【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池领域，具体涉及一种金属空气电池，还涉及一种金属空气电池组件，更进一步的涉及一种包括金属空气电池或者金属空气电池组件的浮标。
技术介绍
1、目前水上浮标常用铅酸电池、锂电池以及太阳能电池板作为主要能源进行工作。
2、铅酸电池重量较大，对于浮标这种海上标志型建筑来说有较大负担，如不及时充电，浮标就会停止工作。锂电池电池容量小、价格昂贵，也存在充电不方便不及时的问题。阴雨天气会使得太阳能电池板的工作效率下降，难以长时间满足户外电池使用需求。且三种电池都存在重金属污染的问题。
3、综上，需要研究一款适合水上使用，不受天气和充电影响，续航能力强，电池重量小，成本低、绿色环保的金属空气电池，以及金属空气电池的衍生产品金属空气电池组件和浮标。
4、中国专利申请cn113506863a公开了一种镁海水溶解氧电池，至少包括：碳纤维刷集流件；均匀分布于碳纤维刷集流件四周的多圈碳纤维刷；位于两个圆环形框架之间的镁合金阳极；……实施例中介绍：碳纤维刷环绕排布圆形框架，为tc1钛合金材质，厚度2mm，尺寸600*600*460mm，为海水电池整体结构固定件，为碳纤维刷正极固定件，为碳纤维刷正极电流传输件。多圈碳纤维刷并联环绕交替排布，由内向外2圈，碳纤维刷直径70mm，长度180mm，32只并联，电流通过多圈碳纤维刷集流件，全部电流汇集在碳纤维刷并联集流电缆连接件处。1a恒流放电下，在放电开始140小时内，电池放电电压逐渐降低，最低达1.52v；而后放电电压持续增加，240小时后达到1.7v，海水电池
5、尽管该电池的持续放电时间比较让人满意，但在1a恒流放电条件下，放电电压仅达到1.52-1.8v之间，放电功率低。因此，如果提升电池的放电功率是一个需要解决的问题。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中的问题，本专利技术提出一种金属空气电池、金属空气电池组件及浮标。
2、为了解决上述问题，本专利技术了提供如下技术方案：
3、金属空气电池，包括阳极1和阴极组件，其特殊之处在于：所述阴极组件包括环绕着阳极1的阴极集流体2以及固定在阴极集流体2上的碳纤维3，所述碳纤维3位于阴极集流体2朝向阳极1的一面，所述碳纤维3与阳极1不接触，所述阴极集流体2与阳极1通过导体连接。
4、优选的，上述碳纤维3上均布氧还原催化涂层。优选的，上述氧还原催化涂层包括1.2-3.5重量份的催化剂，0.2-0.8重量份的粘结剂以及0.5-2重量份的导电剂。优选的，上述催化剂包括锰基催化剂、贵金属催化剂中的至少一种；所述粘结剂包括ptfe、pvdf中的至少一种；所述导电剂包含导电碳、碳纳米管以及石墨烯中的至少一种。
5、优选的，上述阳极1为柱状；或者所述阴极集流体2为导电镍网或者泡沫镍；或者阳极1为镁、铝、锌或者至少两者的合金材料。
6、优选的，上述导体包括安装板5和用于连接安装板5和阴极集流体2的连接柱4，阳极1固定在安装板5的下表面；连接柱4数量为2-8个，均匀分布在安装板5与阴极集流体2之间。
7、金属空气电池组件，其特殊之处在于：包括电池支架和至少2个串联或者并联的上述的金属空气电池，所述电池支架包括置物载体8、固定连接于置物载体8上的至少2个分支杆7，所述金属空气电池固定于分支杆的末端，所述分支杆7沿置物载体8圆周发散性均匀分布。
8、优选的，上述置物载体8包括上圆环81、下圆环82和用于连接上圆环81和下圆环82的连接支撑杆83。
9、本专利技术还提供一种包含上述金属空气电池的浮标。
10、本专利技术还提供一种包含上述金属空气电池组件的浮标。
11、优选的，一种包含上述金属空气电池组件的浮标，其特征在于：所述分支杆和/或置物载体8上固定有漂浮气囊，所述置物载体8上还固定有防水的核心区，核心区内固定有电路控制模块，所述电路控制模块包括与金属空气电池电连接的电池整流稳压模块、与电池整流稳压模块电连接的北斗定位通信模块、与电池整流稳压模块电连接的信号处理模块，北斗定位通信模块与信号处理模块电连接，所述信号处理模块与传感器和/或声呐探测单元电连接，所述北斗定位通信模块与北斗天线电连接。
12、优选的，上述置物载体8的外侧或者底部还固定有远程驱动装置。
13、优选的，上述浮标还包括声呐探测单元和/或传感器，所述声呐探测单元与信号处理模块电连接，所述传感器与信号处理模块电连接。
14、本专利技术的优点是:
15、（1）金属空气电池在不接触海水时可长期存储，电池免维护，不需要更换电池；金属空气电池海上工作时直接选用海水作为电解液，汲取海水中的氧气作为正极的反应物质，放电产物属于轻金属沉淀物，不会对环境造成污染，绿色环保；续航能力强，无论从经济成本还是实用价值上来说都具有较大的优势；电池供电时安全性好。
16、（2）阴极集流体布置碳纤维，碳纤维具有优异的导电能力，且碳纤维的面积增加，会增加电池的放电电流密度，也就是增加电池的放电能力。
17、（3）在管刷状的碳纤维上分布氧还原催化涂层，可以增加催化层和海水的接触面积，从而增加对海水中的氧吸附能力，有利于增加电池的输出功率。附着在碳纤维的氧还原催化涂层通过吸附海水中的溶解液氧，发生氧还原反应，产生的电子通过导电剂传输，形成电流回路。所述氧还原涂层可通过浸渍法、静电喷涂工艺中的一种或者两者，使其附着在碳纤维上。
