CN204706613U - 金属空气电池发电单元模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及金属空气电池技术领域，尤其涉及一种金属空气电池发电单元模块，其包括空气电极、金属阳极、反应容器，空气电极的周边注塑成型有塑料边框，塑料边框的周边成型有第一凹凸沟槽；反应容器的侧面开设有供空气电极放置的开口，开口的周边成型有与第一凹凸沟槽匹配的第二凹凸沟槽，第一凹凸沟槽与第二凹凸沟槽紧密结合，使空气电极可防水地紧密结合于反应容器。本实用新型的空气电极，通过塑料边框与反应容器结合，贴合程度高，防渗漏效果较佳。进一步，本实用新型的金属阳极用于外露的一端，通过螺丝固定金属导电片、塑料固定座、防水胶垫等，使金属阳极不与空气接触，从而导电性能更稳定。

Description

金属空气电池发电单元模块

技术领域

本实用新型涉及金属空气电池技术领域，尤其涉及一种金属空气电池发电单元模块。

背景技术

金属空气电池的原理是将空气电极固定于反应容器的侧面，反应容器内有一金属阳极(通常采用铝、锌或镁制成)，当反应容器内加入电解液时，空气电极会吸收外界空气中的氧与反应容器内的金属阳极产生电化学反应而产生电能。

现有的金属空气电池，其空气电极的固定方式，通常采用胶水直接黏贴或以胶框紧迫压合方式，使空气电极固定于反应容器的侧面，并具有防水渗漏功能，但是此作业方式加工麻烦且防水可靠性能不佳。

另外，现有的金属空气电池，其金属阳极固定于反应容器内部，部分金属阳极外露于反应水槽之外，以夹片式导线联通电流，因金属阳极属于活性较高的金属，空气中金属表面容易产生氧化层，以夹片式导线直接接触金属阳极时，会因表面的氧化层而影响导电性。

还有，常用的金属阳极采用板材制作，金属阳极使用过程中会消耗，作为可重复使用的电池模块时，金属阳极需可更换。现有的金属空气电池，因更换金属阳极并不方便，故业界通常采用整组回收由业者更换的方式，部分产品可让使用者自行更换阳极，但是板材的方式和防止电解液渗漏的结构，会使此耗材的更换有水密结构成本高或不好操作等问题存在。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种防渗漏效果较佳的金属空气电池发电单元模块。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种金属空气电池发电单元模块，包括空气电极、金属阳极、反应容器，所述空气电极的周边注塑成型有塑料边框，所述塑料边框的周边成型有第一凹凸沟槽；所述反应容器的侧面开设有供所述空气电极放置的开口，所述开口的周边成型有与所述第一凹凸沟槽匹配的第二凹凸沟槽，所述第一凹凸沟槽与第二凹凸沟槽紧密结合，使所述空气电极可防水地紧密结合于所述反应容器。

其中，所述第一凹凸沟槽位于所述塑料边框内侧的周边，所述第二凹凸沟槽位于所述开口外侧的周边。

其中，所述空气电极设置有阴极导电片，所述塑料边框包裹所述阴极导电片，使所述阴极导电片仅露出用于外接电线的接线部。

其中，所述塑料边框及第一凹凸沟槽的材质与所述开口及第二凹凸沟槽的材质相同。

其中，所述金属阳极用于外露的一端通过螺丝固定有塑料固定座，所述塑料固定座与金属阳极之间设置有防水胶垫，所述塑料固定座的外侧固定有用于连接可插拔的夹片式导线的金属导电片，所述螺丝的一端与所述金属阳极电连接，所述螺丝的另一端与所述金属导电片电连接。

其中，所述反应容器开设有供所述金属阳极插入的插入孔，所述金属阳极通过所述塑料固定座扣合于所述插入孔，且所述塑料固定座与插入孔之间设置有用于防渗漏的环形垫圈。

其中，所述金属导电片、塑料固定座、防水胶垫、金属阳极用于外露的一端均开设有与所述螺丝匹配的螺孔，使所述螺丝依次穿过所述金属导电片、塑料固定座、防水胶垫后，拧入所述金属阳极用于外露的一端，进而锁紧所述金属导电片、塑料固定座、防水胶垫于所述金属阳极，且所述金属阳极、金属导电片均与所述螺丝实现电连接。

其中，所述反应容器设置有注液孔。

其中，所述反应容器内设置有单腔体或双腔体，所述注液孔的方向朝上或斜上方，所述金属阳极垂直方向插入或水平横向插入，所述空气电极为单片、双片或多片。

本实用新型有益效果在于：本实用新型的空气电极，通过塑料边框与反应容器结合，贴合程度高，防渗漏效果较佳。进一步，本实用新型的金属阳极用于外露的一端，通过螺丝固定金属导电片、塑料固定座、防水胶垫等，使金属阳极不与空气接触，从而导电性能更稳定。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的分解立体图。

图2为本实用新型实施例1的剖面示意图。

图3为本实用新型实施例1的空气电极的侧视图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为本实用新型实施例1的金属阳极的组装立体图。

