)，因此，该嵌插部31上方突设一阶级部311，其表面设有一弹性扣勾35，该弹性扣勾35则为后方的按压键36所控制，而得以下沉或弹起。而该电池本体1的接口171对应该阶级部311形成一缺口172；当该嵌插部31及阶级部311一同插入接口171及缺口172内时，该弹性扣勾35卡扣于缺口172内壁，使两者不易脱离。当按压该按压键36，使该弹性扣勾35下沉，即可轻松地将电池本体1与电源传输组件3分离。

如图4及图5所示，为本实用新型电池本体未供电的示意图，该滑盖2后端邻接于电池本体1的后凸缘部119，使滑盖2将电池本体1的通气孔111完全封闭，用以隔绝空气进入各电池单体12内部，以减少空气电极13的反应；且该滑盖2前端侧面的接触弹片25因无法触及该电池本体1的两电池单体12的接极片18，使电路无法接通，用以避免电池单体12间形成电流。

如图6所示，为本实用新型电池本体供电的示意图，当使用者将滑盖2前推，使其前端抵住电池本体1的前凸缘部119，而令滑盖2的进气孔26与电池本体1的通气孔111彼此相对而相通，此时，空气通过所述孔洞，而进入各电池单体12内部，以便通过空气电极13的反应，而产生电能；而该滑盖2前端侧面的接触弹片25因触及该电池本体1的两电池单体12的接极片18，而将电路接通，使该电源传输组件3的电源、电容量的指示组件34点亮，使用者即可将该连接器33与电子装置连接，以供应电源，进而成为一种可携式电源供应装置。

如图7至图10所示，乃本实用新型滑动式金属空气电池的另一实施例示意图，其与前述的实施例在于，该第一实施例将滑盖于电池本体上滑动，而本实施例则是将电池本体于滑盖内滑动，以作为通气孔是否被遮蔽，以及接触弹片与电池本体的接极片是否接触的依据。

如图7所示，本实施例的滑动式金属空气电池亦由一电池本体4，一滑盖5，及一电源传输组件6所组合而成。

该电池本体4结构与前述实施例相同，亦即由一个或以上的电池单体设于一盒体41内，前已述及，各电池单体42是由一碳粉所制备的空气电极，一由高分子，例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、PE/PP等、或固态高分子电解质，例如聚乙烯醇(PVA)、聚氧化乙烯(PEO)等、或不织布所形成的隔离膜，一固定架，及一金属电极所构成，故在此不拟赘述。该盒体41顶部是通过一封盖43予以封闭，并将各接极片44与各电池单体42的空气电极及金属电极相连接，而外露于盒体41前端。

接着，将两盒体41对接结合，而成为一电池本体4，其顶、底面具有多个通气孔411，且适当位置设有凸缘部，例如电池本体4顶、底面相对突设一对推键412，而两侧面中段亦相对突设一凸键413，以便与滑盖5形成直线滑移的限制。

滑盖5是由一上盖51及一下盖52对接而成，使该滑盖5形成一盖体，该滑盖5长度大于电池本体4，且对应前述的上、下推键412及两侧面的一对凸键413位置分别形成一凹槽部，例如滑槽53及盖槽54，以便将该电池本体4套设于滑盖5内，且推键412及凸键413分别容置于滑槽53及盖槽54内。该滑盖5顶、底面对应该电池本体4顶、底面的多个通气孔411位置相对开设多个进气孔55。再者，该滑盖5前端内壁对应所述多个接极片44位置固设多个接触弹片56，并开设一接口57，该接口57外部为一接榫58所包覆。

电源传输组件6由一转接器61，例如电路板耦接于该电池本体5的一对未与接触弹片56相对设置的接极片44，以形成连动，该转接器61前方进一步耦接一连接器62，例如USB插头，但不以此为限，该连接器62端视客户的需求，而可选用不同类型的插头或插座，其可随着电池本体4的直线移动，而由滑盖5的接口57伸出或缩入。

