CN217562673U - 一种便于更换的大功率金属空气电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便于更换的大功率金属空气电池，包括外壳，上方开口，开口处盖设有外盖；若干电池单体，排列成组置于外壳内；电池单体包括电池壳体和金属电极组件，电池壳体内部设有腔体，腔体用于盛放电解液；金属电极组件通过可伸缩的卡扣结构与电池壳体可拆卸连接，金属电极组件部分伸入所述腔体以与电解液发生反应，金属电极组件上还设有进液口，通过进液口能向腔体内注入电解液。根据本实用新型提供的便于更换的大功率金属空气电池，由若干个金属电池单体串联而成，电池单体上的金属盖体通过可伸缩的卡扣结构可拆卸固定在电池支架上，便于及时将金属盖体取出更换。

Description

一种便于更换的大功率金属空气电池

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种便于更换的大功率金属空气电池。

背景技术

金属空气燃料电池(即金属空气电池)是以空气中的氧为正极活性物质，以金属为负极活性物质，以导电溶液为电解液，在催化剂的催化作用下发生化学反应而产生电能的一种化学电源。金属空气电池一般是由若干个金属空气电池的单体组装而成，单体金属空气电池可以独立发电，也可以将一定数量的电池单体间进行电串联或者电并联组成电堆，以获得更高的输出功率和输出电压。

由于金属空气电池在使用过一段时间后，金属电极完全反应，需要及时更换添加新的金属燃料，以使金属空气电池能维持供电的状态，而目前市面上的金属空气电池，金属电极不易拆下，导致新的电极更换不便，也难以及时排出反应残渣、添加电解液。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种便于更换的大功率金属空气电池，由若干个金属电池单体串联而成，电池单体上的金属电极组件通过可伸缩的卡扣结构可拆卸固定在电池支架上，结构简单，便于及时取出更换，同时能及时排出腔体内的反应残渣、添加电解液。

根据本实用新型的第一方面实施例的一种便于更换的大功率金属空气电池，包括外壳，上方开口，开口处盖设有外盖；若干电池单体，排列成组置于外壳内；电池单体包括电池壳体和金属电极组件，电池壳体内部设有腔体，腔体用于盛放电解液；金属电极组件通过可伸缩的卡扣结构与电池壳体可拆卸连接，金属电极组件部分伸入腔体以与电解液发生反应，金属电极组件上还设有进液口，通过进液口能向腔体内注入电解液。

根据本实用新型实施例的一种便于更换的大功率金属空气电池，至少具有如下技术效果：金属电极组件上设有进液口，通过进液口可以将新的电解液直接注入腔体，金属电极组件部分伸入所述腔体以与电解液发生反应；金属电极组件通过可伸缩的卡扣结构与电池壳体可拆卸连接，当需要更换金属电极组件或者排出反应残渣时，通过卡扣结构即可将其取下，结构简单，操作方便。

根据本实用新型的一些实施例，外盖底面设有进液管道，进液管道连通有若干注液管，外盖设置于外壳开口上时，注液管与对应的进液口相连通。

根据本实用新型的一些实施例，进液口上安装有密封盖。

根据本实用新型的一些实施例，外盖内设有收纳腔，用于放置电解反应所需的耗材。

根据本实用新型的一些实施例，电池壳体上部开口，金属电极组件包括金属盖体和金属电极，金属盖体安装于电池壳体上部开口处，金属电极可拆卸连接于金属盖体下方，并能伸入腔体与电解液发生反应。

根据本实用新型的一些实施例，电池壳体包括电池支架和空气电极，电池支架前后面设有开口，空气电极覆盖于电池支架前后开口处。

根据本实用新型的一些实施例，空气电极上设有电极连接座，金属盖体上设有电极连接头，电池单体上的电极连接头能通过导电体与另一个电池单体上的电极连接座相连。

根据本实用新型的一些实施例，外盖内设有导线腔，导线腔与外壳连通，导线腔用于容纳导电体，导电体能从外壳伸入导线腔并从外盖伸出，以实现位于最外侧的两个电池单体上的电流的引出。

根据本实用新型的一些实施例，卡扣结构包括卡块和卡槽，卡块滑动设于金属盖体上，卡槽设于电池支架上，卡块能滑动至部分伸入卡槽，以将金属盖体固定于电池支架上。

根据本实用新型的一些实施例，卡扣结构设有两组，分别设置在金属盖体两端；金属盖体两端开设有滑槽，卡块与滑槽匹配且能沿滑槽滑动。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是外盖的结构示意图；

