金属空气电池和金属空气电池装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供金属空气电池和包括该金属空气电池的金属空气电池装置，其中该金属空气电池包括：第一和第二电池层叠结构，每个第一和第二电池层叠结构包含阳极、阳极电解质层、阴极和气体扩散层；和设置在第一和第二电池层叠结构之间并且具有非平面形状的阴极集流器，其中第一和第二电池层叠结构的阴极彼此面对，阴极集流器接触第一和第二电池层叠结构的气体扩散层，阴极集流器的至少之一包括突起，而且在阴极集流器与第一和第二电池层叠结构之间的空的空间是供给空气到气体扩散层的空气供给单元。

Metal air battery and metal air battery device

The invention provides a metal air battery and metal air batteries including the metal air battery device, wherein the metal air battery comprises a first and a second cell stack structure, each of the first and second cell stack structure comprising an anode, a cathode and anode electrolyte layer, gas diffusion layer; and disposed between the first and second battery and has a stacked structure the cathode current collector non planar shape, wherein the cathode of the first and second cell stack structure facing each other, the cathode current collector contact gas first and second cell stack structure diffusion layer, at least one of the cathode current collector comprises a protrusion, and between the cathode current collector and the first and second cell stack structure of empty space is air supply the air supply unit to the gas diffusion layer.

【技术实现步骤摘要】
金属空气电池和金属空气电池装置
本专利技术的示例性实施方式涉及金属空气电池，更具体而言，涉及包括阴极共用型集流器的金属空气电池。
技术介绍
金属空气电池包括可以嵌入/脱嵌金属离子诸如锂离子的阳极、可以在空气中氧化或还原氧的阴极、以及插入在阳极和阴极之间的金属离子传导介质。在金属空气电池的放电过程中，金属氧化物由在从阳极发出的金属离子和空气(例如，氧气)之间的反应产生，而且在充电过程中，产生的金属氧化物被还原成金属离子和空气，因而，金属空气电池可以重复地充电和放电。因为作为阴极活性材料的氧是从空气获得的，所以阴极活性材料不需要被存储在金属空气电池中。因而，理论上，金属空气电池可以实现比使用固体阴极活性材料的二次电池的容量更大的大容量。因为金属空气电池使用空气作为阴极活性材料，所以金属空气电池可具有非常高的能量密度，因而，金属空气电池作为下一代电池受到许多关注。
技术实现思路
提供了具有空气被平稳地供给到阴极的电池层叠结构的金属空气电池。提供了金属空气电池装置，该金属空气电池装置通过连续到连接金属空气电池的单元模块而具有高容量和小体积，而金属空气电池的空间的任何损失。额外的示例性实施方式将在以下的描述中被部分地阐述，且部分将自该描述明显或者可以通过给出的示例性实施方式的实践而习知。根据一示例性实施方式，金属空气电池包括：每个包含阳极、阳极电解质层、阴极和气体扩散层的第一和第二电池层叠结构；和设置在第一和第二电池层叠结构之间并具有非平面形状的阴极集流器，其中第一和第二电池层叠结构的阴极彼此面对。在一示例性实施方式中，阴极集流器还可以包括通过在朝向第一电池层叠结构的气体扩散层的方向上突出而接触第一电池层叠结构的气体扩散层的第一突起。在一示例性实施方式中，金属空气电池还可以包括设置在第一电池层叠结构和阴极集流器之间的第一空气供给单元。在一示例性实施方式中，阴极集流器还可以包括通过在朝向第二电池层叠结构的气体扩散层的方向上突出而接触第二电池层叠结构的气体扩散层的第二突起。在一示例性实施方式中，金属空气电池还可以包括设置在第二电池层叠结构和阴极集流器之间的第二空气供给单元。在一示例性实施方式中，至少一个孔可以穿过阴极集流器限定。在一示例性实施方式中，每个阴极集流器的截面可具有波形形状、矩形形状和梯形形状中的一种。在一示例性实施方式中，第一电池层叠结构和第二电池层叠结构每个可以通过阳极、阳极电解质层、阴极和气体扩散层而具有弯折结构，其中阴极与气体扩散层的第一表面分离并接触气体扩散层的第二和第三表面。在一示例性实施方式中，阴极可以接触气体扩散层的第四表面。在一示例性实施方式中，气体扩散层的第二和第三表面可具有比第一表面的面积相对更大的面积。根据另一示例性实施方式，一种金属空气电池包括具有非平面形状的阴极集流器以及分别设置在阴极集流器的两个相反侧上的第一和第二电池层叠结构，其中阴极集流器接触第一和第二电池层叠结构的气体扩散层。根据一示例性实施方式，金属空气电池装置包括：多个连续层叠的金属空气电池单元结构，其中每个金属空气电池单元结构包括：每个包括阴极和气体扩散层的第一和第二电池层叠结构以及设置在第一和第二电池层叠结构之间并具有非平面形状的阴极集流器，而且第一和第二电池层叠结构的阴极彼此面对；以及设置在相邻两个金属空气电池单元结构之间的阳极集流器。金属空气电池还可以包括从阴极集流器伸出的阴极接头以及从阳极集流器伸出的阳极接头，其中阴极接头和阳极接头设置在彼此不同的区域上。附图说明从结合附图对示例性实施方式的以下描述，这些和/或其它示例性实施方式将变得明显且更易于理解，在附图中：图1是金属空气电池的一示例性实施方式的透视图；图2A是图1的区域A1的放大图；图2B是图1的区域A1的放大图；图3是示出金属空气电池的气体扩散层与阴极集流器之间位置关系的一示例性实施方式的截面图；图4A至4C是示出金属空气电池的阴极集流器的一示例性实施方式的透视图；图5是金属空气电池的阴极集流器的改进型的一示例性实施方式的透视图；图6A是示出其中阳极集流器设置在金属空气电池之间的结构的一示例性实施方式的分解透视图；图6B是示出一个结构的透视图，在该结构中，通过在图6A的金属空气电池间插入阳极集流器，阳极集流器与图6A的金属空气电池结合；图7是示出延伸结构的透视图，在该延伸结构中，通过在图6B的金属空气电池间插入阳极集流器，阳极集流器与图6B的金属空气电池结合；图8是图7的区域A2的放大图；以及图9是图7的区域A3的放大图。具体实施方式现在，将参考附图详细描述根据示例性实施方式的金属空气电池。在图中，相同的附图标记表示相同的元件，而且每个组成元件的尺寸为了说明的方便或清晰可以被夸大。本专利技术的示例性实施方式能是不同的变形而且可以概括为许多不同的形式。将理解，当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”或“上面”时，该元件或层可以直接在另一元件或层上，或者可以存在居间元件或层。将理解，虽然术语“第一”、“第二”、“第三”等可以用于此处来描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分。因而，在下面论述的“第一元件”、“第一组件”、“第一区域”、“第一层”或“第一部分”可以被称为第二元件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分，而不脱离此处教导。在此使用的术语仅用于描述特定实施方式，而不旨在限制。在此使用时，单数形式“一”和“该”也旨在包括含有“至少一个”的复数形式，除非内容以别的方式清楚地表示。“或”意指“和/或”。在此使用时，术语“和/或”包括关联的所列项目中的任一个或者一种或多种的组合。还将理解，当在本说明书中使用时，术语“包含”和/或“包含……的”或“包括”和/或“包括……的”说明所述特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或更多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。此外，关系术语，诸如“下”或“底部”和“上”或“顶部”可以在此使用来描述一个元件与另一元件如图中所示的关系。将理解，关系术语旨在涵盖除在图中描绘的取向之外装置的不同取向。在一示例性实施方式中，当在附图之一中的装置被翻转时，被描述为在另一元件的“下”侧的元件可以在另一元件的“上”侧取向。因此，取决于附图的具体取向，示例性术语“下”可以涵盖“下”和“上”两种取向。类似地，当在附图之一中的装置被翻转，则被描述为“在”其它元件“以下”或“下面”的元件可以被取向为“在”其它元件“上方”。因此，示例性术语“在……下面”或“在……下方”可以涵盖上和下两种取向。考虑正被讨论的测量和与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的限制)，在此使用时，“大约”或“大致”包括所述值并且意指在由本领域的普通技术人员确定的对于特殊值的可接受偏差范围内。例如，“大约”可以指的是在一个或更多标准偏差内、或在所述值的±30％、±20％、±10％、±5％内。除非另外限定，在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本专利技术所属的领域中的普通技术人员通常理解的相同含义。还将理解，术语，诸如在通常使用的字典中所定义的那些，应被理解为具有与它们在相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属空气电池，包含：第一和第二电池层叠结构，所述第一和第二电池层叠结构每个包含阳极、阳极电解质层、阴极和气体扩散层；以及阴极集流器，设置在所述第一和第二电池层叠结构之间并且具有非平面形状，其中所述第一和第二电池层叠结构的阴极彼此面对。

