一种能自动保持极板间距的金属空气电池制造技术

本实用新型专利技术涉及一种能自动保持极板间距的金属空气电池，包括竖长腔体结构的壳体、位于壳体内的电解液腔和嵌于壳体一侧侧壁通孔中的空气极，所述壳体内设置有与空气极平行的负极单元，所述负极单元包括依次堆叠在与空气极相对的壳体侧壁上的弹性元件、金属极和带孔隔板，所述带孔隔板固定于壳体内部并与空气极之间非接触，所述金属极滑动设置于弹性元件和带孔隔板之间；本实用新型专利技术相对于现有的金属空气电池结构，通过特殊的结构设计，让金属极和空气极在电池放电过程中距离保持不变，并始终维持在预先设置好的最佳反应距离上，保证了电池放电性能的一致性，使电池性能处于最佳状态。

A metal air battery capable of automatically maintaining electrode spacing

The utility model relates to a metal air battery capable of automatically maintaining the distance between the plates, which comprises a shell with a vertical long cavity structure, an electrolyte cavity located in the shell and an air pole embedded in a hole in the side wall of the shell. The shell is provided with an anode unit parallel to the air pole, and the anode unit comprises an anode unit stacked in sequence with the air pole. Elastic elements, metal poles and perforated baffles on the side walls of the shell with opposite air poles, the perforated baffles are fixed inside the shell and are not in contact with the air poles, and the metal poles slide between the elastic elements and the perforated baffles; the utility model passes through a special structure relative to the existing metal air battery structure. The design keeps the distance between metal electrode and air electrode unchanged in the process of battery discharge, and always maintains the best reaction distance set in advance, which ensures the consistency of battery discharge performance and makes the battery performance in the best state.

