一种金属空气电池组或单体电池制造技术

本发明专利技术涉及一种金属/空气电池组，具体地说是一种金属空气电池单体电池，包括单电池壳体A和单电池壳体B；所述单电池壳体A和单电池壳体B均为中空的环状板体；所述单电池壳体A和单电池壳体B由上至下堆叠密闭连接后，单电池壳体A内边缘的下壁面与单电池壳体B内边缘的上壁面之间形成一空隙，一密封构件和一金属阳极的四周边缘均置于所述空隙中；所述密封构件用于进一步密闭单电池壳体A和单电池壳体B。本发明专利技术利用机械自紧密封结构，实现堆叠式铝空气电池阴极的自紧密封与快速阳极更换。

A metal air battery or cell

【技术实现步骤摘要】
一种金属空气电池组或单体电池
本专利技术涉及一种金属/空气电池组。具体地说是一种镁、铝、锌等为阳极的堆叠式可快速更换单池及阳极电池组。
技术介绍
金属/空气电池是一种采用金属(如镁、铝、锌等)为阳极燃料，空气中氧气作为氧化剂，碱液或中性盐水作为电解质溶液的电化学反应装置。在我国通讯电源、野外应急电源、照明电源及储备电源等可移动电源的诸多领域具有广阔的应用前景。金属/空气电池具有能量密度高，安全性高，反应物和产物无污染，工作安静隐蔽性好，金属燃料储存、运输、携带安全方便且干态存储时间长，只要不断更换金属阳极和电解液，电池可持续稳定供电等特点。由于单体金属/空气电池的工作电压只有1-1.5V，在遇到有较高额定电压的需求的用电设备时，多需将多个金属/空气单电池串联起来使用，以获得较高的输出电压，但固定式串联连接的金属/空气电池组不易于维护，且若单电池出现问题不易于更换，因此单电池可更换式串联连接的金属/空气电池组对于金属/空气电池的发展至关重要。而用于便携式、车载式金属/空气电池由于经常处于随机振动、倾斜、冲击等环境，使电解液泄露、滴溅的可能性激增，而电解液的泄露不仅会使反应腔内反应环境恶化，更易造成集流处的腐蚀，严重时还可能造成电池组短路，所以金属/空气电池又要求密封良好才可满足用户使用要求。
技术实现思路
本专利技术针对现有金属/空气电池在上述使用、更换过程中的诸多问题，专利技术一种金属/空气电池组，电池组为堆叠式结构，可实现阳极或单电池的快速更换，且随单池内外压力越大，密封性能越好，提高电池组使用安全性及便捷性。一种金属空气电池单体电池，包括单电池壳体A和单电池壳体B；所述单电池壳体A和单电池壳体B均为中空的环状板体；所述单电池壳体A和单电池壳体B由上至下堆叠密闭连接后，单电池壳体A内边缘的下壁面与单电池壳体B内边缘的上壁面之间形成一空隙，一密封构件和一金属阳极的四周边缘均置于所述空隙中；所述密封构件用于进一步密闭单电池壳体A和单电池壳体B。一种上述单体电池组成的金属空气电池组，包括上、下端板，以及N个依次堆叠于上、下端板之间的单体电池构成，N为大于等于2的正整数；所述N个单体电池由上至下依次堆叠重复设置，所述相邻的两个单体电池间，位于上部的单体电池的单电池壳体B的下表面与位于下部的单体电池的单电池壳体A的上表面间设置有密封构件。另一种由上述单体电池组成的金属空气电池组，包括上、下端板，以及M个依次堆叠于上、下端板之间的单体电池构成，M为自然数，所述M个单体电池由上至下依次堆叠重复设置，所述相邻的两个单体电池间，位于上部的单体电池的单电池壳体B的下表面与位于下部的单体电池的单电池壳体A的上表面间设置有密封构件；于上端板和M个单体电池构成的电池组间堆叠有第1单体电池，于下端板和M个单体电池构成的电池组间堆叠有第(M+2)单体电池；所述第1单体电池包括单电池壳体A’和单电池壳体B’；所述单电池壳体A’和单电池壳体B’均为中空的环状板体；所述单电池壳体A’和单电池壳体B’由上至下堆叠密闭连接后，单电池壳体B’内边缘的上壁面之间形成一空隙，一密封构件和一金属阳极的四周边缘均置于所述空隙中；所述密封构件用于进一步密闭单电池壳体A’和单电池壳体B’；所述与上端板贴接的第1节单体电池的单电池壳体A’的上表面与上端板的下表面之间设置有一空气阴极；所述第(M+2)单体电池包括单电池壳体A”和单电池壳体B”；所述单电池壳体A”和单电池壳体B”均为中空的环状板体；所述单电池壳体A”和单电池壳体A”由上至下堆叠密闭连接后，单电池壳体A”内边缘的上壁面之间形成一空隙，一密封构件和一金属阳极的四周边缘均置于所述空隙中；所述密封构件用于进一步密闭单电池壳体A”和单电池壳体A”；所述与下端板贴接的第(M+2)节单体电池的单电池壳体B”的下表面与下端板的上表面之间设置有另一空气阴极；所述第1单体电池与M个单体电池构成的电池组的单电池壳体间、以及第M+2)节单体电池与M个单体电池构成的电池组的单电池壳体间均设置有密封构件。所述单电池壳体、阴极和阳极围绕形成电解液流通腔；所述相邻堆叠的两个单电池壳体及空气阴极间围绕形成空气腔。所述单电池壳体间采用自紧密封结构密封；所述相邻单电池形成的空气腔采用自紧密封结构密封；所述自紧密封结构，为压力自紧式密封结构。所述单电池壳体间采用自紧密封结构，为所述单电池壳体A和单电池壳体B的外边缘分别具有通过凸、凹台密闭连接的止口结构。所述相邻单电池形成的空气腔采用自紧密封结构，为所述相邻堆叠的两个单电池间，通过设置于单电池壳体外边缘的凸、凹台止口结构密闭连接。所述密封构件为密封环，包括：垂直于环的截面为C型密封环、或垂直于环的截面为空心O型环、或垂直于环的截面为楔形垫、或垂直于环的截面为三角垫、或垂直于环的截面为B形环、或垂直于环的截面为八角垫、或垂直于环的截面为椭圆垫中的一种或二种以上。所述密封材料或为金属、或为高强度塑料、或为橡胶。与现有技术相比，本专利技术所述金属/空气电池组具有以下优点：(1)电池组内单电池各部分实现模块化，随功率需求确定串联节数；(2)电池组可快速更换阳极和某一损坏单电池，降低维护成本；(3)电池组采用自紧密封形式，提升电池组密封可靠性，更适用于电解液循环式结构，提高电池性能与比能量。附图说明图1金属/空气电池组C形环自紧密封结构示意图图2金属/空气电池组O形环自紧密封结构示意图图3其余常用自紧密封结构图4实施例放电曲线图5对比例放电曲线图中，1-上端板、2-阴极、3-单电池壳体A、4-阳极、5-密封环、6-单电池壳体B、7-单电池壳体C、8-单电池壳D、9-下端板。具体实施方式一种金属/空气电池组，其为堆叠式结构，从上至下包括顺序叠合的上端板、阴极、单电池壳体A、阳极、1组以上的重复单元、单电池壳体D、阴极、下端板；重复单元从上至下包括顺序叠合的四周边缘嵌入单电池壳体B内的阴极、四周边缘嵌入单电池壳体C内的阴极、阳极；单电池壳体A为一中空的环状平板，于环状平板靠近外壁面的下表面四周边缘处设有第二环形凸台，于靠近外壁面的第二环形凸台下表面四周边缘处设有第三环形凸台；单电池壳体B为一中空的环状平板，于环状平板靠近外壁面的上表面四周边缘处设有第二环形凸台，于靠近内壁面的第二环形凸台上表面四周边缘处设有第三环形凸台，于环状平板靠近外壁面的下表面四周边缘处设有第四环形凸台，于第四环形凸台靠近下端的内壁面处设有第五环形凸台；阴极的四周边缘插入第五环形凸台与环状平板下表面之间的空隙处；单电池壳体C为一中空的环状平板，于状平板靠近外壁面的下表面四周边缘处设有第二环形凸台，于靠近外壁面的第二环形凸台下表面四周边缘处设有第三环形凸台，于环状平板靠近外壁面的上表面四周边缘处设有第四环形凸台，于第四环形凸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属空气电池单体电池，其特征在于：/n包括单电池壳体A和单电池壳体B；所述单电池壳体A和单电池壳体B均为中空的环状板体；/n所述单电池壳体A和单电池壳体B由上至下堆叠密闭连接后，单电池壳体A内边缘的下壁面与单电池壳体B内边缘的上壁面之间形成一空隙，一密封构件和一金属阳极的四周边缘均置于所述空隙中；所述密封构件用于进一步密闭单电池壳体A和单电池壳体B。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属空气电池单体电池，其特征在于：
包括单电池壳体A和单电池壳体B；所述单电池壳体A和单电池壳体B均为中空的环状板体；
所述单电池壳体A和单电池壳体B由上至下堆叠密闭连接后，单电池壳体A内边缘的下壁面与单电池壳体B内边缘的上壁面之间形成一空隙，一密封构件和一金属阳极的四周边缘均置于所述空隙中；所述密封构件用于进一步密闭单电池壳体A和单电池壳体B。


