CN202601808U

CN202601808U - 金属空气电池

Info

Publication number: CN202601808U
Application number: CN 201220046959
Authority: CN
Inventors: 赵允正; 张耿荣
Original assignee: KAIZHAI GROUP CO Ltd
Current assignee: KAIZHAI GROUP CO Ltd
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2022-02-14

Abstract

本实用新型公开了一种金属空气电池。该金属空气电池包括：框架、阳极金属片和阴极导电组件；框架包括：矩形框本体和上盖板，矩形框本体的侧边开设有插口，阴极导电组件为两组，分别包括：阴极空气极和与阴极空气极贴合的气窗板；两组阴极导电组件分别盖设在矩形框本体的上下框口以形成电池反应区域；阳极金属片由矩形框本体的侧边插口插入电池反应区域，且位于两组阴极导电组件的阴极空气极之间，上盖板插盖在所述插口上，一端抵住阳极金属片。该金属空气电池结构简单、体积小便于运送；另外，通过卡合结构可方便开合上盖板，从而方便拆卸回收氧化金属电极，提高了回收效率，节约了资源。

Description

金属空气电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，特别涉及一种金属空气电池。

背景技术

现今的电力供应来源，包括太阳能发电、风力发电、水力发电、潮汐发电、地热发电、火力发电及核能发电。目前火力发电及核能发电是主要提供社会大众稳定的电能供应来源。然而，火力发电及核能发电有严重的环境污染以及转换效率低等问题，而太阳能发电、风力发电、水力发电、潮汐发电或地热发电等在技术与设备上对于稳定供电的能力也还需要突破。因此，以化学能转换为电力的燃料电池，遂渐渐地崭露头角。

燃料电池是一种直接将燃料之化学能转换为电能的供电装置，类似一种小型发电站，构成燃料电池的组件最少需要电池本体、两个电极(electrode)、电解液、电解质薄膜(electrolyte membrane)及/或集电器(current collector)等。简单来说，电极是燃料氧化与氧化剂还原的电化学反应发生的场所，或者是阳极化学燃料之扩散媒介，且电极一般可分为阳极(Anode)电极与阴极(Cathode)电极两部份。而电解质的功能是分隔氧化剂与还原剂并同时传导质子。此外，集电器也可称作双极板(bipolar plate)，它具有收集电流、疏导反应气体以及分隔氧化剂与还原剂的作用。

以金属和氧气为燃料的金属空气燃料电池(简称金属空气电池)而言，系藉由金属与空气极所导入之扩散氧进行氧化反应，而在产生电能之余同时生成金属氧化物、氢气及/或水。由于金属空气电池的运作原理为氧气与金属之电化学反应，其具有高性能价格比的特性，所以受到个人电子消费市场的相当重视。

一般金属空气电池厂商的研发方向着眼于如何快速、方便地进行电池回收与再利用，故其产品的设计形式不外乎是透过复杂的壳体配件来对复数个金属空气电池进行组装，而消费者也还需要藉由额外的控制计算机方可启动或关闭金属空气电池产品之运作。值得注意的问题是，复杂的壳体配件和额外的控制计算机不但会令金属空气电池产品的生产成本过高，且会使得金属空气电池产品无法供消费者随身携带。

同时，针对金属空气电池的内部结构，厂商为了得到较佳的封装效果与安全性，因而增加了复杂的封装机构，导致了电池体积的增加和无法快速拆解或回收，而若串连或并联多个燃料电池单体，或再加上其它燃料箱所组成的混合动力机制时，对其装置进行封装与拆卸回收的难度也随之提升。此外，若电池之燃料耗尽时，还需要将其送至电池设计厂商或是电池之维修厂商，再以复杂而繁琐的步骤予以拆卸与再封装，更造成了人力与机械成本的增加。

金属空气电池的复杂封装机构使得燃料耗尽电池的具有经济价值反应后的金属(氧化金属)不易拆卸，电池本体或外壳结构也无法回收再利用，造成了资源的极大浪费。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种结构简单、便于拆卸回收氧化金属电极，且体积小便于携带的金属空气电池。

为达到上述目的，根据本实用新型提供了一种金属空气电池，包括：框架、阳极金属片和阴极导电组件；框架包括：矩形框本体和上盖板，矩形框本体的侧边开设有插口，阴极导电组件为两组，分别包括：阴极空气极和与阴极空气极贴合的气窗板；组装时，两组阴极导电组件分别盖设在矩形框本体的上下框口以形成电池反应区域；阳极金属片由矩形框本体的侧边插口插入电池反应区域，且位于两组阴极导电组件的阴极空气极之间，上盖板插盖在所述插口上，一端抵住阳极金属片。

进一步地，矩形框本体上侧边的两端分别设置有向外延伸的弹性卡扣，上盖板插盖在所述插口上时通过弹性卡扣固定。

进一步地，上盖板呈T字型结构，T字型结构的下端抵住阳极金属片。

进一步地，矩形框本体侧边的上下表面开设有贯通的密封槽。

进一步地，气窗板的板面具有多个孔洞和突起状的凸肋结构，左右两侧及底侧具有向外延伸的扣合侧壁。

进一步地，该金属空气电池还包括：铺设在阳极金属片与阴极导电组件之间的隔离膜。

根据本实用新型的技术方案，该金属空气电池通过两组阴极导电组件与框架形成反应区域来容置电解液及阳极金属片，结构简单、体积小便于运送；另外，通过卡合结构可方便开合上盖板，从而方便拆卸回收氧化金属电极，提高了回收效率，节约了资源。