图3是本实用新型另一种实施例的结构示意图；

图4是电池单体的结构示意图；

图5是电池单体的爆炸视图；

图6是电池单体的部分结构示意图。

附图标记：

外壳1000，外盖1010，导线腔1011，收纳腔1012，进液管道1013，注液管1014；

电池单体2000，电池支架2100，上支架2101，下支架2102，卡槽2110，安装槽2120，第三环凸部2121；

空气电极2200，电极板2210，连接条2211，连接块2212，电极连接座2220，隔热块2230；

金属盖体2300，金属电极2301，卡块2310，凸块2311，抓持部2312，弹簧2313，滑槽2320，第一环凸部2330，第二环凸部2331，密封槽2332，进液口2340，密封盖2341，电极连接头2350。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图2，本实用新型实施例的一种便于更换的大功率金属空气电池，包括外壳1000，电池单体2000。

外壳1000上方开口，开口处盖设有外盖1010。若干电池单体2000排列成组置于外壳1000内，具体地，外壳1000尺寸刚好能容纳该电池组，使得该电池组在外壳1000内不会发生晃动；外壳1000上设有多个散热孔。

若干电池单体2000排列成组置于外壳1000内；电池单体2000包括电池壳体和金属电极组件，电池壳体内部设有腔体，腔体用于盛放电解液；由于金属空气电池在使用过一段时间后，金属电极组件发生损耗，需要及时更换，以使金属空气电池能维持供电的状态。因此，在本实用新型中，金属电极组件通过可伸缩的卡扣结构与电池壳体可拆卸连接，金属电极组件部分伸入所述腔体以与电解液发生反应。当需要更换金属电极组件时，通过卡扣结构即可将金属电极组件取下，同时能及时排出腔体内的反应残渣、添加电解液，结构简单，操作方便。

金属电极组件上还设有进液口2340，通过进液口2340能向腔体内注入电解液。

参照图2，在本实用新型的一些具体实施例中，外盖1010底面设有进液管道1013，进液管道1013连通有若干注液管1014，外盖1010设置于外壳1000开口上时，注液管1014与对应的进液口2340相连通；进液管道1013外接输注设备，则不再需要对各电池单体2000分别注入电解液，只需一套输注设备就能实现整个金属空气电池组的电解液输入，节约人力物力成本。

某些情况下可能不需要同时向所有电池单体2000注入电解液，此时就需要对各电池单体2000分别注入电解液，因此，在本实用新型的一些其他具体实施例中，参照图3，外盖1010底面不设进液管道1013，同时进液口2340上安装有密封盖2341，注入电解液后用密封盖2341将进液口2340封住，为内部反应提供密闭环境。

参照图1，在本实用新型的一些具体实施例中，外盖1010内设有收纳腔1012，用于放置电解反应所需的耗材，如电解质粉末、用于更换的金属电极组件等。

参照图5，在本实用新型的一些具体实施例中，电池壳体上部开口，金属电极组件包括金属盖体2300和金属电极2301，金属盖体2300安装于电池壳体上部开口处，金属电极2301可拆卸连接于金属盖体2300下方，并能伸入腔体与电解液发生反应。

参照图4，在本实用新型的一些具体实施例中，电池壳体包括电池支架2100和空气电极2200，电池支架2100前后面设有开口，空气电极2200覆盖于电池支架2100前后开口处，腔体即由空气电极2200与电池支架2100围设而成。

参照图4至图5，在本实用新型的进一步实施例中，空气电极2200上设有电极连接座2220；金属盖体2300上设有电极连接头2350，一个电池单体2000上的电极连接头2350能通过导电体(如导线、导电片)与另一个电池单体2000上的电极连接座2220相连，以实现若干电池单体2000的串联。

参照图5，空气电极2200由两块相同的电极板2210连接而成，两块电极板2210平行间隔设置，通过连接条2211连接，连接条2211向空气电极2200外侧水平延伸有连接块2212，电极连接座2220固定连接于连接块2212上。

在实际生产中，空气电极2200与电池支架2100一体注塑成型，电池支架2100由模具和型芯配合形成，而空气电极2200包裹在型芯外侧，随型芯伸入模具内，注塑液在模具内流动形成电池支架2100，电池支架2100与空气电极2200合为一个整体。

参照图1，在本实用新型的进一步实施例中，外盖1010内设有导线腔1011，导线腔1011与外壳1000连通，导线腔1011用于容纳导电体，导电体能从外壳1000伸入导线腔1011并从外盖1010伸出，以实现位于最外侧的两个电池单体2000上的电流的引出。