【技术特征摘要】
2015.10.13 KR 10-2015-01430421.一种金属空气电池，包含：第一和第二电池层叠结构，所述第一和第二电池层叠结构每个包含阳极、阳极电解质层、阴极和气体扩散层；以及阴极集流器，设置在所述第一和第二电池层叠结构之间并且具有非平面形状，其中所述第一和第二电池层叠结构的阴极彼此面对。2.根据权利要求1所述的金属空气电池，其中所述阴极集流器还包含接触所述第一电池层叠结构的气体扩散层并在朝向所述第一电池层叠结构的气体扩散层的方向上突出的第一突起。3.根据权利要求2所述的金属空气电池，还包括设置在所述第一电池层叠结构和所述阴极集流器之间的第一空气供给单元。4.根据权利要求2所述的金属空气电池，其中所述阴极集流器还包含接触所述第二电池层叠结构的气体扩散层并在朝向所述第二电池层叠结构的气体扩散层的方向上突出的第二突起。5.根据权利要求4所述的金属空气电池，还包括设置在所述第二电池层叠结构和所述阴极集流器之间的第二空气供给单元。6.根据权利要求1所述的金属空气电池，其中至少一个孔穿过所述阴极集流器限定。7.根据权利要求1所述的金属空气电池，其中每个阴极集流器的截面具有波形形状、矩形形状和梯形形状中的一种。8.根据权利要求4所述的金属空气电池，其中所述第一电池层叠结构和所述第二电池层叠结构每个包含通过层叠所述阳极、所述阴极电解质层、所述阴极和所述气体扩散层形成的弯折结构，其中所述阴极与所述气体扩散层的第一表面分离并且接触所述气体扩散层的第二和第三表面。9.根据权利要求8所述的金属空气电池，其中所述阴极接触所述气体扩散层的第四表面。10.根据权利要求8所述的金属空气电池，其中所述阴极与所述气体扩散层的第四表面分离。11.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔京焕，朴贞玉，金峻熙，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR