CN217562675U - 一种金属空气电池单体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属空气电池单体，包括电池支架，上部开口，电池支架内设有腔体，腔体用于盛放电解液；空气电极和负极组，用于与电解液发生反应，空气电极安装于电池支架上，负极组设于腔体内；电池支架下部设有进液口和出液口，进液口上方设有进液通道，进液通道延伸至电池支架上部并与腔体连通，进液口与进液通道连通，以供电解液从进液口进入并通过进液通道进入腔体内；出液口设于进液口一侧，出液口与腔体连通，用于排出电解液。根据本实用新型提供的金属空气电池单体，电解液在电池腔体内循环流动，电解液流动均匀，电池散热均匀。

Description

一种金属空气电池单体

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种金属空气电池单体。

背景技术

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。

目前，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。单体具有由空气电极和负极组组成的空腔，空腔内容纳有电解液，电解液消耗后再补充，但这种单体中电解液反应时处于静置状态，热量无法有效排出。

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金属空气电池单体，电解液在电池腔体内循环流动，电解液流动均匀，反应充分，电池散热均匀。

根据本实用新型的第一方面实施例的一种金属空气电池单体，包括电池支架，上部开口，电池支架内设有腔体，腔体用于盛放电解液；空气电极和负极组，设于腔体内，以供其与电解液发生反应；电池支架下部设有进液口和出液口，进液口上方设有进液通道，进液通道延伸至电池支架上部并与腔体连通，进液口与进液通道连通，以供电解液从进液口进入并通过进液通道进入腔体内；出液口设于进液口一侧，出液口与腔体连通，用于排出电解液。

根据本实用新型实施例的一种金属空气电池单体，至少具有如下技术效果：通过进液口向腔体内注入电解液，电解液进入进液通道，从底部向上扩散，再从进液通道顶部流进腔体内，电解液从上至下流动，在腔体内与空气电极及负极组充分接触反应，最后从出液口流出，形成循环回路。由于注入电解液时是从底部向上均匀扩散，因此能够解决电解液流速不均匀的问题，保证内部电解液分布均匀；腔体内各处电解液流动，也能带走电解反应产生的热量，帮助散热；另外流动的电解液还能清除金属电极的表面附着的残渣，避免阻碍金属电极与电解液接触，影响电解效率。

根据本实用新型的一些实施例，腔体数量为两个，腔体内各设有一个空气电极和一个负极组；进液口设置在两个腔体之间，进液通道与两个腔体连通；出液口数量为两个，且分别设置于电池支架下部两角处。

根据本实用新型的一些实施例，负极组包括负极座和金属板，负极座安装于电池支架上部开口处，金属板与负极座相连，且金属板能插入腔体内。

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，负极组上设有电极连接头；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，电极连接头与电极连接座沿电池单体的前后方向错开设置，电池单体上的电极连接头能插入与之相邻的另一个电池单体上的电极连接座。

根据本实用新型的一些实施例，负极座内设有铜条，电极连接头设于铜条上并从负极座底部伸出，金属板通过插接结构与铜条相连。

根据本实用新型的一些实施例，插接结构包括插接头和插接座，插接头设于金属板上部，插接座设于铜条上，插接头能嵌入插接座以实现金属板与铜条的连接。

根据本实用新型的一些实施例，负极组还包括密封塞，密封塞用于实现电池支架上方开口的密封，密封塞连接于负极座底部，密封塞上设有供插接座穿过的让位孔，插接头能嵌入插接座。

