贮备型机械可充式金属-空气电池制造技术

一种中性电解液，贮备型机械可充式金属—空气电池，电池组结构紧凑，外形美观、价格便宜、操作方便，空气阴极的气室四个方向通气，供气条件好，电池贮存和使用寿命长。一负载为６伏６瓦的电池组外形尺寸为１３０×６５×１００ｍｍ，食盐水作电解液，０．６ｍｍ厚的铝或镁合金阳极，可连续工作３－６小时，电极工作电流密度可达４０ｍＡ／ｃｍ＋［２］。本发明专利技术适用于无电网电源的场合作电源用或有电网电源的场合断电时作应急电源用。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化学电源，具体地说涉及一种中性电解液贮备型机械可充式金属-空气电池及其电池组的组合方式。美国专利US4、626、482和武汉长江电源厂生产的铝-空气电池用铝合金为阳极，以空气电极为阴极，电池虽有性能稳定，密封良好之优点，但亦存在有共同的不足之处空气电极的气室通气面积小，空气对流较困难;用电池构成电池组需用外部接线连接，结构不太紧凑等。本专利技术的目的是提供一种结构紧凑，供气条件好、构造简单，负载连接控制方便的电池组。本专利技术的目的是以下述方式实现的，采用镁合金或铝合金作为金属阳极1，空气阴极3是将催化层4，导电网5，防水层7压合在一起，用活性炭与PTFE(60%)粘接的电极，单电池壳体内侧有阳极定位槽9，沉积物收集槽10。电池组上有盖板15，盖板15与连接条16及接插触头17组成一体，构成单电池之间电连接的电路，电池组的组合方式有a、单电池之间用粘结剂或用定位销加粘结剂联结，b、电池组外壳注塑成一整体，预留气室13，空气阴极镶嵌槽28与金属阳极定位槽9，将注塑有空气阴极3的边框插入空气阴极镶嵌槽28内并粘结，c、将空气阴极直接注塑到电池组外壳内，预留气室13与金属阳极定位槽9。下面结合附图对本专利技术作进一步说明。附图说明图1金属阳极结构示意2空气阴极结构示意3单电池结构示意4电池组联结5电池组盖板的俯视6图5的A-A剖视7图6的I局部放大8盖板上的空心手柄与灯柱的剖面9图8的A-A剖面10图8中灯柱旋转90°后的剖面11图10的A-A剖面12带有负载的电池组外形图参照图1，金属阳极由阳极板1和导电条2组成，阳极板为铝合金或镁合金，导电条是电化学稳定的硬质金属。参照图2，空气阴极3由催化层4、金属网5，防水层7和导电条6组成。参照图3，单电池由金属阳极和空气阴极3及单电池壳体12等组成。空气阴极的催化层4面向电解液室8。空气阴极与壳体注塑成一个整体，使壳体内形成一个电解液室8。壳体内的侧壁上有阳极定位槽9，它能保证阳极与阴极平行并有一定间距，使电池工作期间有较稳定的放电性能。由于电池反应按铝阳极4Al+3O2+6H2O→4Al(OH)3↓镁阳极2Mg+O2+2H2O→2Mg(OH)2↓都要产生沉淀物，金属阳极与空气阴极之间的间隙可便于沉淀物沉降，降低了电池内阻。定位槽9与壳体12底部也有一定间距，形成一个沉淀物的收集槽10。若干个单电池按图4的方式联结，两个单电池壳体的阴极侧端11粘结构成气室13，气室有上、下、左、右四个通气口，以便于从上下及左右能提供足够的空气，使电池能适应较高电流密度下的工作，同时不会造成空气阴极被电解液淹没。狭窄的气室除具有结构紧凑的特点，还能保护空气阴极免受机械碰撞而损伤。电池组中每个单电池之间的电解液是相互隔离的，不会造成单电池之间的漏电现象。电池组下部有底脚14，支撑电池组，并产生下部的气道。单电池组合成电池组亦可以用定位销加粘结剂联结成所需性能指标的电池组。还可以按设计要求，注塑成整体电池组外壳，预留气室13、空气阴极镶嵌槽28和阳极定位槽9，将空气阴极3注塑在塑料边框内，然后将带空气阴极的边框插入并用粘结剂粘结到空气阴极镶嵌槽中，这样电解液室8也形成了。若模具设计合理，也可将空气阴极直接注塑到电池组外壳内，预留气室13和阳极定位槽9。参照图5，盖板15与连接条16及接插触头17组成一体。