CN209472086U

CN209472086U - 一种空气电池及空气电池组

Info

Publication number: CN209472086U
Application number: CN201920593818.7U
Authority: CN
Inventors: 彭永新; 刘国斌; 黄永明; 缪继涛
Original assignee: Guangzhou Alfi Graphene Energy Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Alfi Graphene Energy Co Ltd
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2019-10-08
Anticipated expiration: 2029-04-26

Abstract

本实用新型公开了一种空气电池及空气电池组，空气电池，包括框体、一对正极膜和负极片；一对正极膜安装在框体中；空气电池还包括固定件和输液管段；框体与一对正极膜围绕，其内部形成反应腔室；框体上设有插口；插口与反应腔室连通；固定件以可拆卸的方式与负极片连接；固定件盖合在插口上，并与框体以可拆卸的方式连接；输液管段设置在框体上；输液管段包括至少两个输液口，其中一个输液口与反应腔室连通；正极膜上设有微孔；空气电池组包括至少两个空气电池；空气电池通过输液管段加电解液至反应腔室即可提供电力，以加液速度和反应腔室中电解液的高度控制发电效率。

Description

一种空气电池及空气电池组

技术领域

本实用新型涉及能源装置，具体涉及一种空气电池及空气电池组。

背景技术

空气电池是化学电池的一种。构造原理与干电池相似，所不同的只是它的氧化剂取自空气中的氧。例如，以金属为阴极，以氢氧化钠为电解液，而阳极是需吸附空气中的氧，因此能代替一般干电池中的氧化剂(二氧化锰)。在户外长时间没有电源的场景，没有电网提供电力，使用汽柴油发电供电会不环保、运输不便等因素；使用太阳能板发电也会遇到阴天发电量不足的情况。这些场景下，电力供应成为难点痛点的情况下，空气电池就显得非常有用。然而，空气电池中如何使得阴极、阳极和氧能够处于同一空间及时进行反应，且发电过程可控，是现今的技术难题。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的第一个目的在于提供一种空气电池，该空气电池通过输液管段加电解液至反应腔室即可提供电力，以加液速度和反应腔室中电解液的高度控制发电效率。

本实用新型的第二个目的在于提供一种空气电池组，空气电池根据需要灵活组合为空气电池组，为需不同电压的设备供电。

本实用新型的第一个目的采用以下技术方案实现：一种空气电池，包括框体、一对正极膜和负极片；一对正极膜安装在框体中，一对正极膜以平面相对的方式设置；负极片设置在一对正极膜之间；框体上设有正极和负极；正极与正极膜电性连接；负极与负极片电性连接；

空气电池还包括固定件和输液管段；框体与一对正极膜围绕，其内部形成反应腔室；框体上设有插口；插口与反应腔室连通；固定件以可拆卸的方式与负极片连接；固定件盖合在插口上，并与框体以可拆卸的方式连接；输液管段设置在框体上；输液管段包括至少两个输液口，其中一个输液口与反应腔室连通；正极膜上设有微孔。

进一步地，框体上还设有溢流管段；溢流管段的设置高度≥负极片的最高点；输液管段的设置高度≤负极片的最低点。

进一步地，输液管段包括三个输液口，其中一个输液口与反应腔室连通；溢流管段包括三个溢流口，其中一个溢流口与反应腔室连通。

进一步地，一对正极膜的外侧还设有一对栏板；栏板的平面与正极膜平面相平行；栏板与框体固定连接。

进一步地，负极片的平面与正极膜的平面相对。

进一步地，插口设置于框体的顶端。

进一步地，固定件的下端面设有塞部，塞部嵌设于插口中；插口的内沿设有密封圈。

进一步地，固定件的下端面设有夹持部；夹持部夹持负极片。

进一步地，固定件上设有第一扣件；框体上设有第二扣件；第一扣件和第二扣件相卡合。

进一步地，微孔的孔径为0.35-0.4nm。

本实用新型的第二个目的采用以下技术方案实现：一种空气电池组，其特征在于，包括至少两个如上所述的空气电池；至少两个空气电池依次排列；空气电池的正极与下一个空气电极的负极进行电性连接，形成串联；空气电池的溢流管段依次连接；空气电池的输液管段依次连接。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的空气电池以框体和正极膜形成反应腔室，正极膜即电极膜，收集负极片反应释出的电子，输出端为正极，负极片为金属片，输出端为负极；