根据本实用新型的一些实施例，电池支架包括内加强筋和外加强筋，空气电极夹设于内加强筋和外加强筋之间。

根据本实用新型的一些实施例，腔体底部两角设置为圆弧结构，进液口和出液口分别设置在两个圆弧结构外侧。

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安装结构示意图；

图2是本实用新型实施例的爆炸视图；

图3是本实用新型实施例的剖视图；

图4是负极组的爆炸视图；

图5是电池支架的结构示意图。

附图标记：

电池支架100，腔体110，进液口120，进液通道121，出液口130，密封槽140，安装孔150，内加强筋160，外加强筋161，隔热块170；

空气电极200，电极连接座210，电极板220，连接条221，凸块222；

负极组300，电极连接头310，负极座320，铜条321，插接座322，散热孔323，金属板330，插接头331；

密封塞400，让位孔410。

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金属空气电池单体，包括电池支架100，空气电极200，负极组300。

电池支架100上部、前后面均设有开口，空气电极200安装于电池支架100上，覆盖于电池支架100的前后面开口处，以与空气接触；空气电极200与电池支架100围设形成腔体110，腔体110用于盛放电解液。负极组300设于腔体110内，能与电解液接触发生电池负极反应。

电池支架100下部设有进液口120和出液口130，进液口120上方设有进液通道121，进液通道121向上延伸至电池支架100上部并与腔体110连通，进液口120与进液通道121连通，以供电解液从进液口120进入并通过进液通道121进入腔体110内；出液口130与腔体110连通，用于排出电解液。

参照图3，通过进液口120向腔体110内注入电解液，电解液进入进液通道121，从底部向上扩散，再从进液通道121顶部流进腔体110内，电解液从上往下流动，在腔体110内与负极组300充分接触反应，最后从出液口130流出，形成循环回路。由于注入电解液时是从底部向上均匀扩散，因此能够解决电解液流速不均匀的问题，保证内部电解液分布均匀；腔体110内各处电解液流动，也能带走电解反应产生的热量，帮助散热。

参照图2，在本实用新型的一些具体实施例中，腔体110数量为两个，腔体110内各设有一个空气电极200和一个负极组300，两个空气电极200对称设置并连接在一起，两个负极组300对称设置并连接在一起；进液口120设置在两个腔体110之间，位于电池支架100下部中心处位置，进液通道121与两个腔体110均连通；出液口130数量为两个，包括第一出液口和第二出液口，且分别设置于电池支架100下部两角处，即进液通道121顶部的对角线位置处。

参照图3，电解液从下部中心处的进液口120进入，沿进液通道121向上流动至顶部通道口，电解液在此处分流，分别向左、向右流进两个腔体110内。电解液流进左侧腔体110，与负极组300充分反应后，从位于电池支架100左下角处的第一出液口流出；电解液流进右侧腔体110，与负极组300充分反应后，从位于电池支架100右下角处的第二出液口流出。

本实用新型通过在一个电池单体内设置两个反应组(腔体110、空气电极200、负极组300和电解液)，提高电池的比能量和放电可靠性的同时，进一步提高了电池的生产工艺的技术水平，以及电池的适用性和拓展性。

参照图4，在本实用新型的进一步实施例中，负极组300包括负极座320和金属板330，负极座320安装于电池支架100上部开口处，金属板330与负极座320相连，且金属板330能插入腔体110内，与电解液进行反应产生电流。

在本实用新型的进一步实施例中，空气电极200上设有电极连接座210，负极组300上设有电极连接头310；电池单体上的电极连接头310能通过导电体(如螺钉)与另一个电池单体上的电极连接座210相连。

具体地，参照图2，空气电极200由两块相同的电极板220连接而成，两块电极板220平行间隔设置，通过连接条221连接，连接条221向空气电极200外侧水平延伸有凸块222，电极连接座210固定连接于凸块222上，以实现对空气电极200上电流的引出。

在实际生产中，空气电极200与电池支架100一体注塑成型，电池支架100由模具和型芯配合形成，而空气电极200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100，电池支架100与空气电极200合为一个整体。

参照图1，在本实用新型的进一步实施例中，电极连接头310与电极连接座210沿电池单体的前后方向错开设置，不需要导电体，电池单体上的电极连接头310能直接插入与之相邻的另一个电池单体上的电极连接座210，以实现串联。

