具有可抽取空气电极的电池的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有外壳(11)的可充电电池(1)，所述外壳内包括：空气电极(22)、负电极(3)和电解质(4)，其中所述空气电极(22)可以从外壳中抽取出。所述可充电电池还涉及用于空气电极电池的阴极腔室(2)。所述腔室包括空气电极，以及能够插入所述电池的外壳中，而不是作为外壳的一部分存在。所述腔室是可以拆装移动的。
【专利说明】
具有可抽取空气电极的电池
技术领域
[0001] 本发明设及包括空气电极的电池的技术领域，尤其设及包括外壳及其外壳内的空 气电极、液体电解质和负电极的电池。该负电极可W是金属电极。
【背景技术】
[0002] 金属-空气电池属于含有空气电极并且采用诸如W锋、铁或裡为基础的金属负电 极、与空气电极成对禪合的电池。放电时，发生下列反应：
[0003] M^M^+n ? 负电极(金属电极）
[0004] 〇2+2 ?也0+4 ? e-一4 ? OH-正电极（空气电极）。
[0005] 因此，氧气在空气电极减少并且使负电极的金属氧化。通常使用碱性电解质溶液。
[0006] 运些金属-空气电池可具有多种用途，例如，锋-空气电池可销售用于听觉假体。
[0007] 几十年来已经做了大量研究来开发和优化空气电极，使之有可能产生金属-空气 型的电化学发生器，众所周知，运类电化学发生器可具有很高的能量密度并能够达到数百 瓦小时/千克(WhAg)。
[000引空气电极还可用于碱性燃料电池。
[0009] 空气电极有可能使之利用随地、随时、不限量可使用的大气作为电化学反应的氧 化剂。
[0010] 空气电极是与液体电解质相接触的多孔固体结构，而液体电解质通常为碱性溶 液。空气电极与液体电解质之间的界面被称之为"立重接触"界面，电极的活性固体材料、气 态氧化剂(空气）W及液体电解质会同时出现在该界面。
[0011] 关于锋-空气电池的不同类型空气电极的描述可见由V.化burcMloV等人撰写的 文章，例如，详见发表于《电源杂志》195(2010)第1271至1291页中名为《关于锋-空气燃料电 池空气阴极的综述》（"A review on air cathodes for zinc-air fuel cells" ： Journal of Power Sources,195(2010),pages 1271 to 1291)〇
[0012] 在金属-空气电池需要充电的情况下，电流的方向相反并发生下列反应：
[OOU] r++n ? e-一M负电极(金属电极）
[0014] 4 ? OH-一〇2巧?也0+4 ? e-正电极（空气电极）
[0015] 于是，在正电极处产生氧并且通过还原将金属重新沉积在负电极。
[0016] 尽管运些电池在放电阶段的运行没有重大问题，但是在充电阶段不稳定;金属-空 气电池在充电阶段的弱点是空气电极，所述空气电极的设计不能用于反向（也就是在氧化 作用下）的使用。
[0017] 实际上，空气电极为多孔结构并W容积式电极的形式运行，电化学反应发生于电 极的体积内在气体(来自空气的氧气）、液体（电解质）和固体（电极的活性材料W及可选择 性的催化剂)之间的界面:运便是=重接触。该多孔结构十分重要，因为它要提供所必需的 较大反应表面积，从而提供较高的电流密度，因为气态氧的密度比液体低。例如，空气中氧 的摩尔密度约等于0.03mol/L，而水的密度为55mol/L。
[0018] 因此，空气电极通常是由表面积较高的碳颗粒制成的，比如卡博特公司市场销售 的Vulcan" XC72。在将碳结合到空气电极之前，通过与比如C〇2运样的气体反应就能进一步 增加碳的表面积。然后，采用比如由杜邦公司市场销售的氣化乙締丙締共聚物(FEP)运样的 疏水性氣化高聚物，使碳颗粒凝聚，W便形成空气电极。文件W02000/036677描述了适用于 金属-空气电池的运类电极。
