[实用新型]一种动力金属空气电池

说明书

本实用新型公开一种动力金属空气电池。该空气电池包括：空气阴极、金属筒、金属球；空气阴极为圆筒形，套设在金属筒外围；空气阴极与金属筒之间填充有电解液；金属球填充在金属筒内；在金属筒的侧壁上设置有从下到上直径逐渐增大的通孔；通孔的最大直径小于金属球的最大直径；电解液穿过通孔与金属球接触；金属筒内表面的直径从下到上依次增大。本实用新型的空气电池无需更换阳极，并能够使金属氧化物充分反应，节省电池的使用成本。

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种动力金属空气电池。

背景技术

纯电动汽车和便携式电器靠所携带的电池驱动，为了提高设备的续航里程或时间，需要能量密度高的的电池。锂离子电池充电效率高，无记忆，为目前应用最广的纯电动汽车和便携式电器移动电源。当前采用的非聚合物锂离子电池能量密度低，能量密度高的聚合物锂离子电池，成本高，高温和日照下，有自燃可能性。金属空气电池具有能量密度高，使用安全，有望成为动力电池一个有前途的方案。金属空气电池以活泼金属作为阳极，空气中的氧气作为阴极，通过原电池反应提供电能。金属空气电池利用活泼金属储存的化学能，通过金属氧化，释放能量。工作时，利用空气中的氧气作为氧化剂，活泼金属作为还原剂，构成原电池。反应中，大气中的氧气可以源源不断的到达正极，但负极的活泼金属会不断损耗，同时损耗的还有电解液中的水。金属空气电池多数为一次性电池，使用过程中，需要不断更换电池的负极材料，补充电解液中的水，才能保证电池持续工作。金属空气电池的工作原理如图1所示。

当采用中性盐电解液时，电池的主要反应例如以下：

负极：4X-4ne^-＝4Xⁿ⁺

正极：nO₂+2nH₂O+4ne^-＝4nOH^-

总反应式：4X+nO₂+2nH₂O＝4X(OH)_n

其中：X代表负极的活泼金属，n为活泼金属的化合价。

由反应方程式不难看出，金属阳极不断损耗，转化为附着物或沉淀物，同时消耗电解液中的水。

由于金属阳极板的晶相不完全均匀，而且电池中的电场不均匀，金属阳极的损耗并不均匀，在使用寿命内，阳极的面积会发生变化，影响电池的功率和内阻。特别是当金属阳极比较薄以后，不均匀的损耗会造成极板部分脱落，对于移动设备，特别是高速移动设备如电动汽车，会造成电池内部的损坏。为了避免这种情况的发生，只能在阳极还有一定厚度的时候，就提前更换，这造成阳极所储存的化学能无法充分释放，影响电池的功率密度，提高金属空气电池的使用成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种动力金属空气电池，无需更换阳极，并使金属氧化物充分反应，节省了电池的使用成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种动力金属空气电池，包括：空气阴极、金属筒、金属球；

所述空气阴极为圆筒形，套设在所述金属筒外围；所述空气阴极与所述金属筒之间填充有电解液；所述金属球填充在所述金属筒内；在所述金属筒的侧壁上设置有从下到上直径逐渐增大的通孔；所述通孔的最大直径小于所述金属球的最大直径；所述电解液穿过所述通孔与所述金属球接触；所述金属筒内表面的直径从下到上依次增大。

可选的，该空气电池还包括弹簧压板、压紧弹簧和弹簧座；所述弹簧压板、所述压紧弹簧和所述弹簧座均设置在所述金属筒内，所述弹簧压板压设在所述金属球的上方，所述弹簧座位于所述弹簧压板上方；所述压紧弹簧的两端分别连接在所述弹簧压板与所述弹簧座上；所述弹簧底座与所述金属筒的内壁卡接。

可选的，在所述弹簧座上表面固定连接有偏心电机。