盖板上有定位销18，保证盖板盖在电池组上时，使各单电池中的阳、阴极的导电条2、6能准确地插入接插触头17中，同时使各单电池相互串联连接，盖板与电池组组合成一体，盖板上有带有防水透气膜的排气孔19，它能排出电池工作时产生的气体，不会带出电解液。盖板在各单电池电解液室8注入电解液后再盖上。参照图8、9、10、11，盖板上空心手柄20为倒圆台形，电池组的正、负极引出端21、22在空心手柄的两侧，引出端还兼作旋扭开关的两个触头。空心圆柱体23位于空心手柄中部。电负载通过空心圆柱体与空心手柄相连，并形成一个旋扭开关。圆柱体下端外圆两侧有两电触头24、25，接通负载的导线分别与两个电触头连接，当两电触头分别与正、负极引出端21、22分离时，则负载与电池组断开，接触时，则负载与电池组接通。图12为本专利技术的一带有负载的电池组的实施例，6伏6瓦的灯泡26装在灯座27上，电池组的外形尺寸为130×65×100mm，阳极与阴极的间距为1.5-5.0mm，阳极与电池壳底的间距为5-10mm，电解液为3-20%的食盐水。用6片厚度为0.6mm的镁合金或铝合金阳极板，可连续工作3-6小时，阳极更换使用，电池不用时，用水冲洗电池壳和阳极，取出阳极保存。本电池组过载能力强，电极的工作电流密度可达40mA/cm2。本金属-空气电池结构紧凑，外形美观、价格便宜，使用费低，用食盐水作电解液，使用方便，电池的贮存期和使用寿命长。特别适用于野外，山区、江河湖海等无电网电源的场合作电源使用，以及商店、银行、旅馆等地停电时作为应急备用电源。权利要求1.一种金属-空气电池，采用镁合金或铝合金作为金属阳极1，空气阴极3是将催化层4、导电网5、防水层7压合在一起，用活性炭与PTFE(60%)粘结的电极，其特征在于单电池壳体内侧有阳极定位槽9、沉积物收集槽10。2.一种由单电池组合成电池组的组合方式，其特征在于电池组上有盖板15，盖板15与连接条16及接插触头17组成一体，构成单电池之间连接的电路，电池组的组合方式有a、单电池之间用粘结剂或用定位销加粘结剂联结，b、电池组外壳注塑成一整体，预留气室13、空气阴极镶嵌槽28与金属阳极定位槽9，将注塑有空气阴极3的边框插入空气阴极镶嵌槽内并粘结。c、将空气阴极直接注塑到电池组外壳内，预留气室13与金属阳极定位槽9。3.根据权利要求2所述的组合方式，其特征在于阴极侧端的壳体相联，构成气室13，气室13有上、下、左、右四个通气口。4.根据权利要求2所述的组合方式，其特征在于盖板15上有倒圆台形的空心手柄20，空心手柄两侧有电池正、负极引出端21、22。5.根据权利要求2、4所述的组合方式，其特征在于空心圆柱体23位于空心手柄20中部，电负载通过圆柱体23与手柄20相连，并形成一个旋扭开关。全文摘要一种中性电解液，贮备型机械可充式金属—空气电池，电池组结构紧凑，外形美观、价格便宜、操作方便，空气阴极的气室四个方向通气，供气条件好，电池贮存和使用寿命长。一负载为6伏6瓦的电池组外形尺寸为130×65×100mm，食盐水作电解液，0.6mm厚的铝或镁合金阳极，可连续工作3-6小时，电极工作电流密度可达40mA/cm文档编号H01M12/06GK1042806SQ88107970公开日1990年6月6日 申请日期1988年11月18日 优先权日1988年11月18日专利技术者陈宝东, 钱清 申请人:中国船舶工业总公司第七研究院第712研究所 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属－－空气电池，采用镁合金或铝合金作为金属阳极１，空气阴极３是将催化层４、导电网５、防水层７压合在一起，用活性炭与ＰＴＦＥ（６０％）粘结的电极，其特征在于单电池壳体内侧有阳极定位槽９、沉积物收集槽１０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝东，钱清，
申请(专利权)人：中国船舶工业总公司第七研究院第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]