[0019] 在充电阶段，正电极的反向氧化反应不需要运个较大的反应表面积，因为活性材 料的浓度高得多。反之，空气电极的多孔结构的缺点是易碎:发明人发现，将气态氧用于液 体电解质的氧化反应进行氧化时，空气电极的多孔结构会因释放气态氧而受到物理上的破 坏。实际上，通过产生气态氧在空气电极内所生产的液压就足W引起构成空气电极的碳颗 粒之间键的破坏。
[0020] 发明人还注意到:加入空气电极W提高诸如儘或钻氧化物之类氧还原反应的能量 产出的催化剂对于氧还原所需的电位是不稳定的。此外，在有氧存在的情况下，碳的氧化会 发生腐蚀并且在高电位下会进一步加剧腐蚀。
[0021] 为了克服运一缺点，某些作者在双效电极中采用更耐腐蚀的氧还原催化剂外加释 氧催化剂，所述双效电极有两个电禪合层构成(例如专利1155,306,579)。不幸的是，运些双 效电极的寿命较短且循环的次数有限，因为运些电极的结构难W抵御长期所产生的气体释 放，W及因为催化剂在充电期间所施加的电位下不稳定且会使碳产生腐蚀。
[0022] 运些空气电极在充电阶段的退化会大大地缩短其寿命并且已经成为阻碍可充电 型的金属-空气蓄电池的商业性开发的主要原因之一。
[0023] 因此，空气电极的使用寿命比W放电模式和充电模式交替使用的电池的金属电极 使用寿命要短。那么，在金属电极仍然可用的情况下，丢弃电池是一种浪费。
[0024] -般来说，对于任何含有空气电极的电池通常都会发现存在着空气电极在充电期 间气体释放的相关问题。
【发明内容】
[0025] 因此，本发明的目的之一是克服上述现有技术中的至少一项缺点。
[0026] 为此，本发明提出一种阴极腔室适用于具有空气电极的电池的阴极腔室，其包括 空气电极并适合W可抽取的方式插入电池外壳中。空气电极的形式为平板型，而且阴极腔 室是液体密封的。阴极腔室还包括电气连接和中空套筒，其中，所述电气连接用于将空气电 极与电池的正极端子相连接，所述中空套筒具有进气口和出气口且由空气电极至少部分形 成至少一个平面。
[0027] 于是，空气电极是在可抽取阴极腔室内组成的。因此，就有可能在空气电极使用寿 命将尽时W简单的方式继续使用负电极，尤其是金属-空气电池的金属电极。实际上，就无 需为了取出空气电极而拆卸电池组件。
[0028] 阴极腔室的其它可选和非限制性特征如下。
[0029] 作为一个变体，阴极腔室还包括在其表面上的边缘，所述表面至少一部分是由套 筒的空气电极所构成，从而限制负电极的压缩，尤其在负电极由金属制成的情况下更是如 此。
[0030] 阴极腔室还有利地包括附加空气电极，其形式为至少部分地形成中空套筒的另一 个表面的平板，另一个表面与至少部分由空气电极所形成的表面相对。
[0031] 阴极腔室有利地包括设置在套筒内的蜂窝状机械加固件且与空气电极邻接。
[0032] 阴极腔室可具有下部和上部，下部包括可包括多个空气电极，上部至少具有一个 截面低于下部截面。
[0033] 本发明还提出一种可充电的电池，包括外壳W及外壳内的：
[0034] 空气电极；
[00对负电极;和，
[0036]电解质；及，
[0037] 其中，空气电极可W从外壳中抽取和将其插入上述腔室内。
[0038] 因此，当空气电极的使用寿命将尽时，就可很容易更换空气电极。
[0039] 电池的其它可选和非限制性特征如下。
[0040] 在运种情况下，负电极是金属电极，电解质是液体电解质；阴极腔室可W在外壳内 移动。电池因此还包括位于空气电极与金属电极之间的电绝缘隔板和柔性元件。电绝缘隔 板、阴极腔室和金属电极的设置使得柔性元件对阴极腔室起作用，W便阴极腔室通过其至 少部分由空气电极所形成的表面压缩金属电极。该柔性元件可W是电池外壳或者是依靠着 外壳壁所设置的压缩系统。
[0041] 有利的是，电池包括第二空气电极，其纳入上述第二可抽取式移动阴极腔室，W及 第二电绝缘隔板，设置于第二空气电极与金属电极之间。两个阴极腔室和金属电极的设置 使得金属电极通过至少部分由空气电极所形成的阴极腔室表面压缩在两个阴极腔室之间。
