CN207834538U - 一种金属空气电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种金属空气电池，包括壳体、设置在壳体内部的电池芯和与电池芯连接并引出壳体外的引出极耳，所述电池芯包括放电端和沾水端，所述放电端至少由一个放电单元堆叠组成，所述放电单元由具有导电性和韧性的过渡件、空气极、隔膜纸和金属极依次叠合组成，所述过渡件将空气极的一面与金属极或壳体内壁隔空，形成通风结构，所述过渡件为金属波纹板或导电橡胶工形块。通过对现有多层堆叠金属空气电池结构的改进，提升其通风性能，为电池化学反应提供充足的氧气，从而提高电池的放电效率。实现了一种结构简单、紧凑，制造容易，成本低廉，比能量密度和比功率密度高的金属空气电池。

Description

一种金属空气电池

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

金属空气电池也叫金属燃料电池，本质上是金属（主要是镁、铝、锌）与空气中的氧气发生电化学反应。金属空气电池主要部件包括金属极（负极，或阳极）、空气极（正极，或阴极）、电解液和电池壳体等。

现有的金属空气电池大多采用储液腔式结构，例如申请号201010525678.3中介绍：一种铝镁合金燃料电池，包括壳体，位于壳体上的阴极，以及插装于壳体内的阳极，壳体内部为反应腔及电解液的储存腔。这种结构涉及的部件较多，体积大，使用时需加注大量的电解液并且要求密封。

部分金属空气电池为了达到小型化、轻量化的目的，尝试舍弃储液腔的结构，而采用空气极、隔膜纸、金属极多层顺序堆叠的形式，在使用时沾水，让正负极间的隔膜纸充分润湿，形成离子导通，开始放电。申请号201621433753.2介绍了一种多层堆叠的沾水式金属空气电池，就是采用的这一结构的电芯。现有的多层堆叠的金属空气电池，虽然提升了体积上的紧凑性，但是对于堆叠其中的原电池单元，并没有很好的满足其化学反应条件，具体的说其通风性能较差，不能满足氧气的足够供给，导致放电效率较低、比能量密度和比功率密度不足。

实用新型内容

本实用新型通过对现有多层堆叠金属空气电池结构的改进，提升其通风性能，为电池化学反应提供充足的氧气，从而提高电池的放电效率。实现了一种结构简单、紧凑，制造容易，成本低廉，比能量密度和比功率密度高的金属空气电池。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种金属空气电池，包括壳体、设置在壳体内部的电池芯和与电池芯连接并引出壳体外的引出极耳，所述电池芯包括放电端和沾水端，所述放电端至少由一个放电单元堆叠组成，所述放电单元由具有导电性和韧性的过渡件、空气极、隔膜纸和金属极依次叠合组成，所述过渡件将空气极的一面与金属极或壳体内壁隔空，形成通风结构。

所述过渡件为金属波纹板。

所述过渡件为导电橡胶工形块，所述导电橡胶工形块由导电橡胶块一、导电橡胶块二和导电胶块三连接组成，所述导电橡胶块二的厚度小于导电橡胶块一和导电橡胶块三的厚度。

所述沾水端设置有吸水材料，所述沾水端和放电端仅通过所述隔膜纸连接,所述沾水端对应的壳体上设置有孔。

所述吸水材料为海绵、布团和棉麻团中的任意一种或多种。

所述金属波纹板材质为铜、铁、铝和银中的任意一种或多种。

所述金属极为锌、镁和铝中的任意一种。

所述过渡件对应位置的壳体上设置有通风孔。

所述引出极耳分别与放电端最外侧的过渡件和金属极连接并引至壳体外。

上述金属空气电池储存时为干态，为防止潮湿，用真空包装，使用时，首先将金属空气电池暴露在空气中，然后将沾水端侵入电解液，沾水端的吸水材料得到充分润湿，电解液通过隔膜纸的毛细现象爬升到放电端，金属空气电池被激活，通过引出极耳联通电路后开始工作，由于该金属空气电池放电端设置有过渡件，该过渡件将空气极的一面与金属极或壳体内壁隔空，形成通风结构，起到良好的通风作用，带来足够的氧气，支持电化学反应正常进行，提高放电功率，其次该过渡件具有导电性，便于放电单元直接正负极堆叠，而不需额外连接导线，简化结构，最后该过渡件具有韧性，金属空气电池在放电过程中会发生较大的体积膨胀，而引入过渡件可以吸纳该变形而不会胀坏电池壳体，通过对现有多层堆叠金属空气电池结构的改进，提升其通风性能，为电池化学反应提供充足的氧气，从而提高电池的放电效率。实现了一种结构简单、紧凑，制造容易，成本低廉，比能量密度和比功率密度高的金属空气电池。