18、（3）设置若干用于连接安装板和阴极集流体的连接柱，便于海水从连接柱之间的间隙进入电池内部，分散海水对电池的击打力，有利于电池漂浮稳定。
19、（4）金属空气电池组件包括置物载体和圆周发散分布的支杆，金属空气电池呈环形布置，置物载体自重轻，置物载体和支杆上可以固定漂浮气囊，进一步增大整体结构的浮力，因此可以承载更多的金属空气电池，提高续航能力。
20、（5）利用金属空气电池和上述金属空气电池组件作为浮标的电源，提高了浮标的续航能力，且绿色环保，电池放电时所产生的热量随着海水散失，可有效避免红外侦查。
21、（6）在该浮标上加载远程驱动装置，可通过远程控制驱动装置（例如螺旋桨等）让该浮标按照一定的轨迹移动，可以减少浮标投入数量，增加浮标监测的机动性，另外对浮标回收或者销毁有一定的优势。
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1.金属空气电池，包括阳极（1）和阴极组件，其特征在于：所述阴极组件包括环绕着阳极（1）的阴极集流体（2）以及固定在阴极集流体（2）上的碳纤维（3），所述碳纤维（3）位于阴极集流体（2）朝向阳极（1）的一面，所述碳纤维（3）与阳极（1）不接触，所述阴极集流体（2）与阳极（1）通过导体连接。
2.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于：所述碳纤维（3）上均布氧还原催化涂层。
3.根据权利要求2所述的金属空气电池，其特征在于：所述氧还原催化涂层包括1.2-3.5重量份的催化剂，0.2-0.8重量份的粘结剂以及0.5-2重量份的导电剂。
4.根据权利要求3所述的金属空气电池，其特征在于：所述催化剂包括锰基催化剂、贵金属催化剂中的至少一种；所述粘结剂包括PTFE、PVDF中的至少一种；所述导电剂包含导电碳、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。
5.根据权利要求1-4任一所述的金属空气电池，其特征在于：所述阳极（1）为柱状；或者所述阴极集流体（2）为导电镍网或者泡沫镍；或者阳极（1）为镁、铝、锌或者至少两者的合金材料。
6.根据权
7.金属空气电池组件，其特征在于：包括电池支架和至少2个串联或者并联的如权利要求1-6任一所述的金属空气电池，所述电池支架包括置物载体（8）、固定连接于置物载体（8）上的至少2个分支杆（7），所述金属空气电池固定于分支杆的末端，所述分支杆（7）沿置物载体（8）圆周发散性均匀分布。
8.根据权利要求7所述的金属空气电池组件，其特征在于：所述置物载体（8）包括上圆环（81）、下圆环（82）和用于连接上圆环（81）和下圆环（82）的连接支撑杆（83）。
9.一种包含权利要求1-6任一所述金属空气电池的浮标。
10.一种包含权利要求7-8任一所述金属空气电池组件的浮标，其特征在于：所述分支杆和/或置物载体（8）上固定有漂浮气囊，所述置物载体（8）上还固定有防水的核心区，核心区内固定有电路控制模块，所述电路控制模块包括与金属空气电池电连接的电池整流稳压模块、与电池整流稳压模块电连接的北斗定位通信模块、与电池整流稳压模块电连接的信号处理模块，北斗定位通信模块与信号处理模块电连接，所述信号处理模块与传感器和/或声呐探测单元电连接，所述北斗定位通信模块与北斗天线电连接。
...【技术特征摘要】
1.金属空气电池，包括阳极（1）和阴极组件，其特征在于：所述阴极组件包括环绕着阳极（1）的阴极集流体（2）以及固定在阴极集流体（2）上的碳纤维（3），所述碳纤维（3）位于阴极集流体（2）朝向阳极（1）的一面，所述碳纤维（3）与阳极（1）不接触，所述阴极集流体（2）与阳极（1）通过导体连接。
2.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于：所述碳纤维（3）上均布氧还原催化涂层。
3.根据权利要求2所述的金属空气电池，其特征在于：所述氧还原催化涂层包括1.2-3.5重量份的催化剂，0.2-0.8重量份的粘结剂以及0.5-2重量份的导电剂。
4.根据权利要求3所述的金属空气电池，其特征在于：所述催化剂包括锰基催化剂、贵金属催化剂中的至少一种；所述粘结剂包括ptfe、pvdf中的至少一种；所述导电剂包含导电碳、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。
5.根据权利要求1-4任一所述的金属空气电池，其特征在于：所述阳极（1）为柱状；或者所述阴极集流体（2）为导电镍网或者泡沫镍；或者阳极（1）为镁、铝、锌或者至少两者的合金材料。
6.根据权利要求5所述的金属空气电池，其特征在于：所述导体包括安装板（5）和用于连接安装板（5）和阴极集流体（2）的连接柱（4），阳极（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚昊，丁晨，李岩，潘博洋，常海宁，
申请(专利权)人：浩航星源烟台科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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