如图8及图9所示，为本实用新型电池本体未供电的示意图，该电池本体4的推键412及凸键413后端邻接于滑盖5的滑槽53及盖槽54后端，使滑盖5将电池本体4的通气孔411完全封闭，用以隔绝空气进入各电池单体42内部，以减少空气电极的反应；且该电池本体4前端的各接极片44因无法触及该滑盖5前端内壁的接触弹片56，使电路无法接通，用以避免电池单体42间形成电流。

如图10所示，为本实用新型电池本体供电的示意图，当使用者将电池本体4通过推键412或凸键413前推，使其前端抵住滑盖5的滑槽53及盖槽54前端，而使滑盖5的进气孔56与电池本体4的通气孔411彼此相对而相通，此时，空气通过所述孔洞，而进入各电池单体42内部，以便通过空气电极的反应，而产生电能；而该电池本体4前端的多个接极片44触及该滑盖5前端内壁预设的接触弹片56，而将电路接通，且该连接器62伸出滑盖5的接口57，使用者即可将该连接器62与电子装置连接，以供应电源，进而成为一种可携式电源供应装置。

本实用新型所揭示的，乃较佳实施例的一种，凡是局部的变更或修饰而源于本实用新型的技术思想而为熟习该项技术的人所易于推知的，俱不脱本实用新型的专利权范畴。

Claims (17)

1.一种滑动式金属空气电池，其特征在于，包括：

一电池本体，其由一个或以上的金属空气电池单体装设于至少一盒体所构成，该盒体至少一表面开设多个通气孔，而各电池单体的空气电极及金属电极分别连接一接极片，其中两电池单体的一对接极片的接触部隔开地设于盒体的适当位置，其余的接极片则位于盒体前方所形成的一接口内，用以形成一串联或并联电路，另于该盒体的前、后端分别设有一凸缘部；

一滑盖，为一断面对应盒体的管体，其套设于该盒体前、后凸缘部之间，该滑盖对应所述通气孔位置，相对开设多个通气孔，且对应该对接极片的接触部内壁固设一接触弹片；

一电源传输组件，其具有一嵌插部插入该接口，使内部的接触端子与对应的接极片接触后形成电气连接，且所述接触端子耦接一连接器。

2.如权利要求1所述的滑动式金属空气电池，其特征在于，各金属空气电池单体包括：

一空气电极，由碳粉所制备而成，其装设于盒体的容室内，并邻接该盒体所开设的多个通气孔；

一隔离膜，由由高分子、固态高分子电解质、或不织布所形成的薄膜，其铺设于空气电极之上；

一固定架，为一中空框体，其嵌置于容室内，以压掣该隔离膜与空气电极；

一金属电极，为包含金属粉末的金属凝胶、含有电解液的金属板、含有电解液的金属片、或含有电解液的多孔金属发泡绵装填于封闭该容室的封盖与隔离膜之间，另将一导电片与金属凝胶相接触，其固设并穿越该固定架；

其中，该空气电极与金属接极的导电片各自与一接极片相连接。

3.如权利要求1所述的滑动式金属空气电池，其特征在于，该一个或以上的电池单体的一对接极片的接触部隔开地设于盒体的一侧面前端，而该滑盖对应该对接极片的接触部的侧面前端内壁固设一接触弹片。

4.如权利要求1所述的滑动式金属至气电池，其特征在于，该电池本体由两盒体对接而成，且各盒体内设有一个或以上的金属空气电池单体，其中两盒体接合面前、后端相对设有至少一扣勾及至少一扣槽，并将扣勾扣接于扣槽内而结合为一电池本体。