2、本实用新型的空气电池的正极膜通过微孔可以让氧气进入反应腔室，形成良好的空气电极工作环境；

3、本实用新型的空气电池通过固定件与负极片连接，将固定件抽出，即可更换负极片，使得空气电池可以循环工作。

4、本实用新型的空气电池组可以根据供电电压的要求灵活组合空气电池，适应不同的场景使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的剖面视图；

图3为本实用新型实施例1的溢流管段的示意图；

图4为本实用新型实施例1的输液管段的示意图；

图5为本实用新型实施例2的结构示意图；

图1-4中，1、框体；11、正极；12、负极；13、插口；131、密封圈；14、第二扣件；2、正极膜；21、微孔；3、负极片；4、固定件；41、第一扣件；42、塞部；43、夹持部；5、输液管段；5a、输液口；5b、输液口；5c、输液口；6、栏板；7、反应腔室；8、溢流管段；8a、溢流口；8b、溢流口；8c、溢流口；

图5中，100、空气电池；101、正极；102、负极；103、溢流管段；104、输液管段；105、输液口。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1：

参照图1-4，一种空气电池，包括框体1、一对正极膜2、负极片3、固定件4、输液管段5和一对栏板6；一对正极膜2安装在框体1中，一对正极膜2以平面相对的方式设置；负极片3设置在一对正极膜2之间；负极片3的平面与正极膜2的平面相对；框体1上设有正极11和负极12；正极11与正极膜2电性连接；负极12与负极片3电性连接。

框体1与一对正极膜2围绕，其内部形成反应腔室7；框体1上设有插口13；插口13设置于框体1的顶端；插口13与反应腔室7连通。

固定件4盖合在插口13上，固定件4上设有第一扣件41；框体1上设有第二扣件14；第一扣件41和第二扣件14相卡合；固定件4的下端面设有塞部42和夹持部43，塞部42嵌设于插口13中；插口13的内沿设有密封圈131；夹持部43从塞部42下方延伸；夹持部43夹持负极片3。

框体1上还设有溢流管段8；溢流管段8的设置高度≥负极片3的最高点；输液管段5的设置高度≤负极片3的最低点；溢流管段8为三通结构，包括三个溢流口8a、8b和8c，其中一个溢流口8a与反应腔室7连通；输液管段5为三通结构，包括三个输液口5a、5b和5c，其中一个输液口5a与反应腔室7连通。

正极膜2上设有微孔21，微孔21的孔径为0.35-0.4nm。

栏板6的平面与正极膜2的平面相平行；栏板6与框体1固定连接。

空气电池的工作原理属于现有技术：以铝、锌、镍、镁等固体活性金属作为负极，碱性溶液、中性盐溶液或水作为电解液，以活性炭等吸附氧气的材料作为正极。正极还原反应：O₂+2H₂O+4e^-→4OH^-，负极反应与金属的价态和电解液种类有关，通式为M→Mⁿ⁺+ne^-，M为金属，n为金属氧化过程中价态的变化。

实施例1的实施方式为：正极膜2亦为电极膜，为以膜的方式涂覆有催化剂，催化剂可以含有活性炭等吸附氧气的材料；负极片3为铝负极片3。如果使用单个空气电池时，将空气电池的一个输液口5b堵住，只需要保留另外两个输液口5a和5c，输液管段5保证是与反应腔室7连通的。将电解液从输液口5c经输液口5a通入反应腔室7，电解液从下而上逐渐充入反应腔室7中，则正极膜2与负极片3之间开始进行反应，使得正极11与负极12产生电压，将正极11和负极12对应与器件电性连接，则可为器件供电。需停止发电时，将堵住的输液口5b打开，重力作用下，电解液快速从输液管段5流出，则反应逐渐减弱至停止。加液速度和反应腔室7中电解液的高度控制发电效率。溢流管段8用于溢出反应腔室7中过多满出的电解液。

