[發明專利]一種金屬空氣電池

有效

• 申請號: 201710486065.5
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107453010B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 馬澤;史磊
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: H01M12/06
• 分類號: H01M12/06;H01M4/06
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龐許倩;馬東偉

本發明涉及一種采用金屬燃料卷作為燃料的金屬空氣電池，屬于電池技術領域，實現了陽極的便捷更換，保證參與反應的陽極的面積和厚度基本不變，從而提高陽極的利用率，提高金屬空氣電池放電時的穩定性。該金屬空氣電池包括電解液池、空氣電極以及可轉動的金屬燃料卷；空氣電極的一側與氧氣接觸，另一側與電解液池中的電解液接觸；金屬燃料卷由金屬帶卷繞而成；金屬帶作為金屬空氣電池的燃料。本發明提供的金屬空氣電池可用于放電。

技術領域

本發明涉及一種電池，尤其涉及一種采用金屬燃料卷作為燃料的金屬空氣電池。

背景技術

金屬空氣電池(或稱為金屬空氣燃料電池)是一種利用Al、Mg、Zn等活潑金屬與氧氣進行電化學反應，從而將化學能直接轉化成電能輸出的新型電池。由于Al、Mg、Zn等活潑金屬具有很高的能量密度，存儲和攜帶方便安全，可以作為一種燃料，連續或間歇的添加至電池內以維持電池的持續放電。因此，金屬空氣電池廣泛用于單兵電源、備用電源、電動汽車等多種場合。

現有技術中，金屬空氣電池普遍采用可更換陽極的結構，即將陽極(例如，金屬板或由金屬、電解質、粘結劑制成的陽極匣)插入電解液中。這種金屬空氣電池，在更換陽極時，一般只能依次對各節電池進行更換。但是，對于電池節數較多的大型電池堆而言，這將是一個十分繁瑣的過程。而且，在取出陽極時，存在電解液四處滴落的問題，不利于電池的清潔。

此外，在電池工作過程中，陽極隨著反應的進行而被消耗，使其厚度和面積逐漸減小，從而容易出現金屬板或陽極匣掉渣現象。而且，陽極的厚度減小，使得陽極與空氣電極之間的間距增大，陽極的面積減小，使得電池的有效工作面積減小，這些都會造成電池性能下降。

最后，在電池停放過程中，陽極始終浸泡在電解液中會發生自腐蝕反應，造成陽極利用率降低。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種金屬空氣電池，實現陽極的便捷更換，保證參與反應的陽極的面積和厚度基本不變，從而提高陽極的利用率，提高金屬空氣電池放電時的穩定性。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種金屬空氣電池，包括電解液池和空氣電極，空氣電極的一側與氧氣接觸，另一側與電解液池中的電解液接觸，其特征在于，金屬空氣電池還包括可轉動的金屬燃料卷；金屬燃料卷由金屬帶卷繞而成；金屬帶作為金屬空氣電池的燃料。

進一步地，金屬帶的厚度為0.05mm～1mm；金屬帶的寬度為1cm～20cm；金屬帶位于電解液池內的長度為1cm～20cm。

進一步地，金屬帶為活潑金屬的實心金屬箔、活潑金屬的多孔金屬箔、活潑金屬的金屬網或活潑金屬的金屬泡沫。

進一步地，金屬空氣電池還包括雙向驅動裝置以及與雙向驅動裝置的動力輸出端連接的供帶轉軸，金屬帶卷繞在供帶轉軸上。

進一步地，金屬空氣電池還包括用于向電解液池中補充電解液的電解液補充裝置。

進一步地，電解液補充裝置包括電解液箱以及驅動電解液箱中的電解液流動的泵；電解液箱的液體出口與電解液池的液體進口連通，電解液箱的液體進口與電解液池的液體出口連通。

進一步地，在水平方向上，電解液池的液體出口位于電解液池的液體進口的上方。

進一步地，電解液補充裝置包括電解液箱、驅動電解液箱中的電解液流動的泵以及用于監測電解液池中的電解液液位的液位監測器；電解液箱的液體出口通過電磁閥與電解液池的液體進口連通；泵、電磁閥分別與液位監測器連接；當電解液的液位低于閾值時，液位監測器分別控制泵和電磁閥開啟，向電解液池內補充電解液；當電解液液位達到設定最大值時，液位監測器分別控制泵和電磁閥關閉。

進一步地，金屬燃料卷的數量為至少一個，電解液池的數量為至少一個，金屬燃料卷與電解液池一一對應。