[0042] 电池还可W包括第二正电极，用于为电池充电。在运种情况下，第二正电极有利地 设置在阴极腔室与负电极之间。电池还包括至少一个隔板，放置所述隔板与第二正电极相 接触，从而有助于去除在充电期间在第二正电极上所产生的氧气气泡。作为一个变体，可W 设置两个隔板，在正电极的各侧均设置一个。因此，可W将隔板设置成使其依靠在分别转向 负电极和空气电极的第二正电极的表面。在运种情况下，电池还包括至少一个机械保护，分 别设置在隔板与负电极和空气电极之间，W便针对隔板对其进行保护。
【附图说明】
[0043] 其它目的、特征和优点将通过下文描述，参考作为实例且非限制性所列出的附图 而更为清晰，附图包括：
[0044] 图IW图解的方式显示了在根据本发明的电池中所采用的阴极腔室；
[0045] 图2W图解的方式显示了图1所示包括一个空气电极和一个蜂窝状机械加固件的 阴极腔室的横截面；
[0046] 图3W图解的方式显示了图1所示包括两个空气电极和一个蜂窝状机械加固件的 阴极腔室的横截面；
[0047] 图4W图解的方式显示了图1所示包括一个空气电极、一个蜂窝状机械加固件W及 具有边缘的套筒的阴极腔室的横截面；
[004引图5W图解的方式显示了根据本发明的电池的一个实施例，其包括一个外壳、一个 金属电极、如图2所示的两个阴极腔室和两个电绝缘隔板；
[0049]图6W图解的方式显示了根据本发明的电池的一个实施例，包括一个外壳、一个金 属电极、如图4所示的两个阴极腔室和两个电绝缘隔板；
[0050] 图7W图解的方式显示了根据本发明的电池的一个实施例，包括一个外壳、两个金 属电极、如图2所示的两个阴极腔室、如图3所示的一个阴极腔室和四个电绝缘隔板；
[0051] 图8W图解的方式显示了根据本发明的电池的一个实施例，包括一个外壳、两个金 属电极、如图2所示的两个阴极腔室、如图3所示的一个阴极腔室、四个电绝缘隔板和一个压 缩系统；
[0052] 图9W图解的方式显示了根据本发明的电池的一个实施例，包括一个外壳、一个金 属电极、如图2所示的两个阴极腔室、两个第二正电极和四个电绝缘隔板；
[0053] 图IOW图解的方式显示了根据本发明的电池的一个实施例，包括一个外壳、一个 金属电极、如图2所示的两个阴极腔室、两个第二正电极、四个机械保护和四个衬垫；
[0054] 图11W图解的方式显示了根据本发明的一个电池，其中，阴极腔室呈现出上部和 下部，上部的横截面随着与下部距离的增加而减少;及，
[0055] 图12W图解的方式显示了根据本发明的一个电池，其中，阴极腔室具有上部和下 部，其两者均为矩形的，上部的横截面小于下部的横截面，因此在运两者之间的界面上形成 一个台肩。
【具体实施方式】
[0056] 下面参考图1至图12对根据本发明的具有空气电极的电池进行说明。一般地讲， "电池"一词在此用于表示能够W化学形态储存能量并且将其恢复为电气形式的任何电气 元件。因此，该词同样涵盖了 "电池"、"燃料电池"、"可再生燃料电池"和"蓄电池"等术语。
[0057] 运种电池1包括外壳11，W及在外壳内的可抽取空气电极22、负电极3和电解质4。
[0058] 因此，可W从外壳11卸掉空气电极22,例如，可通过滑动来卸掉空气电极，W便可 在其使用寿命将尽时或者例如因为团聚碳颗粒的结构被过度损坏而退化时将其更换。空气 电极22还可W在外壳11内移动，尤其是允许压缩负电极3,下文将对此进行更详细的描述。
[0059] 空气电极22最好是由能够传导电子的多孔材料所制成。该多孔材料是例如炭黑化 合物、基于钻或儘氧化物的催化剂、诸如HFP(六氣丙締)或PTFE(聚四氣乙締)之类的疏水性 粘合剂W及诸如儀网形式的集流器。可W将阴离子导电聚合物加入专利WO 2010/128242 Al所述的电极中，尤其是在电解质为含水电解质的情况下。该聚合物的功能是防止含水电 解质被空气中所含的C〇2碳化。疏水性粘合剂具有双重功能:通过粉末产生机械一体化de多 孔结构，通过碳颗粒之间的接触来确保所述粉末的电子渗透;疏水性足够强，W便在电解质 为液体的情况下防止电解质渗透穿过电极。