当若干个电池单体2000需要串联时，一个电池单体2000的空气电极2200与相邻的另一个电池单体2000的金属盖体2300相连，多个电池单体2000依次相连，直到剩下位于最外侧的两个电池单体2000，将这两个电池单体2000分别作为电池组的正极和负极，用来外接负载，因此需要用导电体分别与这两个电池单体2000相连，并从外壳1000或外盖1010上引出。

具体地，在本实施例中，先将导电体与这两个电池单体2000的空气电极2200或金属盖体2300相连，然后将导电体伸进外盖1010上的导线腔1011，穿过导线腔1011后再从外壳1000伸出，从而实现电流的引出。

由于金属空气电池在使用过一段时间后，金属电极组件发生损耗，需要及时更换，以使金属空气电池能维持供电的状态。因此，在本实用新型中，金属盖体2300通过可伸缩的卡扣结构与电池支架2100可拆卸连接，当金属电极组件损耗时，通过卡扣结构即可将金属盖体2300取下，更换新的金属电极2301，结构简单，操作方便。

参照图5，在本实用新型的一些具体实施例中，卡扣结构包括卡块2310和卡槽2110，卡块2310滑动设于金属盖体2300上，卡槽2110设于电池支架2100上，卡块2310能滑动至部分伸入卡槽2110，以将金属盖体2300固定于电池支架2100上。具体地，卡块2310靠近电池支架2100的一端上设有凸块2311，凸块2311与卡槽2110匹配且高度平齐。当凸块2311嵌入卡槽2110时，金属盖体2300固定在电池支架2100上；当凸块2311脱离卡槽2110时，金属盖体2300可从电池支架2100上取出。

在本实用新型的进一步实施例中，卡扣结构设有两组，分别设置在金属盖体2300两端；金属盖体2300两端开设有滑槽2320，滑槽2320的长度大于卡块2310的长度，卡块2310与滑槽2320形状匹配且能沿滑槽2320滑动。使用卡扣结构时，可以同时操作两个卡块2310，将两个卡块2310相向移动，使其端部的凸块2311均脱离对应的卡槽2110时，然后将金属盖体2300拆卸下来，卡块2310也可从金属盖体2300上取出；更换新的金属盖体2300后，将卡块2310重新装入滑槽2320，金属盖体2300安装到电池支架2100上后，将两个卡块2310朝相反方向移动，使其端部的凸块2311均嵌入卡槽2110，实现金属盖体2300的固定。

在本实用新型的进一步实施例中，卡块2310上设有供人工操作的抓持部2312，抓持部2312为卡块2310向上延伸而成，通过移动抓持部2312能带动卡块2310移动。

优选的，卡块2310与滑槽2320内侧壁之间连接有弹簧2313。将金属盖体2300安装到电池支架2100之前，需要先将两个卡块2310相向移动，使得弹簧2313处于压缩状态；当外力撤销后，弹簧2313将向卡块2310施力，使两个卡块2310朝相反方向(向外脱出滑槽2320的方向)移动，使其端部的凸块2311均嵌入卡槽2110，以保证金属盖体2300在电池支架2100上安装牢固。

可以想见的是，卡槽2110也可以用扣件代替，扣件设于电池支架2100上，扣件与卡块2310匹配，卡块2310至少部分可以嵌入扣件，实现电池支架2100和金属盖体2300的连接固定。

参照图5，电池支架2100上部设有安装槽2120，安装槽2120与金属盖体2300匹配，用于承托金属盖体2300。具体地，电池支架2100包括上支架2101和下支架2102，上支架2101为上部开口，设有安装槽2120，卡槽2110开设在安装槽2120侧壁上；下支架2102为前后面开口的框架结构，空气电极2200安装于下支架2102上。

进一步地，下支架2102前后面上设有多个隔热块2230。具体地，下支架2102前后面设置为格栅结构，不仅能起到保护支撑空气电极2200的作用，也有助于电池散热。隔热块2230设置在格栅结构上，当若干电池单体2000串联成组时，隔热块2230的设置使各电池单体2000之间留有空隙，便于电池散热。

参照图6，金属盖体2300底部设有呈方形环状的第一环凸部2330，第一环凸部2330外侧设有第二环凸部2331，第二环凸部2331设于金属盖体2300周缘并且包围第一环凸部2330，第一环凸部2330和第二环凸部2331之间形成密封槽2332；参照图5，安装槽2120底面设有第三环凸部2121，当金属盖体2300装入安装槽2120内时，第三环凸部2121能嵌入密封槽2332中，实现电池支架2100与金属盖体2300之间的密封。

