[发明专利]一种金属空气电池结构

说明书

技术领域

本发明涉及金属燃料电池领域，更具体的说涉及一种金属空气电池结构。

背景技术

金属空气电池是以金属为燃料，与空气中的氧气发生氧化还原反应产生电能的一种特殊燃料电池。金属空气电池以活泼的金属作为阳极，具有安全、环保、能量密度高等诸多优点。目前已经取得研究进展的金属空气电池主要有铝空气电池、镁空气电池、锌空气电池、锂空气电池等。这几种类型的金属空气电池有的已经具备大规模量产的条件，有的还停留在实验室阶段，有的已经在电动汽车方面取得良好的应用成果，并即将大规模装载新能源车辆。而国内在金属空气电池的开发上起步慢，瓶颈多，技术尚不成熟。现有报道的以及市场中包括几所著名研究所研制的，关于金属燃料电池的产品中，均采用不更换阴极空气电极而更换阳极金属板的结构设计，不更换空气电极则需要中间不断清洗维护电池阴极，导致每次使用时限短，而且单独更换阳极金属板需拆解整个电池设备，操作繁琐，因此目前小型金属空气电池的用户体验比较差。此外，目前市场上的小型金属空气电池生产成本以及回收再利用的成本普遍较高，无法做到像干电池一样即用即抛，普及率低。

发明内容

针对现有技术的不足之处本发明提供一种金属空气电池结构，本发明的金属空气电池对结构进行了优化，实现金属电极能够快速插拔更换，减少了繁琐操作；并且采用两组电极串联的方式提高了电池容量，延长使用寿命；而整个电池结构成本低廉，能够实现即用即抛无需维护。

本发明的具体技术方案如下：一种金属空气电池结构，包括电池下壳、电池上壳、空气电极、金属电极；

两组所述空气电极安装于方形的所述电池下壳相对的两个镂空的侧面，两组所述金属电极安装于所述电池下壳内部且与所述空气电极平行；

所述电池上壳安装于所述电池下壳镂空的顶面上，将所述金属电极封闭于所述电池下壳内。

所述电池上壳拆卸后可对所述金属电极进行插拔式拆装，所述空气电极通过高频焊接焊接于所述电池下壳上，且焊缝处内部均涂玻璃胶做防水处理。

作为本发明的优选，所述电池下壳内部设置有隔板，两组所述金属电极之间通过所述隔板隔开；

所述电池下壳内部设置有固定筋和限位槽，所述固定筋设置于所述金属电极插入方向的前端，所述限位槽设置于所述金属电极插入方向的两侧边沿处。

通过设置所述隔板使所述隔板两侧的电极分别发生反应互不影响，提高电极的利用率；设置所述固定筋和所述限位槽使所述金属电极只能在插拔方向运动，安装上所述电池上壳后被固定无法移动；所述金属电极的周围能够留有空隙存放电解质包，电解质包为外包袋是PVA材质的水溶袋，内部电解质由氯化钠、氯化镁、氯化钾、氢氧化钾等盐碱类物质中的一种或者几种组合而成，当加水启动时，水溶袋遇水溶解，释放出内部氯化钠溶于水。

作为本发明的优选，所述空气电极与所述金属电极之间的距离为7mm~10mm；

所述空气电极边缘的任何一处均超出所述金属电极，且所述空气电极的表面面积比所述金属电极的表面面积大10%~30%。

所述空气电极与所述金属电极之间的距离设为7mm~10mm能够使电极之间的化学反应处于最佳状态，距离过远反应速度慢，距离过近反应速度太快且反应过程中产生的残渣容易堆积；所述空气电极的表面面积比所述金属电极的表面面积大10%~30%使所述金属电极的边缘处也能够完全参与化学反应，提高所述金属电极的利用率。

作为本发明的优选，所述电池上壳上设有加水口和出气口，所述加水口由橡胶塞堵住，所述出气口上安装有防水透气塞。

所述加水口橡胶塞拆下后用于加水启动电池工作；所述金属空气电池工作过程中会有析氢反应，通过安装所述防水透气塞能够排出氢气。

作为本发明的优选，所述空气电极外侧设置有挡板，所述挡板为田字形框架，内嵌安装于所述电池下壳的侧面。

设置所述挡板能够使所述金属空气电池受外力撞击时减小对所述空气电极的冲击。

作为本发明的优选，所述电池下壳外部安装有电池外套，所述电池外套贴合在所述电池下壳外部，且所述电池外套在所述电池上壳一侧以及与所述电池上壳相对的一侧镂空。

由此，所述电池外套覆盖在所述空气电极外侧，对所述空气电极起到保护作用。

作为本发明的优选，所述电池外套在所述空气电极的两个侧面存在密布的透气孔，所述透气孔组成的区域边缘任何一处均超出所述空气电极，且所述透气孔组成区域的面积比所述空气电极表面面积大10%~30%。