5.如权利要求4所述的滑动式金属空气电池，其特征在于，该盒体内的多个金属空气电池单体间是以隔榫将之隔开，并分别形成一容室，以便供各电池单体的容置与定位。

6.如权利要求1所述的滑动式金属空气电池，其特征在于，该盒体前、后端的凸缘部相对设于两侧面，其间则形成一长形凹部，以供滑盖的套设。

7.如权利要求1所述的滑动式金属空气电池，其特征在于，该滑盖由一上盖及一下盖对接而成，该两盖体两侧接合面相对设有至少一卡勾及至少一勾槽，将两者扣接后，该滑盖形成一断面对应盒体的管体。

8.如权利要求1所述的滑动式金属空气电池，其特征在于，该电源传输组件的嵌插部的多个接触端子与连接器间耦接于一电路板，其具有指示组件的设置，用以作为电源的断通显示及该电池本体的电容量指示。

9.如权利要求1所述的滑动式金属空气电池，其特征在于，该嵌插部上方突设一阶级部，其表面设有一弹性扣勾，该弹性扣勾为后方的按压键所控制，而得以下沉或弹起，而该电池本体的接口对应该阶级部形成一缺口；当该嵌插部与阶级部一同插入接口及缺口内时，该弹性扣勾卡扣于缺口内壁。

10.如权利要求1所述的滑动式金属空气电池，其特征在于，该滑盖的顶、底面突设多个凸粒。

11.一种滑动式金属空气电池，其特征在于，包括：

一电池本体，其由一个或以上的金属空气电池单体装设于至少一盒体所构成，该盒体至少一表面开设多个通气孔，而各电池单体的空气电极及金属电极分别连接一接极片，用以形成一串联或并联电路，另于该盒体的适当位置设有至少一凸缘部；

一滑盖，由一上盖及一下盖对接成一盖体，以便将该电池本体包覆其内，该盖体对应盒体的凸缘部开设凹槽部，其长度大于该凸缘部，并将之容置于其内，该滑盖对应所述通气孔位置，相对开设多个通气孔，且前端内壁对应所述多个接极片位置固设多个接触弹片，并开设一接口；

一电源传输组件，由一转接器耦接于该电池本体的一对未与接触弹片相对的接极片，以形成连动，且该转接器前方耦接一连接器，且该连接器正对于该滑盖的接口。

12.如权利要求11所述的滑动式金属空气电池，其特征在于，各金属空气电池单体其包括：

一空气电极，由碳粉所制备而成，其装设于盒体的容室内，并邻接该盒体所开设的多个通气孔；

一隔离膜，由高分子、或固态高分子电解质、或不织布所形成的薄膜，其铺设于空气电极之上；

一固定架，为一中空框体，其嵌置于容室内，以压掣该隔离膜与空气电极；

一金属电极，为包含包含金属粉末的金属凝胶、含有电解液的金属板、含有电解液的金属片、或含有电解液的多孔金属发泡绵装填于封闭该容室的封盖与隔离膜之间，另将一导电片与金属凝胶相接触，其固设并穿越该固定架；

其中，该空气电极与金属接极的导电片各自与一接极片相连接。

13.如权利要求11所述的滑动式金属空气电池，其特征在于，该电池本体由两盒体对接而成，且各盒体内设有一个或以上的金属空气电池单体。

14.如权利要求13所述的滑动式金属空气电池，其特征在于，该盒体内的多个金属空气电池单体间是以隔榫将之隔开，并分别形成一容室，以便供各电池单体的容置与定位。

15.如权利要求11所述的滑动式金属空气电池，其特征在于，该凸缘部在电池本体顶、底面突设至少一推键；而该凹槽部在盖体对应该推键位置开设一滑槽，使该推键容置于滑槽内，并以其两端作为移动的止限。

16.如权利要求11所述的滑动式金属空气电池，其特征在于，该凸缘部在电池本体至少一侧面突设至少一凸键；而该凹槽部在盖体对应该凸键位置开设一盖槽，使该凸键容置于盖槽内，并以其两端作为移动的止限。

17.如权利要求11所述的滑动式金属空气电池，其特征在于，该接口外部为一接榫所包覆。

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