负极座320左右两端分别向前、向后延伸有连接块324，电极连接头310安装于连接块324底部。具体地，当负极座320安装于电池支架100上部开口处时，负极座320左端的连接块324位于负极座320本体前方、位于电池支架100前方，即电极连接头310位于电极连接座210的斜(前)上方，电极连接座210正上方则留出了安装空间，以供位于该电池单体后方的另一个电池单体上的电极连接头310插入该电池单体上的电极连接座210。

负极座320右端的连接块324位于负极座320本体后方、位于电池支架100后方，即电极连接头310位于电极连接座210的斜(后)上方，电极连接座210正上方则留出了安装空间，以供位于该电池单体前方的另一个电池单体上的电极连接头310插入该电池单体上的电极连接座210。

参照图4，在本实用新型的进一步实施例中，负极座320内设有铜条321，电极连接头310设于铜条321上并从负极座320底部伸出，金属板330通过插接结构与铜条321相连。具体地，生产负极座320时，先将铜条321放置于模具内，再通过模具进行注塑，将铜条321固定在负极座320内并与负极座320浇注形成一体。优选的，负极座320顶部开设有若干散热孔323，便于铜条321导电时散热。

在本实用新型的进一步实施例中，插接结构包括插接头331和插接座322，插接头331设于金属板330上部，插接座322设于铜条321上，插接头331能嵌入插接座322以实现金属板330与铜条321的连接。当金属板330有损耗时，将插接头331从插接座322中拔出，即可更换新的金属板330。

在本实用新型的进一步实施例中，负极组300还包括密封塞400，密封塞400用于实现电池支架100上方开口的密封，密封塞400连接于负极座320底部，电池支架100上方开口处设有密封槽140，当负极组300安装到电池支架100上时，密封塞400嵌入密封槽140，密封塞400、空气电极200与腔体110内壁围成密闭空间，便于进行化学反应。

负极组300的安装过程为：将铜条321与负极座320浇注为一体，并使铜条321上的电极连接头310从负极座320伸出；将密封塞400套设于负极座320底部，密封塞400上设有供插接座322穿过的让位孔410，使插接座322穿过让位孔410从密封塞400底部伸出，插接头331嵌入插接座322，从而将金属板330与负极座320连接在一起。

参照图5，在本实用新型的一些具体实施例中，电池支架100包括内加强筋160和外加强筋161，空气电极200夹设于内加强筋160和外加强筋161之间。

具体地，电池支架100的前后两面上各自设置一组内加强筋160和外加强筋161，在生产过程中，注塑使用的模具上设有外加强筋成型槽，用于形成外加强筋161，型芯上设有内加强筋成型槽，用于形成内加强筋160；而空气电极200包裹于型芯外侧，在注塑时处于内加强筋成型槽和外加强筋成型槽之间，因此注塑成型后，空气电极200夹设于内加强筋160和外加强筋161之间。

电池支架100前后面上设有多个隔热块170。具体地，电池支架100前后面上会与外部接触的结构为外加强筋161，将外加强筋161设置为格栅结构，不仅能起到保护支撑空气电极200的作用，也有助于电池散热。隔热块170设置在外加强筋161上，当若干电池单体串联成组时，隔热块170的设置使各电池单体之间留有空隙，便于电池散热。

进一步地，参照图5，电池支架100上设有多个安装孔150，用于安装螺杆。若干电池单体排列设置，其上的安装孔150均对齐，通过螺杆即可将多个电池单体连接成组。

参照图1，在本实用新型的一些具体实施例中，腔体110底部两角设置为圆弧结构，进液口120和出液口130分别设置在两个圆弧结构外侧，以实现整体结构优化，提高空间利用率。

