[发明专利]电化学电池、包括其的电池模块、和包括其的电池组

说明书

本发明涉及电化学电池、包括其的电池模块、和包括其的电池组。电化学电池包括：其中限定注入部分、排出部分和通道的正极集流体，其中包括氧气的空气通过所述注入部分注入，废气通过所述排出部分排出，和所述通道限定连接所述注入部分和所述排出部分的单个路径；和设置成邻近所述正极集流体的单元电池。所述单元电池包括：其活性材料为氧气的正极层，相对于所述正极层而言与所述正极集流体相反地设置的负极金属层、以及介于所述正极层和所述负极金属层之间的电解质膜。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年1月21日提交的韩国专利申请No.10-2016-0007547的优先权以及由其产生的所有权益，将其内容全部引入本文作为参考。

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及电化学电池、包括所述电化学电池的电池模块(组件)、和包括所述电池模块的电池组。

背景技术

与不能再充电的一次电池不同，可再充电电池可反复地充电和放电。小容量的可再充电电池广泛用于小型便携式电子设备例如移动电话、笔记本电脑、可携式摄像机等，和大容量的可再充电电池典型地用作用于混合动力车和电动车的发动机驱动电源。

近来，在这样的可再充电电池中，已经积极地研究使用空气中的氧气作为正极活性材料的金属-空气电池。金属-空气电池是包括能够吸收/释放离子的负极和使用空气中的氧气作为活性材料的正极的电池。

在这样的金属-空气电池中，在正极中产生从外部流入的氧气的还原/氧化反应，在负极中产生金属的氧化/还原反应，并且通过这样的反应产生的化学能被作为电能取出。金属-空气电池在放电期间可吸收氧气和在充电期间可放出氧气。如上所述，由于金属-空气电池使用空气中的氧气，因此电池的能量密度可显著改善。例如，金属-空气电池可具有为常规锂离子电池的能量密度的数倍大的高的能量密度。

此外，由于金属-空气电池具有低的由于高温而着火的可能性，因此金属-空气电池具有高的稳定性，并且仅通过氧气的吸收/释放而运行，无需使用媒介(介质)金属，环境污染的可能性低。根据这些多种优点，目前正在进行金属-空气电池的许多研究。

发明内容

本发明的示例性实施方式涉及如下电化学电池、包括所述电化学电池的电池模块、和包括所述电池模块的电池组：其在不增加所述电池的体积的情况下在有效供应空气时具有高的能量密度和在正极中氧气和电流密度的均匀分布。

根据一种示例性实施方式，电化学电池包括：其中限定注入部分、排出部分和通道的正极集流体，其中包括氧气的空气通过所述注入部分注入，废气通过所述排出部分排出，和所述通道限定连接所述注入部分和所述排出部分的单个(单一)路径；和设置成邻近所述正极集流体的单元电池。在这样的实施方式中，所述单元电池包括：正极层，其中氧气为其活性材料；相对于所述正极层而言与所述正极集流体相反(对向)地设置的负极金属层；以及介于所述正极层和所述负极金属层之间的电解质膜。

在一种示例性实施方式中，所述单元电池可成对(作为一对)提供并且相对于所述正极集流体彼此相反地设置。

在一种示例性实施方式中，所述通道可具有曲折形状。

在一种示例性实施方式中，所述正极层可接触所述正极集流体的表面。

在一种示例性实施方式中，所述通道的至少一部分可朝着所述正极层的表面开放。

在一种示例性实施方式中，所述正极集流体可包括包含多个第一突起的第一框架和包含多个第二突起的第二框架，且所述第一突起和所述第二突起可设置成彼此间隔开并且彼此相反。

在一种示例性实施方式中，所述第一突起和所述第二突起可沿着第一方向交替地设置。

在一种示例性实施方式中，所述第一突起和所述第二突起可具有彼此对应的形状。