【技术实现步骤摘要】
一种能自动保持极板间距的金属空气电池
本技术涉及电池领域，特别涉及一种能自动保持极板间距的金属空气电池。
技术介绍
金属空气电池也叫金属燃料电池，本质上是金属（主要是镁、铝、锌）与空气中的氧气发生电化学反应。金属空气电池主要部件包括金属极（阳极）、空气极（阴极）、电解液和电池壳体等。金属空气电池工作时，空气中的氧气在催化剂的作用下，从电池的空气极得到电子，变成负离子进入电解液；而金属极原子失去电子，变成正离子进入电解液；正负离子在电解液中相遇，生成反应物。因此金属极和空气极的距离对电池放电性能影响很大，具体表现为：间距越大，电池内阻越大，放电功率越小。现有的金属空气电池的一种典型结构，例如申请号201010525678.3中介绍：一种铝镁合金燃料电池，包括壳体，位于壳体上的阴极（空气极），以及插装于壳体内的阳极（金属极），壳体内部为反应腔及电解液的储存腔。其他专利，如201521069387.2，200910010457.X，201511000542.X，虽然结构有其不同之处，但在反应过程中，金属极和空气极的位置都是固定不变的，在这种结构下，金属极和空气极相对电池壳体是固定安装的，但是随着放电进行，金属极不断消耗、脱落，也就是说，在放电过程中金属极和空气极的相对距离是在不断变大的。而上文已经提到，这对于电池放电性能是不利的。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能自动保持极板间距的金属空气电池，通过合理的结构设计，让金属极和空气极在电池放电过程中距离保持不变，始终维持在最佳距离，从而保证电池放电性能的一致性。为实现以上目的，本技术采用的技术方案为：一种能自动保持极板间距的金属空气电池，包括竖长腔体结构的壳体、位于壳体内的电解液腔和嵌于壳体一侧侧壁通孔中的空气极，所述壳体内设置有与空气极平行的负极单元，所述负极单元包括依次堆叠在与空气极相对的壳体侧壁上的弹性元件、金属极和带孔隔板，所述带孔隔板固定于壳体内部并与空气极之间非接触，所述金属极滑动设置于弹性元件和带孔隔板之间。所述带孔隔板的侧面和底面通过焊接或卡扣的方式分别与壳体的侧壁和底壁连接。所述弹性元件和金属极的侧面和底面分别与壳体的侧壁和底壁接触，所述金属极可在壳体的底壁上滑动。所述负极单元底面和壳体底壁之间设置有凸台，所述弹性元件和金属极的底面均置于凸台的顶面上，所述带孔隔板的下段固定在凸台的一侧面上，所述带孔隔板与空气极之间的下方形成凹槽。所述空气极设置在壳体侧壁面积大的一侧侧壁上，所述空气极和壳体侧壁通过卡扣或粘胶方式形成密封的一体化结构。所述弹性元件为波纹板或压簧。所述金属极为长方体结构，所述金属极材质为镁、锌、铝及其合金中的任意一种。当金属空气电池电化学反应进行一定时间后，金属极与空气极相对的一侧会被逐步腐蚀，使得金属极的反应面与空气极的反应面距离越来越远，弹性元件通过自身弹性力学性能，在金属极被腐蚀后，推动金属极向空气极一侧移动，从而使金属极与空气极之间始终保持预先设置的最佳反应距离；本技术相对于现有的金属空气电池结构，通过特殊的结构设计，让金属极和空气极在电池放电过程中距离保持不变，并始终维持在预先设置好的最佳反应距离上，保证了电池放电性能的一致性，使电池性能处于最佳状态。附图说明图1为本技术金属空气电池结构图；图2为本技术金属空气电池反应一定时间后结构图；图3为本技术带有凹槽结构的金属空气电池结构图。具体实施方式下面结合图1至图3，对本技术做进一步详细叙述。一种能自动保持极板间距的金属空气电池，包括竖长腔体结构的壳体1、位于壳体1内的电解液腔2和嵌于壳体1一侧侧壁通孔中的空气极3，壳体1另外三个侧面为全封闭，壳体1上方开口、底部封闭，空气极3的外部与壳体1外空气接触，内部与壳体1内部接触，所述壳体1内设置有与空气极3平行的负极单元4，所述负极单元4包括依次堆叠在与空气极3相对的壳体1侧壁上的弹性元件41、金属极42和带孔隔板43，所述弹性元件41、金属极42和带孔隔板43与空气极3平行，所述带孔隔板43固定于壳体1内部并与空气极3之间非接触，所述金属极42滑动设置于弹性元件41和带孔隔板43之间。反应时，电解液填满电解液腔2，所述弹性元件41、金属极42、带孔隔板43被电解液浸泡，所述电解液为NaCl、KCl、NaClO3、NaOH、KOH水溶液中的一种或多种；电解液质量总浓度为3％-50％，当金属空气电池电化学反应进行一定时间后，金属极42与空气极3相对的一侧会被逐步腐蚀，使得金属极42的反应面与空气极3的反应面距离越来越远，弹性元件41通过自身弹性力学性能，在金属极42被腐蚀后，推动金属极42向空气极3一侧移动，从而使金属极42与空气极3之间始终保持预先设置的最佳反应距离；本技术相对于现有的金属空气电池结构，通过特殊的结构设计，让金属极42和空气极3在电池放电过程中距离保持不变，并始终维持在预先设置好的最佳反应距离上，保证了电池放电性能的一致性，使电池性能处于最佳状态。所述带孔隔板43的侧面和底面通过焊接或卡扣的方式分别与壳体1的侧壁和底壁连接，带孔隔板43与金属极42紧密接触，其中的带孔隔板43的孔洞使金属极42与另一侧电解液相连通。金属极42的材料可选用金属镁、锌、铝及其合金。金属极42为长方体结构，金属极42随着电化学反应的进行，与带孔隔板43相接触的一面会被腐蚀。金属极2上方通过导线，与电池内部电路相连通。所述弹性元件41和金属极42的侧面和底面分别与壳体1的侧壁和底壁接触，所述金属极42可在壳体1的底壁上滑动。所述负极单元4底面和壳体1底壁之间设置有凸台5，所述弹性元件41和金属极42的底面均置于凸台5的顶面上，所述带孔隔板43的下段固定在凸台5的一侧面上，所述带孔隔板43与空气极3之间的下方形成凹槽6，在电化学反应中，金属极42会被逐步腐蚀，腐蚀后的部分产物会以沉淀形式，沉积在凹槽6内，凹槽6的深度根据金属极22的总量进行安排，使得凹槽6容量正好可以完全沉淀金属极42反应后的产物。所述空气极3设置在壳体1侧壁面积大的一侧侧壁上，所述空气极3和壳体1侧壁通过卡扣或粘胶方式形成密封的一体化结构，所述空气极3选用金属空气电池、燃料电池常用电极，所述空气电极3所采用的催化剂为Ag、Mn、Co、Ni、Pt、Pd，稀土元素或其化合物中的一种或一种以上的组合催化剂，空气极3通过导线，与电池内部电路相连通。所述弹性元件41为波纹板或压簧，弹性元件41选用弹性属性较优，且对电池反应环境耐受性较好的材料。以上所述实施方式仅仅是对本技术的优选实施方式进行描述，并非对本技术的范围进行限定，在不脱离本技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本技术的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本技术的权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能自动保持极板间距的金属空气电池，其特征在于：包括竖长腔体结构的壳体（1）、位于壳体（1）内的电解液腔（2）和嵌于壳体（1）一侧侧壁通孔中的空气极（3），所述壳体（1）内设置有与空气极（3）平行的负极单元（4），所述负极单元（4）包括依次堆叠在与空气极（3）相对的壳体（1）侧壁上的弹性元件（41）、金属极（42）和带孔隔板（43），所述带孔隔板（43）固定于壳体（1）内部并与空气极（3）之间非接触，所述金属极（42）滑动设置于弹性元件（41）和带孔隔板（43）之间。

【技术特征摘要】
1.一种能自动保持极板间距的金属空气电池，其特征在于：包括竖长腔体结构的壳体（1）、位于壳体（1）内的电解液腔（2）和嵌于壳体（1）一侧侧壁通孔中的空气极（3），所述壳体（1）内设置有与空气极（3）平行的负极单元（4），所述负极单元（4）包括依次堆叠在与空气极（3）相对的壳体（1）侧壁上的弹性元件（41）、金属极（42）和带孔隔板（43），所述带孔隔板（43）固定于壳体（1）内部并与空气极（3）之间非接触，所述金属极（42）滑动设置于弹性元件（41）和带孔隔板（43）之间。2.如权利要求1所述的一种能自动保持极板间距的金属空气电池，其特征在于：所述带孔隔板（43）的侧面和底面通过焊接或卡扣的方式分别与壳体（1）的侧壁和底壁连接。3.如权利要求1所述的一种能自动保持极板间距的金属空气电池，其特征在于：所述弹性元件（41）和金属极（42）的侧面和底面分别与壳体（1）的侧壁和底壁接触，所述金属极（42）...

【专利技术属性】
技术研发人员：张科，高筱培，
申请(专利权)人：合肥飞赛能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34