附图说明

图1为本实用新型过渡件为金属波纹板时的金属空气电池结构图；

图2为本实用新型金属波纹板的示意图；

图3为本实用新型过渡件为导电橡胶工形块时的金属空气电池结构图；

图4为本实用新型导电橡胶工形块示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图4，对本实用新型做进一步详细叙述。

一种金属空气电池，包括壳体10、设置在壳体10内部的电池芯20和与电池芯20连接并引出壳体10外的引出极耳30，所述电池芯20包括放电端和沾水端，所述放电端至少由一个放电单元堆叠组成，所述放电单元由具有导电性和韧性的过渡件21、空气极22、隔膜纸23和金属极24依次叠合组成，所述过渡件21将空气极22的一面与金属极24或壳体内壁隔空，形成通风结构。

所述过渡件21为金属波纹板。

所述过渡件21还可以为导电橡胶工形块，所述导电橡胶工形块由导电橡胶块一211、导电橡胶块二212和导电胶块三213连接组成，所述导电橡胶块二212的厚度小于导电橡胶块一211和导电橡胶块三213的厚度。

所述沾水端设置有吸水材料25，所述沾水端和放电端仅通过所述隔膜纸23连接,所述沾水端对应的壳体10上设置有孔。

所述吸水材料25为海绵、布团和棉麻团中的任意一种或多种。

所述金属波纹板材质为铜、铁、铝和银中的任意一种或多种。

所述金属极24为锌、镁和铝中的任意一种。

所述过渡件21对应位置的壳体10上设置有通风孔。

所述引出极耳30分别与放电端最外侧的过渡件21和金属极24连接并引至壳体10外。

金属空气电池储存时为干态，为防止潮湿，用真空包装，使用时，首先将金属空气电池暴露在空气中，然后将沾水端侵入电解液，沾水端的吸水材料25得到充分润湿，电解液通过隔膜纸23的毛细现象爬升到放电端，金属空气电池被激活，通过引出极耳30联通电路后开始工作，由于该金属空气电池放电端设置有过渡件21，该过渡件21将空气极22的一面与金属极24或壳体10内壁隔空，形成通风结构，起到良好的通风作用，带来足够的氧气，支持电化学反应正常进行，提高放电功率，其次该过渡件21具有导电性，便于放电单元直接正负极堆叠，而不需额外连接导线，简化结构，最后该过渡件21具有韧性，金属空气电池在放电过程中会发生较大的体积膨胀，而引入过渡件21可以吸纳该变形而不会胀坏电池壳体10，通过对现有多层堆叠金属空气电池结构的改进，提升其通风性能，为电池化学反应提供充足的氧气，从而提高电池的放电效率。实现了一种结构简单、紧凑，制造容易，成本低廉，比能量密度和比功率密度高的金属空气电池。

以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种金属空气电池，包括壳体（10）、设置在壳体（10）内部的电池芯（20）和与电池芯（20）连接并引出壳体（10）外的引出极耳（30），所述电池芯（20）包括放电端和沾水端，其特征在于：所述放电端至少由一个放电单元堆叠组成，所述放电单元由具有导电性和韧性的过渡件（21）、空气极（22）、隔膜纸（23）和金属极（24）依次叠合组成，所述过渡件（21）将空气极（22）的一面与金属极（24）或壳体内壁隔空，形成通风结构。

2.如权利要求1所述的一种金属空气电池，其特征在于：所述过渡件（21）为金属波纹板。

3.如权利要求1所述的一种金属空气电池，其特征在于：所述过渡件（21）为导电橡胶工形块，所述导电橡胶工形块由导电橡胶块一（211）、导电橡胶块二（212）和导电胶块三（213）连接组成，所述导电橡胶块二（212）的厚度小于导电橡胶块一（211）和导电橡胶块三（213）的厚度。

4.如权利要求1所述的一种金属空气电池，其特征在于：所述沾水端设置有吸水材料（25），所述沾水端和放电端仅通过所述隔膜纸（23）连接,所述沾水端对应的壳体（10）上设置有孔。

5.如权利要求4所述的一种金属空气电池，其特征在于：所述吸水材料（25）为海绵、布团和棉麻团中的任意一种或多种。

6.如权利要求2所述的一种金属空气电池，其特征在于：所述金属波纹板材质为铜、铁、铝和银中的任意一种。

7.如权利要求1所述的一种金属空气电池，其特征在于：所述金属极（24）为锌、镁和铝中的任意一种。

8.如权利要求1-3任意一项所述的一种金属空气电池，其特征在于：所述过渡件（21）对应位置的壳体（10）上设置有通风孔。

9.如权利要求1所述的一种金属空气电池，其特征在于：所述引出极耳（30）分别与放电端最外侧的过渡件（21）和金属极（24）连接并引至壳体（10）外。