CN207338583U - 一种方便更换金属电极的金属空气电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种方便更换金属电极的金属空气电池，包括空气电极(1)、金属电极(2)、电解液(3)、隔膜纸(4)、电池外壳(5)，所述的金属空气电池的结构为单边空气电极结构，即单电池的电池外壳(5)一边设置空气电极(1)，另一边设置金属电极(2)，共同组成电池容腔。与现有技术相比，本实用新型具有结构简单、可靠，方便组装，容易装配成电池组，在电池的金属电极放完电后，也很容易进行拆解更换电极等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种金属空气电池，尤其是涉及一种方便更换金属电极的金属空气电池。
背景技术
金属空气电池是化学能电池，是利用金属的氧化反应产生电流的装置。目前在研究和应用的金属空气电池主要有：锌空气电池、铝空气电池、镁空气电池和锂空气电池等，它们都是由金属作为阳极反应物质，空气中的氧气作为阴极反应物质，最后生成金属氧化物并放出电流。
金属空气电池有以下特点：1)理论比能量高，实际比能量可达300Wh/kg；如锌空气的理论比能量约为1350Wh/kg，铝空气电池为2290Wh/kg，锂空气电池的甚至达到11.14kWh/kg！这是由于阴极的反应物质为氧气，不占电池的重量。2)安全性好；金属空气电池都是使用水系电解质，不会发生爆炸和着火的风险；3)放电电压平稳；4)金属电极可循环再生使用，对环境无污染。
金属空气电池具有的这些特点，以及这些年来人们对环境保护和能源安全越来越高的需求，使得人们对这类电池应用研发越来越重视，以将其应用到电动车、储能等领域。
目前，现有可换金属电极的金属空气电池多以双空气电极结构为主，如图1，电池包含有：1)空气电极、2)金属电极、3)电解液、4)隔膜纸、5)电池外壳、6)盖子、7)正极导电片、8)负极导电片等。
此结构的电池壳两侧为空气电极，被胶水粘在电池外壳上，金属电极从顶部插入电池的内腔，空气电极与金属电极间有隔膜纸将两电极隔开，更换金属电极时是从电池顶部将金属电极拨出更换；这样设计，可以让金属电极整体都能浸没在电解液中进行反应，提高金属电极的利用率；但这样的设计存在：结构复杂、装配工序多、金属电极更换不方便以及电池系统可靠性低等缺点。
发明内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、可靠，方便组装，容易装配成电池组的方便更换金属电极的金属空气电池。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种方便更换金属电极的金属空气电池，包括空气电极、金属电极、电解液、隔膜纸、电池外壳，其特征在于，所述的金属空气电池的结构为单边空气电极结构，即单电池的电池外壳一边设置空气电极，另一边设置金属电极，共同组成电池容腔。
所述的电池外壳一侧粘有隔膜纸，该隔膜纸外侧粘有空气电极，所述电池外壳另一侧设有密封圈，所述的金属电极通过密封圈与电池外壳密封连接。
所述的电池外壳两端设有端板，对金属电极两端施加压力，将金属电极组装在电池外壳上。更换金属电极时，只需要去掉两端施加的外力，即可将金属电极取下，换上新的金属电极。两端端板靠近空气电极的一侧分别向外延伸出一支脚，该支脚上设有气孔，以便将空气输入空气电极，提供反应需要的氧气。另外在各支脚内侧设有导电片，将反应产生的电能导出。
所述的电池外壳上端的端板上设有注液孔，注液孔上设有塞子。注液孔体积较小，不像现有技术那样需要在端板上设有一个大大的开口以便将金属电极插入或拔出。
所述的电解液由注液孔注入电池容腔内，并通过塞子密封。
所述的空气电极由依次设置的防水层、催化层和集流体层组成。
所述的金属电极为金属锌、铝或镁。
所述的电池外壳的材料为PP、PE、ABS或金属。
多个单电池依次组装，并在两侧分别设置侧端板，进行装配，相邻单电池之间设置导电片。
上述结构的电池进行组装时，先将隔膜纸粘有外壳上；在粘有隔膜纸的外壳侧，将空气电极粘在隔膜纸上；在电池外壳的另一侧，垫上密封圈；在密封圈上放上金属电极；在电池外壳两侧各放上对应的端板，并施加适当的压力，即可组装好单个电池；如需组装电池组，在装好第一个电池的金属电极后，再依次放上另一个已粘好隔膜纸和空气电极的电池壳，直到组装到需要的电池数量，即可装上对应的端板，并施加压力，完成电池组的装配。
本实用新型所述电池或电池组，在注液孔中注入电解液，并用塞子塞住注液孔后，电池就可以开始工作。
在发明所述电池或电池组如果需要更换金属电极，只需要卸掉电池或电池组两端端板上的压力，金属电极就可以方便取下，换上新的金属电极，并注入电解液后，电池或电池组就可以立即工作。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、结构简单：本实用新型所述电池或电池组的电池外壳形状简单，空气电极周边不需要另压导电极耳，装配工艺也简单；
2、密封性能好：本实用新型所述电池或电池组由于采用简单的结构，粘接处少，容易杜绝电池的渗漏问题；
3、可靠性高：本实用新型所述电池或电池组有简单的结构和装配工艺，容易保证装配的可靠性；
4、装配简单：本实用新型所述电池或电池组只需要几个步骤就可装配好一个电池或电池组；
5、更换金属电极简单：本实用新型所述的电池或电池组只需要卸掉电池两侧端板的压力，就可以方便快速的更换电池的金属电极。
附图说明
图1为通常所采用的双空气电极电池结构图；
图2为本实用新型所采用的单空气电极结构单体示意图；
