[發明專利]一種金屬空氣電池

在審

• 申請號: 201711367194.9
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN107994300A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 張科;高筱培;于前鋒
• 申請（專利權）人: 合肥艾鑫智能科技有限公司
• 主分類號: H01M12/06
• 分類號: H01M12/06
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙)34115
• 代理人: 金凱

技術領域

本發明涉及電池領域，特別涉及一種金屬空氣電池。

背景技術

金屬空氣電池也叫金屬燃料電池，本質上是金屬（主要是鎂、鋁、鋅）與空氣中的氧氣發生電化學反應。金屬空氣電池主要部件包括金屬極（負極，或陽極）、空氣極（正極，或陰極）、電解液和電池殼體等。

現有的金屬空氣電池大多采用儲液腔式結構，例如申請號201010525678.3中介紹：一種鋁鎂合金燃料電池，包括殼體，位于殼體上的陰極，以及插裝于殼體內的陽極，殼體內部為反應腔及電解液的儲存腔。這種結構涉及的部件較多，體積大，使用時需加注大量的電解液并且要求密封。

部分金屬空氣電池為了達到小型化、輕量化的目的，嘗試舍棄儲液腔的結構，而采用空氣極、隔膜紙、金屬極多層順序堆疊的形式，在使用時沾水，讓正負極間的隔膜紙充分潤濕，形成離子導通，開始放電。申請號201621433753.2介紹了一種多層堆疊的沾水式金屬空氣電池，就是采用的這一結構的電芯。現有的多層堆疊的金屬空氣電池，雖然提升了體積上的緊湊性，但是對于堆疊其中的原電池單元，并沒有很好的滿足其化學反應條件，具體的說其通風性能較差，不能滿足氧氣的足夠供給，導致放電效率較低、比能量密度和比功率密度不足。

發明內容

本發明通過對現有多層堆疊金屬空氣電池結構的改進，提升其通風性能，為電池化學反應提供充足的氧氣，從而提高電池的放電效率。實現了一種結構簡單、緊湊，制造容易，成本低廉，比能量密度和比功率密度高的金屬空氣電池。

為實現以上目的，本發明采用的技術方案為：一種金屬空氣電池，包括殼體、設置在殼體內部的電池芯和與電池芯連接并引出殼體外的引出極耳，所述電池芯包括放電端和沾水端，所述放電端至少由一個放電單元堆疊組成，所述放電單元由具有導電性和韌性的過渡件、空氣極、隔膜紙和金屬極依次疊合組成，所述過渡件將空氣極的一面與金屬極或殼體內壁隔空，形成通風結構。

所述過渡件為金屬波紋板。

所述過渡件為導電橡膠工形塊，所述導電橡膠工形塊由導電橡膠塊一、導電橡膠塊二和導電膠塊三連接組成，所述導電橡膠塊二的厚度小于導電橡膠塊一和導電橡膠塊三的厚度。

所述沾水端設置有吸水材料，所述沾水端和放電端僅通過所述隔膜紙連接,所述沾水端對應的殼體上設置有孔。

所述吸水材料為海綿、布團和棉麻團中的任意一種或多種。

所述金屬波紋板材質為銅、鐵、鋁和銀中的任意一種或多種。

所述金屬極為鋅、鎂和鋁中的任意一種。

所述過渡件對應位置的殼體上設置有通風孔。

所述引出極耳分別與放電端最外側的過渡件和金屬極連接并引至殼體外。

上述金屬空氣電池儲存時為干態，為防止潮濕，用真空包裝，使用時，首先將金屬空氣電池暴露在空氣中，然后將沾水端侵入電解液，沾水端的吸水材料得到充分潤濕，電解液通過隔膜紙的毛細現象爬升到放電端，金屬空氣電池被激活，通過引出極耳聯通電路后開始工作，由于該金屬空氣電池放電端設置有過渡件，該過渡件將空氣極的一面與金屬極或殼體內壁隔空，形成通風結構，起到良好的通風作用，帶來足夠的氧氣，支持電化學反應正常進行，提高放電功率，其次該過渡件具有導電性，便于放電單元直接正負極堆疊，而不需額外連接導線，簡化結構，最后該過渡件具有韌性，金屬空氣電池在放電過程中會發生較大的體積膨脹，而引入過渡件可以吸納該變形而不會脹壞電池殼體，通過對現有多層堆疊金屬空氣電池結構的改進，提升其通風性能，為電池化學反應提供充足的氧氣，從而提高電池的放電效率。實現了一種結構簡單、緊湊，制造容易，成本低廉，比能量密度和比功率密度高的金屬空氣電池。

附圖說明

圖1為本發明過渡件為金屬波紋板時的金屬空氣電池結構圖；

圖2為本發明金屬波紋板的示意圖；

圖3為本發明過渡件為導電橡膠工形塊時的金屬空氣電池結構圖；

圖4為本發明導電橡膠工形塊示意圖。

具體實施方式

下面結合圖1至圖4，對本發明做進一步詳細敘述。

一種金屬空氣電池，包括殼體10、設置在殼體10內部的電池芯20和與電池芯20連接并引出殼體10外的引出極耳30，所述電池芯20包括放電端和沾水端，所述放電端至少由一個放電單元堆疊組成，所述放電單元由具有導電性和韌性的過渡件21、空氣極22、隔膜紙23和金屬極24依次疊合組成，所述過渡件21將空氣極22的一面與金屬極24或殼體內壁隔空，形成通風結構。

所述過渡件21為金屬波紋板。