[發明專利]用于金屬空氣電池組的空氣管理系統

無效

• 申請號: 00811885.X
• 申請日: 2000-09-20
• 公開（公告）號: CN1370337A
• 公開（公告）日: 2002-09-18
• 發明（設計）人: 凱文·莫洛伊;約翰·湯普森;比克拉姆·永賈恩;羅伯特·約波洛
• 申請（專利權）人: 吉萊特公司
• 主分類號: H01M12/06
• 分類號: H01M12/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 劉志平

本發明一般地涉及用于金屬空氣電池組的空氣管理系統。

電池組是常用的電能源。電池組包含一通常稱為陽極的負極和一通常稱為陰極的正極。陽極含有可以被氧化的活性材料，陰極包含或消耗可以被還原的活性材料。陽極活性材料能還原陰極活性材料。為了防止陽極材料和陰極材料直接反應，陽極和陰極用通常稱為隔板的薄板狀材料彼此電絕緣。

當電池組在一裝置如蜂窩電話中作為電能源時，使陽極與陰極產生電接觸，使電子流過該裝置并允許產生各自的氧化反應和還原反應，以提供電能。與陽極和陰極接觸的電解液含有流過兩個電極之間的隔板的離子，以在放電時維持整個電池的電荷平衡。

在一金屬空氣電化學電池中，陰極的氧減少，而金屬則在陽極被氧化。氧氣要經過容器中的一個或幾個空氣出入口從電池外面的大氣空氣供至電池中。

在不活動期，不需要有空氣從外界擴散入電池中。實際上還寧愿使供至電池中的空氣為最少，因為空氣擴散至電池中可造成電池的濕度水平改變。當外部大氣的濕度水平低于電池的時，電池會干涸。當外部大氣的濕度水平高于電池之時，電池會溢出。此外，當空氣擴散至電池中時，陽極可過早被氧化。

一空氣管理系統通過控制包括氧、二氧化碳和水的空氣流入和流出該系統而提高一金屬空氣電池組系統的活化的貯存壽命。在電池組的使用期間，一空氣推動器如一風扇將足夠的空氣移入和移出該系統，以保證良好的性能。

空氣流沿電池的活性表面的分布可能是不均勻的。不均勻的空氣流能在電池組中產生“熱點”，在該處，陽極和陰極的反應比電池組中的其它區域更多。熱點可導致不一致的電池組性能，和不能實現電池組的最大容量。

本發明的空氣管理系統提供該系統中所包含的電池組的提高的活化的貯存壽命，并提供電池組在使用時的良好性能。空氣均勻地沿電池組的活性表面被導向，從而使性能為最佳。此外，該系統是為了便于消費者使用而設計的。

一方面，本發明以用于金屬空氣電池的空氣管理系統為特色。該系統包括：(a)一外殼，它有一空氣推動器和一空氣出口；和(b)一盒子，它可從外殼中取出。盒子包括(i)一金屬空氣電池；(ii)一空氣入口，其位置朝向盒子的第一端并與盒子的第一側相鄰；(iii)一空氣出口，其位置朝向盒子的第二端并與盒子的第二側相鄰；(iV)一第一擴散管，它與盒子的空氣入口連通，第一擴散管沿盒子的第一側延伸；(V)一第二擴散管，它與盒子的空氣出口連通，第二擴散管沿盒子的第二側延伸；(Vi)一第一分布管，它與第一擴散管連通，第一分布管從第一擴散管沿盒子的第一側延伸，經過一方向變化并與一空氣壓力通風系統相鄰，第一分布管包括許多與空氣壓力通風系統連通的開口；和(Vii)一第二分布管，它與第二擴散管連通，第二分布管從第二擴散管沿盒子的第二側延伸，經過一方向變化并與一空氣壓力通風系統相鄰，第二分布管包括許多與空氣壓力通風系統連通的開口。

空氣推動器可將空氣送入盒子的空氣入口和/或從盒子的空氣出口抽出空氣。擴散管有助于在不活動期使輸入和輸出盒子的水蒸汽為最少。因此，擴散管有助于防止電池溢出或干涸。

當金屬空氣電池用盡時，盒子可以從外殼中取出并用新的盒子代替。包括空氣推動器的外殼可以與新的盒子一起使用，而不是換掉。此設計有助于使使用空氣管理系統的費用為最少。這還減小了盒子的尺寸，而它本身又使在盒子必須更換時產生的廢棄物量為最少。

另一方面，本發明以用于金屬空氣電池的空氣管理系統為特色。該系統包括：(a)一外殼，它有一空氣推動器和一空氣出口；和(b)一盒子，它可從外殼中取出。盒子包括(i)一金屬空氣電池，(ii)一空氣入口；(iii)一空氣出口；(iV)一與空氣入口連通的第一擴散管和一與空氣出口連通的第二擴散管；(V)一與第一擴散管連通的第一分布管和一與第二擴散管連通的第二分布管；以及(Vi)一劃出許多與第一分布管連通的開口的第一板和一劃出許多與第二分布管連通的開口的第二板。擴散管、分布管和開口共同合作，劃出許多空氣流動路徑，該路徑在盒子的空氣入口處開始，繼續經過盒子并在盒子的空氣出口處終止。所有這些空氣流動路徑的長度基本相等。