[0060] 在金属-空气电池的情况下，负电极3可W是金属电极。金属电极的材料最好是锋、 铁或裡。在运种情况下，电解质为液体电解质。
[0061] 电池1还可W包括阴极腔室2,所述阴极腔室包括中空套筒21W及电气连线23,所 述电气连线用于将空气电极22与电池1正极端子相连接(见图1至图4)。阴极腔室2适合W可 抽取的方式插入电池的外壳11中。阴极腔室2最好为液体密封的，例如，对于电池1的液体电 解质4液体密封，尤其是在将阴极腔室2用于压缩负电极3的情况下，如下文所述。
[0062] 套筒21因此具有空气可在其中循环的空腔。套筒21还具有进气口 24和出气口 25， W便空气在套筒21中循环，并且与空气电极22相接触。用于填充套筒21的空气可W是未经 处理的，或者是经过处理的，例如，被加湿、干燥、去除碳酸(去除C〇2)或使其富含氧。
[0063] 空气电极22W至少部分地形成套筒21的一个表面的平板的形式W及W密封的方 式容纳在阴极腔室2中。套筒21可为圆柱形，其至少一个平面的一部分是由空气电极22所构 成的。在运种情况下，可W通过垂直于圆柱的边屯、距来滑动抽取套筒21。
[0064] 因此，可W通过简单地卸掉阴极腔室2,而轻易地更换可抽取空气电极22。
[0065] 作为一个变体，可W在阴极腔室2内设置附加空气电极27。该附加第二空气电极27 至少部分地形成套筒21的第二表面，所述第二表面与由第一空气电极22部分所形成的表面 相对(见图3)。在运种情况下，套筒21最好为具有两个平行平面的圆柱形。
[0066] 阴极腔室2还可W包括在套筒21内对其进行加固的蜂窝状机械加固件26。该机械 加固件26邻接空气电极22。
[0067] 该机械加固件26特别有利于如果负电极3是平板型的金属电极且阴极腔室2和金 属电极3的设置使得阴极腔室2通过其部分由空气电极22所形成的表面来压缩金属电极3， 例如依靠在外壳11壁上，W便在压缩金属电极3时可防止空气电极22变形。
[0068] 在运个实施例中，电池1包括电绝缘隔板5,所述电绝缘隔板用于使空气电极22与 金属电极3相绝缘并设置在运两者之间。电绝缘隔板5是由电绝缘并且离子导电（例如，聚合 电解质，即包括带电基团的聚合物）的材料所制成的元件。作为一个变体，还可W由能透过 液体电解质的电绝缘材料制成，例如毛拉。可W规定将电绝缘隔板5连接着空气电极22和/ 或负电极3。此外，电池1包括柔性元件，所述柔性元件作用于阴极腔室2, W便通过电绝缘隔 板5将其依靠在负电极3上。
[0069] 由于下列原因，压缩金属电极3是有利的。因为，在金属-空气电池的充电阶段，在 负电极的电位允许的情况下，金属离子在负电极可还原为沉积在负电极的金属。那么，在某 些条件下，金属W附着较差的在金属电极表面的泡沫形式沉积。运种附着性较差的泡沫与 电极分离，导致活性材料减少并因此降低电池的性能。发明人注意到:可在充电阶段压缩金 属电极来限制运种附着性较差的泡沫的形成。而且，如此压缩还通过确保金属沉积在金属 电极上一致、均匀、浓密的分布，W防止金属电极在反复充电和放电过程中变形。
[0070] 柔性元件可W通过电池11外壳来形成。用力将放置在外壳11内的元件插入其中。 还可W压缩系统6的形式来制造柔性元件。设置该压缩系统6使其依靠在外壳11壁和电池1 的另一个元件上，例如，另一个元件为阴极腔室2或金属电极3。一旦阴极腔室2和金属电极3 处于适当位置，并将其插入之后，压缩系统6便能够确保压缩金属电极3。有利的是，由柔性 材料来制造压缩系统6,例如，柔性材料为软泡沫。例如，软泡沫的一个实例为聚氯下二締泡 沫(也被称为Neop隨雌液），最好为B站at紙够;旗下销售的氯下橡胶泡沫，尤其是Hutchinson 公司的Bulatex C166。运种泡沫的另一个实例为Sylo風既敏G产品，由Plastiform公司销售 的一种聚氨醋泡沫。泡沫最好是封闭的多孔泡沫并且与液体电解质相隔离。因此，最好将其 放在液体密封团的包装袋中并且稳定地与液体电解质相接触。例如，可热封挤出聚乙締包 装袋。