附图说明

图1为根据本实用新型的金属空气电池的爆炸结构示意图；

图2为根据本实用新型的金属空气电池的立体结构示意图；

图3为根据本实用新型的金属空气电池的横向局部剖视结构示意图；

图4为根据本实用新型的金属空气电池的纵向局部剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

参看图1，该金属空气电池包括：框架1、阳极金属片2、阴极导电组件3和隔离膜(图中未示出)。

其中，框架1包括：本体11和上盖板12。本体11为矩形框结构，该矩形框的上侧边开设有插口，且该上侧边的两端分别设置有向外延伸的弹性卡扣13，其他侧边的上下表面开设有贯通的密封槽(如图3所示)；本体11的材质可以为塑料、人造橡胶、天然橡胶或乙烯丙烯橡胶(EPDM)等，因塑料、人造橡胶、天然橡胶或乙烯丙烯橡胶(EPDM)等材料富含弹性之特质，所以本体11具有分散不良应力与防漏的功能。同时，本体11也可依使用者需求而设计成具有抗酸及/或抗碱等特性。另外，本体11还包括进/排气管，用以吸进电解反应时所须之气体燃料，或排放出电解反应完所产生的气体废料。上盖板12呈T字型结构，开设有供电极导电部伸出的贯穿口，安装时插盖在本体11的上侧边插口处，并通过弹性卡扣13固定。

阳极金属片2为矩形板状，矩形上边左侧具有向外延伸的阳极导电部21，材质可为铝(Al)、锌(Zn)、镁(Mg)及/或其它固态高分子电解材料。

结合图2和图3可以看出，阴极导电组件3为两组，分别包括：阴极空气极31和与该阴极空气极贴合的气窗板32。阴极空气极31为矩形板状，矩形上边右侧具有向外延伸的阴极导电部33；阴极空气极31可为多层次的隔离膜或复合式纤维结构，具有极为微小之孔隙，且该孔隙仅供气体分子(例如：氧气)穿过，具有疏水的功能，以防止该电解液外漏进而增加电池之寿命。气窗板32也为矩形板状，板面具有矩阵分布的多个孔洞34，板面的左右两侧及底侧具有向外延伸的扣合侧壁35；板面还具有突起状的凸肋结构36，以增加电池的结构强度与支撑力，该凸肋结构36可为方形、三角形或其它多边形，该凸肋结构36与气窗板32一体成型。阴极空气极31和气窗板32通过超音波熔接方法贴合在一起。

隔离膜为铺设在阳极金属片2与阴极导电组件3之间，以防止二者电性短路，但并不阻碍电解液的离子传导。该隔离膜可为无纺布、固态膜等型态，主要材质是PP、PE、尼龙等。举例而言，若本创作之电池于化学反应过程中产生多余的生成物(例如结晶体)，易造成阳极金属片2与阴极导电组件3间接地接触，使用隔离膜则可避免发生短路的情形。

如图2、图3和图4所示，组装时，两组阴极导电组件3分别盖设在本体11的上下框口，使得阴极空气极31位于内侧，气窗板32位于外侧，且各个扣合侧壁35相互扣合，以形成电池的反应区域来容置电解液(图未示)及阳极金属片2。相互扣合的扣合侧壁35可设计为公母沟槽，使相互间能更紧密的结合，本体11的密封槽内设置有横切面呈圆形的密封垫片，用以防止电解液外漏。

此时将阳极金属片2由本体11的上侧边插口插入反应区域，再插盖上盖板12，并通过弹性卡扣13固定，使得T型上盖板12抵住阳极金属片2的上部，而阳极金属片2的阳极导电部21和阴极空气极31的阴极导电部33分别从上盖板12的贯穿口伸出。

供电时，空气透过气窗板32进入阴极空气极31与电解液及阳极金属片2进行电化学反应。

该金属空气电池通过两组阴极导电组件与框架形成反应区域来容置电解液及阳极金属片，结构简单、体积小便于运送；另外，通过卡合结构可方便开合上盖板，从而方便拆卸回收氧化金属电极，提高了回收效率，节约了资源。

以上公开的仅为本实用新型的一个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种金属空气电池，其特征在于，包括：框架、阳极金属片和阴极导电组件；所述框架包括：矩形框本体和上盖板，所述矩形框本体的侧边开设有插口，所述阴极导电组件为两组，分别包括：阴极空气极和与所述阴极空气极贴合的气窗板；组装时，所述两组阴极导电组件分别盖设在所述矩形框本体的上下框口以形成电池反应区域；所述阳极金属片由矩形框本体的侧边插口插入所述电池反应区域，且位于所述两组阴极导电组件的阴极空气极之间，所述上盖板插盖在所述插口上，一端抵住所述阳极金属片。

2.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于，所述矩形框本体上侧边的两端分别设置有向外延伸的弹性卡扣，所述上盖板插盖在所述插口上时通过所述弹性卡扣固定。

3.根据权利要求2所述的金属空气电池，其特征在于，所述上盖板呈T字型结构，所述T字型结构的下端抵住所述阳极金属片。

4.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于，所述矩形框本体侧边的上下表面开设有贯通的密封槽。

5.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于，所述气窗板的板面具有多个孔洞和突起状的凸肋结构，左右两侧及底侧具有向外延伸的扣合侧壁。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的金属空气电池，其特征在于，该金属空气电池还包括：铺设在所述阳极金属片与阴极导电组件之间的隔离膜。