图3为本实用新型所采用的单空气电极结构电池组示意图；
图4为本实用新型中的空气电极结构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例1
如图2所述，一种方便更换金属电极的金属空气电池，包括空气电极1、金属电极2、电解液3、隔膜纸4、电池外壳5，所述的金属空气电池的结构为单边空气电极结构，即单电池的电池外壳5一边设置空气电极1，另一边设置金属电极2，共同组成电池容腔。
所述的电池外壳5一侧粘有隔膜纸4，该隔膜纸4外侧粘有空气电极1，所述电池外壳5另一侧设有密封圈9，所述的金属电极2通过密封圈9与电池外壳5密封连接。所述的电池外壳5两端设有端板，对金属电极2两端施加压力，将金属电极2组装在电池外壳5上。更换金属电极时，只需要去掉两端施加的外力，即可将金属电极取下，换上新的金属电极。两端端板靠近空气电极1的一侧分别向外延伸出一支脚，该支脚上设有气孔12，以便将空气输入空气电极1，提供反应需要的氧气。另外在各支脚内侧设有导电片14，将反应产生的电能导出。
所述的电池外壳5上端的端板上设有注液孔10，注液孔10上设有塞子11。注液孔10体积较小，不像现有技术那样需要在端板上设有一个大大的开口以便将金属电极插入或拔出。所述的电解液3由注液孔10注入电池容腔内，并通过塞子11密封。
所述的空气电极1由依次设置的防水层101、催化层102和集流体层103组成。
所述的金属电极2为金属锌、铝或镁。
所述的电池外壳5的材料为PP、PE、ABS或金属。
多个单电池依次组装，并在两侧分别设置侧端板13，进行装配，相邻单电池之间设置导电片14。
上述结构的电池进行组装时，先将隔膜纸粘有外壳上；在粘有隔膜纸的外壳侧，将空气电极粘在隔膜纸上；在电池外壳的另一侧，垫上密封圈；在密封圈上放上金属电极；在电池外壳两侧各放上对应的端板，并施加适当的压力，即可组装好单个电池；如需组装电池组，在装好第一个电池的金属电极后，再依次放上另一个已粘好隔膜纸和空气电极的电池壳，直到组装到需要的电池数量，即可装上对应的端板，并施加压力，完成电池组的装配。
本实用新型所述电池或电池组，在注液孔中注入电解液，并用塞子塞住注液孔后，电池就可以开始工作。
在发明所述电池或电池组如果需要更换金属电极，只需要卸掉电池或电池组两端端板上的压力，金属电极就可以方便取下，换上新的金属电极，并注入电解液后，电池或电池组就可以立即工作。
Claims (9)
1.一种方便更换金属电极的金属空气电池，包括空气电极(1)、金属电极(2)、电解液(3)、隔膜纸(4)、电池外壳(5)，其特征在于，所述的金属空气电池的结构为单边空气电极结构，即单电池的电池外壳(5)一边设置空气电极(1)，另一边设置金属电极(2)，共同组成电池容腔。
2.根据权利要求1所述的一种方便更换金属电极的金属空气电池，其特征在于，所述的电池外壳(5)一侧粘有隔膜纸(4)，该隔膜纸(4)外侧粘有空气电极(1)，所述电池外壳(5)另一侧设有密封圈(9)，所述的金属电极(2)通过密封圈(9)与电池外壳(5)密封连接。
3.根据权利要求1所述的一种方便更换金属电极的金属空气电池，其特征在于，所述的电池外壳(5)两端设有端板，对金属电极(2)两端施加压力，将金属电极(2)组装在电池外壳(5)上。
4.根据权利要求3所述的一种方便更换金属电极的金属空气电池，其特征在于，所述的电池外壳(5)上端的端板上设有注液孔(10)，注液孔(10)上设有塞子(11)。
5.根据权利要求4所述的一种方便更换金属电极的金属空气电池，其特征在于，所述的电解液(3)由注液孔(10)注入电池容腔内，并通过塞子(11)密封。
6.根据权利要求1所述的一种方便更换金属电极的金属空气电池，其特征在于，所述的空气电极(1)由依次设置的防水层(101)、催化层(102)和集流体层(103)组成。
7.根据权利要求1所述的一种方便更换金属电极的金属空气电池，其特征在于，所述的金属电极(2)为金属锌、铝或镁。
8.根据权利要求1所述的一种方便更换金属电极的金属空气电池，其特征在于，所述的电池外壳(5)的材料为PP、PE、ABS或金属。
9.根据权利要求1所述的一种方便更换金属电极的金属空气电池，其特征在于，多个单电池依次组装，并在两侧分别设置侧端板(13)，进行装配，相邻单电池之间设置导电片(14)。
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| CN109149018A (zh) * | 2018-08-06 | 2019-01-04 | 北京理工大学 | 海上漂浮式纵向金属-双空气电极发电单体 |
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| CN109638389A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-16 | 刘芙蓉 | 一种电池阳极快速更换装置 |
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| CN109149018A (zh) * | 2018-08-06 | 2019-01-04 | 北京理工大学 | 海上漂浮式纵向金属-双空气电极发电单体 |
| CN109167124A (zh) * | 2018-08-06 | 2019-01-08 | 北京理工大学 | 海上漂浮式纵向强排风金属-空气发电单体 |
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