图6为本实用新型实施例1的金属阳极的分解立体图。

图7为本实用新型实施例2的分解立体图。

图8为本实用新型实施例3的分解立体图。

图9为本实用新型实施例4的分解立体图。

附图标记：

1——空气电极，11——塑料边框，12——第一凹凸沟槽，13——阴极导电片，2——金属阳极，21——螺丝，22——塑料固定座，23——防水胶垫，24——金属导电片，25——环形垫圈，3——反应容器，31——开口，32——第二凹凸沟槽，33——插入孔，34——注液孔。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参考图1～6，本实用新型的金属空气电池发电单元模块，包括空气电极1、金属阳极2、反应容器3。如图1～4所示，空气电极1的周边注塑成型有塑料边框11，塑料边框11的周边成型有第一凹凸沟槽12；反应容器3的侧面开设有供空气电极1放置的开口31，开口31的周边成型有与第一凹凸沟槽12匹配的第二凹凸沟槽32，第一凹凸沟槽12与第二凹凸沟槽32紧密结合，使空气电极1可防水地紧密结合于反应容器3。

在本实施例中，优选的，第一凹凸沟槽12位于塑料边框11内侧的周边，第二凹凸沟槽32位于开口31外侧的周边。空气电极1设置有阴极导电片13，塑料边框11包裹阴极导电片13，使阴极导电片13仅露出用于外接电线的接线部。塑料边框11及第一凹凸沟槽12的材质与开口31及第二凹凸沟槽32的材质相同。

本实用新型的空气电极1制作过程：首先将空气电极1与阴极导电片13相结合，结合方式可以是铆接、点焊或穿孔咬合等加工工艺，通过阴极导电片13与空气电极1的集电层紧密贴合，可将空气电极1所产生的电传导出来并在外部焊接电线；然后，将空气电极1与阴极导电片13以塑料注塑成型方式,将空气电极1的边缘包覆于塑料边框11内,而阴极导电片13会露出可供焊接电线的接线部，此成型后的空气电极1的塑料边框11可与反应容器3的开口31的塑料侧壁相互结合；即第一凹凸沟槽12与第二凹凸沟槽32紧密结合，两者间结合可增加接触面积，使结合后不会因长期时间或环境因素造成漏液问题；由于塑料边框11及第一凹凸沟槽12的材质与开口31及第二凹凸沟槽32的材质相同，同材质间的结合,不管采用不同的加工工艺贴合，包含黏胶、加热熔接、超声熔接等方式都能确保其材质的紧密贴合,亦可确保防渗漏性能。

进一步，如图1、2、5和6所示，金属阳极2用于外露的一端通过螺丝21固定有塑料固定座22，塑料固定座22与金属阳极2之间设置有防水胶垫23，塑料固定座22的外侧固定有用于连接可插拔的夹片式导线的金属导电片24，螺丝21的一端与金属阳极2电连接，螺丝21的另一端与金属导电片24电连接。防水胶垫23在塑料固定座22与金属阳极2间形成防漏液功能。

优选的，反应容器3开设有供金属阳极2插入的插入孔33，金属阳极2通过塑料固定座22扣合于插入孔33，且塑料固定座22与插入孔33之间设置有用于防渗漏的环形垫圈25。此结构，金属阳极2通过塑料固定座22固定于反应容器3,塑料固定座22上具有卡扣结构及环形垫圈25，可与插入孔33位置的卡扣结构相结合,可方便插拔,并兼顾防水的需求，即环形胶圈在塑料固定座22与反应容器3间形成防漏液功能。

优选的，金属导电片24、塑料固定座22、防水胶垫23、金属阳极2用于外露的一端均开设有与螺丝21匹配的螺孔，使螺丝21依次穿过金属导电片24、塑料固定座22、防水胶垫23后，拧入金属阳极2用于外露的一端，进而锁紧金属导电片24、塑料固定座22、防水胶垫23于金属阳极2，且金属阳极2、金属导电片24均与螺丝21实现电连接。此结构，螺丝21的螺牙直接锁入金属电极中,没有与空气接触,所以金属电极在与螺丝21接触的位置表面不会产生氧化层,能够维持稳定的导电性；螺丝21与金属导电片24相接触并成为一整体,使用外接的夹片式导线与金属导电片24连接,而非直接与金属阳极2相接,可方便插拔,导电性也不会受到影响。

进一步，反应容器3设置有注液孔34,用于将电解液倒入或排出,注液孔34在使用时须以塞盖塞住,且塞盖具有透气孔,作为电化学反应时排气使用。其中，反应容器3可以是单腔体或中间以分格板隔开形成双腔体的空间，可作为双电池串并联用途，以增加电压或电流。当空气电极1的面积大于金属阳极2的截面积2倍以上时，单根金属阳极2无法提供良好的电场效应，此状况下可以增加为2根金属阳极2，使发电效能正常。