2.一种由权利要求1所述单体电池组成的金属空气电池组，其特征在于：
包括上、下端板，以及N个依次堆叠于上、下端板之间的单体电池构成，N为大于等于2的正整数；
所述N个单体电池由上至下依次堆叠重复设置，所述相邻的两个单体电池间，位于上部的单体电池的单电池壳体B的下表面与位于下部的单体电池的单电池壳体A的上表面间设置有密封构件。


3.另一种由权利要求1所述单体电池组成的金属空气电池组，其特征在于：
包括上、下端板，以及M个依次堆叠于上、下端板之间的单体电池构成，M为自然数，
所述M个单体电池由上至下依次堆叠重复设置，所述相邻的两个单体电池间，位于上部的单体电池的单电池壳体B的下表面与位于下部的单体电池的单电池壳体A的上表面间设置有密封构件；
于上端板和M个单体电池构成的电池组间堆叠有第1单体电池，于下端板和M个单体电池构成的电池组间堆叠有第(M+2)单体电池；
所述第1单体电池包括单电池壳体A’和单电池壳体B’；所述单电池壳体A’和单电池壳体B’均为中空的环状板体；
所述单电池壳体A’和单电池壳体B’由上至下堆叠密闭连接后，单电池壳体B’内边缘的上壁面之间形成一空隙，一密封构件和一金属阳极的四周边缘均置于所述空隙中；所述密封构件用于进一步密闭单电池壳体A’和单电池壳体B’；
所述与上端板贴接的第1节单体电池的单电池壳体A’的上表面与上端板的下表面之间设置有一空气阴极；
所述第(M+2)单体电池包括单电池壳体A”和单电池壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王二东，刘敏，孙公权，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21