[发明专利]用于锌－空气电池的空气管理系统

说明书

技术领域

有不同类型的一次电池可供使用。最普通类型的一次电池为锌- 碳电池、碱-锰电池和锂电池。一种专用类型的电池为金属-空气电池， 其中锌-空气电池最为常见。锌-空气钮扣电池广泛应用于助听器中。 高功率锌-空气电池的另一个应用是用作应急电源的能源。锌-空气电 池具有非常高的能量密度，例如，最高可高出最先进的锂电池能量密 度的40％。高能量密度的产生是由于用于一个电极的材料位于电池 组外壳内，这导致用于那个材料的容量增加。用于第二电极的材料为 源自环境空气的氧气。

在产生电流时，电池需要连续地接纳与电池所提供的电能成比例 的新鲜空气。小钮扣电池通过扩散接纳空气。对于高功率应用，电池 包括风扇或其它推动空气穿过电池的机构。

锌-空气电池的主要缺点是：一旦电池与空气接触，电池就开始 老化，甚至在还没有传送电能时就开始老化。这种现象的发生有两个 原因。一个原因是电解质(其典型地为钾碱液)被空气中的二氧化碳 中和。第二个原因是电池由于电池中的空气交换而变干。

发明内容

根据本发明的一个方面，用于金属-空气电池的空气管理系统包 括具有至少一个腔体的外壳，其中外壳提供与金属-空气电池的电接触 并且提供将外壳的腔体中的空气流动耦接到金属-空气电池的通道。空 气管理系统也包括：设置在至少一个腔体中的马达；与马达连通并被 配置成向外壳的出口输送空气的叶轮，例如径向叶轮，混合型叶轮或 对角线叶轮；以及盖住外壳而设置的罩。

以下实施方案在本发明的范围之内。外壳包括耦接到金属-空气 电池的两个盘形构件。外壳包括被配置成耦接到载体上的一对键孔的 两个盘形构件，所述载体耦接到金属-空气电池。外壳具有提供始于腔 体并穿过外壳的空气通道的槽。叶轮组合件包括叶轮罩和薄片轮。本 系统被构形为具有两个蓄电池组电池，并且叶轮轴线与一对蓄电池组 电池中之一的轴线重合。罩包括一对触点用以与装置电连接。马达为 同步马达，并且系统还包括电子电路用以控制同步马达的运行。电子 电路包括传感器电路。所述传感器电路传感电阻器两端的电压并且放 大此电压而为电子电路提供输入信号。电子电路包括电压控制振荡 器。所述振荡器响应源自传感器电路的输入信号而产生输出信号以驱 动同步马达。电子控制电路包括应用脉冲驱动同步马达的驱动电路。 电子电路包括用以启动同步马达的电路。电子电路包括发生器电路用 以产生输出脉冲信号，其中输出脉冲信号的第一个具有长持续时间以 将马达转子调整到两个可能的取向之一上。在第一脉冲产生之后，驱 动器延迟一段时间以使转子有时间完成任何摆动并保持在适当的位 置，并且驱动器随后启动用于加速和恒定地转动马达的序列。

根据本发明的一方面，金属-空气电池包括装有至少一个金属-空 气电池的外壳、电耦接到装有至少一个金属-空气电池的外壳的接口以 及空气管理系统。空气管理系统包括外壳，所述外壳具有至少一个腔 体和允许空气从腔体流动的通道并且带有：与接口产生电接触的触 点；设置在此一个腔体之内的马达；与马达连通的叶轮，例如径向叶 轮、混合型叶轮或对角线叶轮；控制马达的电子线路；以及盖住外壳 的一侧而设置的罩。