本实用新型的安装方法为：将空气电极200与电池支架100注塑成型，形成腔体110，向腔体110注入电解液；在负极座320底部套上密封塞400，并将金属板330通过插接结构与负极座320连接在一起形成负极组300，将金属板330插入腔体110，负极座320安装到电池支架100开口，最后将密封塞400压进密封槽140内，完成电池单体的安装。

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)

1.一种金属空气电池单体，其特征在于包括：

电池支架(100)，上部开口，所述电池支架(100)内设有腔体(110)，所述腔体(110)用于盛放电解液；

空气电极(200)和负极组(300)，用于与电解液发生反应，所述空气电极(200)安装于所述电池支架(100)上，所述负极组(300)设于所述腔体(110)内；

所述电池支架(100)下部设有进液口(120)和出液口(130)，所述进液口(120)上方设有进液通道(121)，所述进液通道(121)延伸至所述电池支架(100)上部并与所述腔体(110)连通，所述进液口(120)与所述进液通道(121)连通，以供电解液从所述进液口(120)进入，并通过所述进液通道(121)进入所述腔体(110)内；所述出液口(130)与所述腔体(110)连通，用于排出电解液。

2.根据权利要求1所述的一种金属空气电池单体，其特征在于：所述腔体(110)数量为两个，所述腔体(110)内各设有一个所述空气电极(200)和一个所述负极组(300)；所述进液口(120)设置在两个所述腔体(110)之间，所述进液通道(121)与两个所述腔体(110)连通；所述出液口(130)数量为两个，且分别设置于所述电池支架(100)下部两角处。

3.根据权利要求2所述的一种金属空气电池单体，其特征在于：所述负极组(300)包括负极座(320)和金属板(330)，所述负极座(320)安装于所述电池支架(100)上部开口处，所述金属板(330)与所述负极座(320)相连，且所述金属板(330)能插入所述腔体(110)内。

4.根据权利要求3所述的一种金属空气电池单体，其特征在于：所述空气电极(200)上设有电极连接座(210)，所述负极组(300)上设有电极连接头(310)，电池单体上的所述电极连接头(310)能通过导电体与另一个电池单体上的所述电极连接座(210)相连。

5.根据权利要求4所述的一种金属空气电池单体，其特征在于：所述电极连接头(310)与所述电极连接座(210)沿电池单体的前后方向错开设置，电池单体上的所述电极连接头(310)能插入与之相邻的另一个电池单体上的所述电极连接座(210)。

6.根据权利要求4所述的一种金属空气电池单体，其特征在于：所述负极座(320)内设有铜条(321)，所述电极连接头(310)设于所述铜条(321)上并从所述负极座(320)底部伸出，所述金属板(330)通过插接结构与所述铜条(321)相连。

7.根据权利要求6所述的一种金属空气电池单体，其特征在于：所述插接结构包括插接头(331)和插接座(322)，所述插接头(331)设于所述金属板(330)上部，所述插接座(322)设于所述铜条(321)上并从所述负极座(320)底部伸出，所述插接头(331)能嵌入所述插接座(322)以实现所述金属板(330)与所述铜条(321)的连接。

8.根据权利要求7所述的一种金属空气电池单体，其特征在于：所述负极组(300)还包括密封塞(400)，所述密封塞(400)安装于所述电池支架(100)上方开口处以实现开口的密封；所述密封塞(400)与所述负极座(320)底部连接，所述密封塞(400)上设有供所述插接座(322)穿过的让位孔(410)，所述插接头(331)能嵌入所述插接座(322)。

9.根据权利要求1所述的一种金属空气电池单体，其特征在于：所述电池支架(100)包括内加强筋(160)和外加强筋(161)，所述空气电极(200)夹设于所述内加强筋(160)和所述外加强筋(161)之间。

10.根据权利要求1所述的一种金属空气电池单体，其特征在于：所述腔体(110)底部两角设置为圆弧结构，所述进液口(120)和所述出液口(130)分别设置在两个圆弧结构外侧。

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