本实用新型的使用方法为：将空气电极2200安装在电池支架2100上；将卡块2310装入金属盖体2300上的滑槽2320中，将金属盖体2300放入安装槽2120，金属电极2301伸入腔体内，第三环凸部2121嵌入密封槽2332实现密封；将两个卡块2310朝相反方向移动，使卡块2310端部的凸块2311嵌入卡槽2110，即完成一个电池单体2000的安装。

将若干个电池单体2000排列整齐，一个电池单体2000的空气电极2200与相邻的另一个电池单体2000的金属盖体2300相连，多个电池单体2000依次相连，直到剩下位于最外侧的两个电池单体2000，将成组的电池单体2000放进外壳1000内；最外侧的两个电池单体2000分别与导电体相连，再将导电体伸进外盖1010上的导线腔1011，穿过导线腔1011从外壳1000伸出(这两个电池单体2000将分别作为电池组的正极和负极，外接负载)。最后将外盖1010盖设于外壳1000上方开口处，使得注液管1014与对应的进液口2340相连通；进液管道1013外接输注设备，即可同时各电池单体2000注入电解液。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种便于更换的大功率金属空气电池，其特征在于包括：

外壳(1000)，上方开口，所述开口处盖设有外盖(1010)；

若干电池单体(2000)，排列成组置于所述外壳(1000)内；所述电池单体(2000)包括电池壳体和金属电极组件，所述电池壳体内部设有腔体，所述腔体用于盛放电解液；所述金属电极组件通过可伸缩的卡扣结构与所述电池壳体可拆卸连接，所述金属电极组件部分伸入所述腔体以与电解液发生反应，所述金属电极组件上还设有进液口(2340)，通过所述进液口(2340)能向所述腔体内注入电解液。

2.根据权利要求1所述的一种便于更换的大功率金属空气电池，其特征在于：所述外盖(1010)底面设有进液管道(1013)，所述进液管道(1013)连通有若干注液管(1014)，所述外盖(1010)设置于所述外壳(1000)开口上时，所述注液管(1014)与对应的所述进液口(2340)相连通。

3.根据权利要求1所述的一种便于更换的大功率金属空气电池，其特征在于：所述进液口(2340)上安装有密封盖(2341)。

4.根据权利要求1所述的一种便于更换的大功率金属空气电池，其特征在于：所述外盖(1010)内设有收纳腔(1012)，用于放置电解反应所需的耗材。

5.根据权利要求1所述的一种便于更换的大功率金属空气电池，其特征在于：所述电池壳体上部开口，所述金属电极组件包括金属盖体(2300)和金属电极(2301)，所述金属盖体(2300)安装于所述电池壳体上部开口处，所述金属电极(2301)可拆卸连接于所述金属盖体(2300)下方，并能伸入所述腔体与电解液发生反应。

6.根据权利要求5所述的一种便于更换的大功率金属空气电池，其特征在于：所述电池壳体包括电池支架(2100)和空气电极(2200)，所述电池支架(2100)前后面设有开口，所述空气电极(2200)覆盖于所述电池支架(2100)前后开口处。

7.根据权利要求6所述的一种便于更换的大功率金属空气电池，其特征在于：所述空气电极(2200)上设有电极连接座(2220)，所述金属盖体(2300)上设有电极连接头(2350)，所述电池单体(2000)上的所述电极连接头(2350)能通过导电体与另一个电池单体(2000)上的所述电极连接座(2220)相连。

8.根据权利要求7所述的一种便于更换的大功率金属空气电池，其特征在于：所述外盖(1010)内设有导线腔(1011)，所述导线腔(1011)与所述外壳(1000)连通，所述导线腔(1011)用于容纳所述导电体，所述导电体能从外壳(1000)伸入所述导线腔(1011)并从所述外盖(1010)伸出，以实现位于最外侧的两个所述电池单体(2000)上的电流的引出。

9.根据权利要求6所述的一种便于更换的大功率金属空气电池，其特征在于：所述卡扣结构包括卡块(2310)和卡槽(2110)，所述卡块(2310)滑动设于所述金属盖体(2300)上，所述卡槽(2110)设于所述电池支架(2100)上，所述卡块(2310)能滑动至部分伸入所述卡槽(2110)，以将所述金属盖体(2300)固定于所述电池支架(2100)上。

10.根据权利要求9所述的一种便于更换的大功率金属空气电池，其特征在于：所述卡扣结构设有两组，分别设置在所述金属盖体(2300)两端；所述金属盖体(2300)两端开设有滑槽(2320)，所述卡块(2310)与所述滑槽(2320)匹配且能沿所述滑槽(2320)滑动。

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