因此，与现有技术相比，本实用新型的优势在于：

1.改善空气电极1固定于反应容器3的方式,先将空气电极1以塑料注塑成型方式,将空气电极1的边缘包覆,再将此空气电极1的塑料边框11与反应容器3的塑料侧壁相互结合；且塑料边框11与反应容器3的开口31处的塑料为相同材质,故结合的方式有较多的选择,结合后的贴合程度也较高,能够确保防渗漏要求；

2.采用与塑、硅胶材质结合的塑料固定座22先与金属阳极2相结合，以方便更换的金属阳极2并确保防渗漏性能；同时为改善金属阳极2与夹片式导线的导电性，以螺丝21锁住金属导电片24、塑料固定座22、防水胶垫23及金属阳极2,可使金属阳极2不与空气接触而影响导电性，让导电性能更稳定。

3.因采用可更换塑料固定座22与金属阳极2结合的方式，对于方便性与安全性皆提高，也使得金属阳极2固定位置更为有弹性，可在反应容器3的上下或侧边方向皆可安装，可配合产品的造型设计灵活配置。

本实用新型的反应容器3内可以设置有单腔体或双腔体，注液孔34的方向可以朝上或斜上方，金属阳极2可以垂直方向插入或水平横向插入，空气电极1可以为单片、双片或多片。具体地说，在本实施例中，如图1所示，反应容器3为直立式单腔体，金属阳极2为垂直放置，注液孔34在上方，空气电极1可以是单片、双片或多片。当然，本实施例的金属空气电池在使用时，也可以横向放置。

实施例2

请参考图7，为本实用新型的实施例2，本实施例与实施例1的不同之处在于：反应容器中间分隔为两个腔体，两个腔体内各安装一个金属阳极，空气电极可以是单片、双片或多片。

本实施例的其它结构与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例3

请参考图8，为本实用新型的实施例3，本实施例与实施例1的不同之处在于：反应容器横向放置，金属阳极也为横向安装，注液孔在上方，空气电极可以是单片、双片或多片。

本实施例的其它结构与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例4

请参考图9，为本实用新型的实施例4，本实施例与实施例3的不同之处在于：侧面的空气电极尺寸加大、且面积尺寸超过金属阳极截面面积的2倍以上，为了维持较佳的电场效应，将横向放置的金属阳极增加到2根。

本实施例的其它结构与实施例3相同，在此不再赘述。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，均属本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种金属空气电池发电单元模块，包括空气电极、金属阳极、反应容器，其特征在于：所述空气电极的周边注塑成型有塑料边框，所述塑料边框的周边成型有第一凹凸沟槽；所述反应容器的侧面开设有供所述空气电极放置的开口，所述开口的周边成型有与所述第一凹凸沟槽匹配的第二凹凸沟槽，所述第一凹凸沟槽与第二凹凸沟槽紧密结合，使所述空气电极可防水地紧密结合于所述反应容器。

2.根据权利要求1所述的金属空气电池发电单元模块，其特征在于：所述第一凹凸沟槽位于所述塑料边框内侧的周边，所述第二凹凸沟槽位于所述开口外侧的周边。

3.根据权利要求1所述的金属空气电池发电单元模块，其特征在于：所述空气电极设置有阴极导电片，所述塑料边框包裹所述阴极导电片，使所述阴极导电片仅露出用于外接电线的接线部。

4.根据权利要求1所述的金属空气电池发电单元模块，其特征在于：所述塑料边框及第一凹凸沟槽的材质与所述开口及第二凹凸沟槽的材质相同。

5.根据权利要求1－4任一项所述的金属空气电池发电单元模块，其特征在于：所述金属阳极用于外露的一端通过螺丝固定有塑料固定座，所述塑料固定座与金属阳极之间设置有防水胶垫，所述塑料固定座的外侧固定有用于连接可插拔的夹片式导线的金属导电片，所述螺丝的一端与所述金属阳极电连接，所述螺丝的另一端与所述金属导电片电连接。

6.根据权利要求5所述的金属空气电池发电单元模块，其特征在于：所述反应容器开设有供所述金属阳极插入的插入孔，所述金属阳极通过所述塑料固定座扣合于所述插入孔，且所述塑料固定座与插入孔之间设置有用于防渗漏的环形垫圈。

7.根据权利要求6所述的金属空气电池发电单元模块，其特征在于：所述金属导电片、塑料固定座、防水胶垫、金属阳极用于外露的一端均开设有与所述螺丝匹配的螺孔，使所述螺丝依次穿过所述金属导电片、塑料固定座、防水胶垫后，拧入所述金属阳极用于外露的一端，进而锁紧所述金属导电片、塑料固定座、防水胶垫于所述金属阳极，且所述金属阳极、金属导电片均与所述螺丝实现电连接。

8.根据权利要求7所述的金属空气电池发电单元模块，其特征在于：所述反应容器设置有注液孔。

9.根据权利要求8所述的金属空气电池发电单元模块，其特征在于：所述反应容器内设置有单腔体或双腔体，所述注液孔的方向朝上或斜上方，所述金属阳极垂直方向插入或水平横向插入，所述空气电极为单片、双片或多片。