[发明专利]一种金属空气电池及电堆

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属空气电池及电堆，具体的说涉及一种金属空气电池的串联连接方法。

背景技术

随着海洋及淡水水下探测的日益深入，水下用电子设备对电源的需求日益增加。种类繁多的电子设备要求电池具有容量大、功率高、稳定性好等特点。常规的一次电池，如锌锰、锌银等，价格高、而且质量和体积比能量低，储存性能差。如果用铅酸、镍氢、锂离子等二次电池，一方面，受其额定容量限制，电池的水下连续使用时间有限；另一方面，在深海工作时，需将电池密封于耐压容器中进行保护，尤其是锂离子电池，增加了系统的复杂性。

金属/氧气电池利用盐水或碱液作为电解质，具有在水下使用的阳极为镁、铝金属或合金，阴极氧化剂为氧气、过氧化氢。该类电池的优点有：一、能量密度高。由于这类电池可由海水直接提供电解质，因此其理论质量比能量高达数百瓦时每千克。二、原料来源丰富。镁、铝均为地球储量大的金属元素，且价格低廉。三、储存性能好。该类电池在不接触电解质（如海水）时处于不激活状态，其储存性能好，储存时间长达数年。由于单体金属/氧电池的工作电压只有1-1.5V，无法满足用电设备的较高额定电压的需求，而使用DC-DC升压电路则会大大降低电池的效率。因此，需要将若干金属/氧电池串联起来，以获得更高的输出电压。但是，固定式串联连接的金属空气电池系统不易于维护，若单体电池出现问题不易于更换，因此单体电池可更换式串联连接的金属空气电池堆对于金属空气电池的发展至关重要。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，重点在于发明一种金属空气电池间的串联电连接方式，解决了机械可更换式金属空气电池组阳极金属燃料更换过程中，阳极与相邻单池阴极间的快速电连接，使得用户在更换操作过程中，无需辨识电池的正、负极即可快速、准确组装，提高了金属空气电池使用方便与快捷性。

本发明采用以下具体方案来实现：

一种金属空气电池，包括金属板阳极、片状的空气阴极、电池壳体，电池壳体为带有上盖板的上端开口的长方形容器，上盖板上设有排气孔，二个片状的空气阴极分别设置于长方形容器的二个相对的内壁面上，于长方形容器的侧壁面上、空气阴极所在位置处开设有透气通孔；金属板阳极置于长方形容器内，其与空气阴极相互间隔、相向设置；

所述金属板阳极和上盖板为相同材料压制而成的一体式结构；

二个片状的空气阴极通过阴极电连接片相互连接；且于一片空气阴极上设有阴极中心集流导电片。

金属板阳极垂直设置于上盖板的下表面上。

包括二节以上的权利要求1或2所述金属空气电池，二节以上的金属空气电池依次顺序平行叠放，二节相邻金属空气电池的空气阴极相互间隔、相向设置；

从左向右顺序叠放的金属空气电池，相邻的二节金属空气电池中左侧金属空气电池的空气阴极上的阴极中心集流导电片与其相邻的右侧金属空气电池的上盖板侧壁面相贴接；形成一个二节以上的金属空气电池电路串联连接的电堆。

一截面为倒U字形的槽体，槽体扣合于金属空气电池的上盖上，阴极中心集流导电片的一端位于槽体的内壁面与上盖板侧壁面之间，阴极中心集流导电片通过槽体与上盖板侧壁面间紧密贴合。

所述阴极中心集流导电片为侧Z字形，其一端固定于金属空气电池的空气阴极上，另一端贴接于与其相邻的右侧金属空气电池的上盖板侧壁面上。

所述截面为倒U字形槽体的U字形顶部向内设有平行于槽体底面的条状内凸台，所述上盖板的下表面略大于长方形容器开口端表面，槽体的内凸台卡在上盖板的下边缘处。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.单电池间的连接是可以拆卸的，当阳极燃料反应完毕，拔出除去反应产物，插入新的阳极板即可实现电池的连接，用户不用考虑如何连接；

2.与接插件连接相比，电池间的连接对接触点的定位精度要求不高，电池的构造相对容易；

3.电连接点在电池反应区域外，接触点不易腐蚀；

4.电连接点是一种面接触，导电片非常薄，不占用电池系统的额外空间，整个电池组结构高度紧凑；

5.提高了金属空气电池使用过程中的方便性与快捷性。

附图说明

图1为传统金属空气电池单电池结构示意图；

图中，1为阳极电连接线，2为金属板阳极，3为空气阴极，4为阴极电连接线，5为电解质溶液，6为电池壳体。

图2为本发明所述一种金属空气电池单电池结构示意图；