插口13用于随时更换负极片3，需更换负极片3时，将第一扣件41和第二扣件14松开，将固定件4提起，塞部42连同负极片3从插口13中抽出，打开夹持部43即可松开负极片3，将新的负极片3重新夹持，然后从插口13中送进反应腔室7的一对正极膜2之间，塞部42重新嵌合插口13中，插口13内的密封圈131防止电解液溢出，将第一扣件41和第二扣件14扣上，完成负极片3的更换。插口13的位置设置在框体1顶端，容易安装，并且电解液不容易漏出。

正极膜2上的微孔21的孔径设置可使得氧气进入反应腔室7进行反应，并减少电解液的漏出，更优选地，可以将空气电池放置于电池盒中，并在电池盒中架高，电池盒用于承装流下的电解液。

栏板6用于保护正极膜2。

实施例2：

参照图5，一种空气电池组，包括10个实施例1的空气电池100；空气电池100依次排列；空气电池100的正极101与下一个空气电池100的负极102进行电性连接，形成串联；空气电池100的溢流管段103依次连接；空气电池100的输液管段104依次连接。

使用时，将第一个空气电池100的正极101和最后一个空气电池100的负极102引出与器件连接，将最后一个空气电池100的输液管段104堵住(封堵的方式与实施例1相同)，使得电解液不流至反应腔室外，然后从第一个空气电池100中，与外部连通的输液口105注入电解液，则电解液通过各空气电池100的输液管段104进入各自反应腔室进行反应，提供高于单个空气电池100产生的电压。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种空气电池，包括框体、一对正极膜和负极片；所述一对正极膜安装在框体中，一对正极膜以平面相对的方式设置；所述负极片设置在一对正极膜之间；所述框体上设有正极和负极；所述正极与正极膜电性连接；所述负极与负极片电性连接；其特征在于，

所述空气电池还包括固定件和输液管段；所述框体与一对正极膜围绕，其内部形成反应腔室；所述框体上设有插口；所述插口与反应腔室连通；所述固定件以可拆卸的方式与负极片连接；所述固定件盖合在插口上，并与框体以可拆卸的方式连接；所述输液管段设置在框体上；所述输液管段包括至少两个输液口，其中一个输液口与反应腔室连通；所述正极膜上设有微孔。

2.如权利要求1所述的空气电池，其特征在于，所述框体上还设有溢流管段；所述溢流管段的设置高度≥负极片的最高点；所述输液管段的设置高度≤负极片的最低点。

3.如权利要求2所述的空气电池，其特征在于，所述输液管段包括三个输液口，其中一个输液口与反应腔室连通；所述溢流管段包括三个溢流口，其中一个溢流口与反应腔室连通。

4.如权利要求1所述的空气电池，其特征在于，所述一对正极膜的外侧还设有一对栏板；所述栏板的平面与正极膜的平面相平行；所述栏板与框体固定连接。

5.如权利要求1所述的空气电池，其特征在于，所述负极片的平面与正极膜的平面相对。

6.如权利要求1所述的空气电池，其特征在于，所述插口设置于框体的顶端。

7.如权利要求1所述的空气电池，其特征在于，所述固定件的下端面设有塞部，所述塞部嵌设于插口中；所述插口的内沿设有密封圈。

8.如权利要求1所述的空气电池，其特征在于，所述固定件的下端面设有夹持部；所述夹持部夹持负极片。

9.如权利要求1所述的空气电池，其特征在于，所述微孔的孔径为0.35-0.4nm。

10.一种空气电池组，其特征在于，包括至少两个如权利要求3所述的空气电池；至少两个所述空气电池依次排列；所述空气电池的正极与下一个空气电极的负极进行电性连接，形成串联；所述空气电池的溢流管段依次连接；所述空气电池的输液管段依次连接。