[發(fā)明專利]金屬空氣電池充電裝置、金屬空氣電池總成及包含其的金屬空氣電池充電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080041310.8
• 申請日: 2010-10-04
• 公開（公告）號: CN102511108A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柳秉勛;公載景
• 申請（專利權(quán)）人: EMW能源株式會社
• 主分類號: H01M12/08
• 分類號: H01M12/08
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬空氣電池充電裝置、金屬空氣電池總成及包含其的金屬空氣電池充電系統(tǒng)。更詳細(xì)地說，涉及一種作為可充電的金屬空氣電池的2次金屬空氣電池放電后，對2次金屬空氣電池進(jìn)行充電的金屬空氣電池充電裝置，以及包括利用上述金屬空氣電池充電裝置進(jìn)行充電的2次金屬空氣電池的金屬空氣電池總成及包含其的金屬空氣電池充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電化學(xué)電源是能夠借助電化學(xué)反應(yīng)生成電能的裝置。這種裝置包括諸如鋅空氣電池及鋁空氣電池等的金屬空氣電池。金屬空氣電池采用由在放電中轉(zhuǎn)化為金屬氧化物的金屬構(gòu)成的陰極，陽極為包含水分子的滲透膜，采用與空氣中的氧氣接觸發(fā)生氫氧離子的空氣陽極膜。

這種金屬空氣電池與以往的氫燃料電池相比具有許多優(yōu)點。特別是諸如鋅的燃料作為金屬或其氧化物，能夠大量存在，因此，具有金屬空氣電池提供的能源供應(yīng)不會明顯枯竭的優(yōu)點。另外，以往的氫燃料電池要求重新填充，與之相反，金屬空氣電池可再充電使用，能夠傳遞比普通燃料電池(＜0.8V)更高的輸出電壓(1～4.5Volts)。

圖1顯示了2次金屬空氣電池(100)，包括：陽極(110)，沿內(nèi)壁形成，包括陽極集電體(112)；陰極(120)，包括混合金屬鋅和電解質(zhì)的陰極膠體(122)及陰極集電體(124)；以及分離膜(130)，分離陽極(110)與陰極(120)。其中，作為陽極(110)，如上所述，可以使用空氣陽極膜。

如上所述的2次金屬空氣電池(100)通過陽極(110)包含的陽極集電體(112)及陰極(120)包含的陰極集電體(124)，向負(fù)載供應(yīng)電源，即，進(jìn)行放電。

如果對此進(jìn)行詳細(xì)說明，空氣或由其他供應(yīng)源供應(yīng)的氧氣被用作對2次金屬空氣電池(100)的陽極(110)的反應(yīng)物。當(dāng)氧氣到達(dá)陽極(110)內(nèi)的反應(yīng)部位時，與水一同轉(zhuǎn)化為氫氧離子。這種反應(yīng)可以用以下化學(xué)式表示。

【化學(xué)式1】

與此同時，電子被釋放，在外部電路中作為電流流動。氫氧離子向包含陰極膠體(122)的陰極(120)移動。當(dāng)氫氧離子到達(dá)陰極(120)時，在陰極(120)的表面上形成氫氧化鋅。氫氧化鋅分解為鋅氧化物，釋放出水，成為堿性水溶液。這種反應(yīng)可以用以下化學(xué)式表示。

【化學(xué)式2】

利用如上反應(yīng)，2次金屬空氣電池(100)進(jìn)行放電，向外部供應(yīng)電能。之后，如果2次金屬空氣電池(100)達(dá)到放電極限，中斷向外部供應(yīng)電能，則使用陽極集電體(112)及陰極集電體(124)進(jìn)行充電，從而可以再使用。

但是，如果如上所述反復(fù)2次金屬空氣電池(100)的放電及充電過程，則陰極(120)包含的陰極膠體(122)內(nèi)的水分減少，陰極膠體(122)，即電解質(zhì)與金屬鋅的混合物硬化，存在2次金屬空氣電池(100)無法再使用的問題。

另外，存在的問題是，直至陰極膠體(122)硬化的放電及充電次數(shù)比諸如鎳氫充電電池、鋰離子充電電池等的原有充電電池的放電及充電次數(shù)少，即，存在2次金屬空氣電池(100)的壽命比原有充電電池短的問題。

發(fā)明內(nèi)容

需要解決的課題

為解決前述的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種金屬空氣電池充電裝置，用于向2次金屬空氣電池供應(yīng)電源，在對2次金屬空氣電池進(jìn)行充電的同時，向2次金屬空氣電池供應(yīng)含有既定水分的空氣，防止2次金屬空氣電池帶有的陰極膠體硬化；還提供一種金屬空氣電池總成，包括上述2次金屬空氣電池，從上述金屬空氣電池充電裝置獲得電源及含有既定水分的加濕空氣；另外還提供包括其的金屬空氣電池充電系統(tǒng)。

技術(shù)解決方案

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種金屬空氣電池充電裝置，對包括帶有陰極膠體(Gel)的2次金屬空氣電池及將上述2次金屬空氣電池容納于內(nèi)部的外殼的金屬空氣電池總成進(jìn)行充電，其特征在于包括：充電部，利用外部電源，產(chǎn)生將向上述金屬空氣電池總成供應(yīng)的供應(yīng)電力，并將上述供應(yīng)電力供應(yīng)給上述金屬空氣電池總成；以及加濕空氣供應(yīng)部，產(chǎn)生含有既定水分的加濕空氣，通過與上述金屬空氣電池總成連接的加濕空氣供應(yīng)口，把上述加濕空氣供應(yīng)到上述外殼內(nèi)部。

上述金屬空氣電池充電裝置還可以包括開關(guān)，能夠有選擇地使上述充電部及上述加濕空氣供應(yīng)部中的一個以上運轉(zhuǎn)。

上述加濕空氣供應(yīng)部可以包括：水存儲部，存儲發(fā)生上述加濕空氣所需的水；加濕空氣發(fā)生及排出部，使用從上述水存儲部供應(yīng)的水，發(fā)生上述加濕空氣，通過上述加濕空氣供應(yīng)口排出上述加濕空氣。