[0071] 可W规定压缩系统6为可抽取型，使之有可能在将其撤掉之后可更轻易地拆掉阴 极腔室2。
[0072] 电池1可包括两个上述阴极腔室2。在包括作为负电极3的金属电极的电池1的外壳 中，可将平板型的金属电极3压缩在至少由阴极腔室2的空气电极22部分所构成的表面之 间。电绝缘隔板5将金属电极3与空气电极22电绝缘。
[0073] 作为另一个变体，阴极腔室2可包括上述两个空气电极22、27W及电池1，分别设置 在阴极腔室2两侧，W及选择性地设置在金属电极的外壳中的平板型的两个负电极3分别依 靠在至少部分由空气电极22、27所形成的表面上。在后面运种情况下，阴极腔室2可同时W 上述相同方式来压缩两个金属电极3。
[0074] 当负电极3为金属电极的情况下，阴极腔室2的套筒21可有利地包括位于其至少部 分地由空气电极22所构成的表面上的一个边缘28,从而限制金属电极3的压缩。
[0075] 当将金属电极3压缩在阴极腔室2与外壳11壁之间的外壳中，则阴极腔室2朝外壳 11壁的方向压缩金属电极3,直到边缘28与外壳壁相接触。
[0076] 在将金属电极3压缩在两个阴极腔室2之间的外壳中，则或者两个阴极腔室2之中 一个具有一条边缘28或者两个阴极腔室2都具有一条边缘28。在第一种情况下，边缘28则与 没有边缘的另一个阴极腔室2的套筒21的表面相接触，正如上文针对边缘28与外壳壁所述 的那样。在第二种情况下，边缘28设置在套筒21表面上，W便彼此相对，从而使得两个阴极 腔室2压缩金属电极3,直到两条边缘28彼此相接触。
[0077] 在阴极腔室2包括两个至少部分形成套筒21的相对表面的空气电极22的外壳中， 它可包括位于一个表面而不位于另一个表面的一个边缘28,或者位于两个表面的边缘28。 边缘按照与上述的相同方式起作用。
[0078] 阴极腔室2可包括下部2inf和上部2sup，下部2inf包括空气电极22。上部2sup具有至少 一个垂直于低于下部2inf的空气电极的平面的截面。因此，在阴极腔室2上部2sup，在电池1外 壳11内提供更广阔的空间，W便收集液体电解质4。运样同时能够形成电池1更紧凑的款式。 同样，由阴极腔室2的上部2SUP和下部2inf的横截面差异所产生的额外体积有可能避免在充 电阶段由于气态氧释放在电池内所产生的气泡，运样会使电解质水平面上升，因此使电解 质4上升太高并溢出。
[0079] 例如，下部2inf为矩形，上部2sup为梯形，换言之，上部的边缘为斜裁边，W便上部 2sup的横截面随着与下部2inf之间距离的增加而缩小。因此，上部2sup的横截面可保持不变 (见图11)。
[0080] 在另一个实例中，下部2inf和上部2sup为矩形，在运两部分2inf、2sup之间的界面形成 一个台肩(见图12)。
[0081] 电池1还可W包括第二正电极7,用于为电池1充电（见图9)。该第二正电极7最好设 置在负电极3与空气电极2之间。例如，可将液体电解质可渗透的毛拉型的电绝缘隔板5用于 空气电极22与该第二正电极7之间，W及/或者负电极3与第二正电极7之间。
[0082] 第二正电极7还可W连接着阴极腔室2的套筒21，从而方便插入或卸除空气电极 22,因为不再需要注意相对于第二正电极7插入阴极腔室2的位置。
[0083] 第二正电极7提供在电池1充电阶段对空气电极22的保护。实际上，在电池1充电阶 段，空气电极22与正极端子相断开且第二正电极7与其相连接。因此，在充电阶段，并未使用 空气电极22,由第二正电极7来代替它。可W决定开始充电时的同时使用空气电极22与第二 正电极7，^及在充电电压大于给定值时仅使用第二正电极7。例如，在文件胖02012/156639 中列出了关于使用第二正电极7的更详细的信息。
[0084] 可W放置衬垫8,使之与第二正电极7相接触，从而使第二正电极7与电池的其它元 件之间有一定距离，W便于消除充电期间在第二正电极7所产生的氧气气泡。例如，衬垫8设 置在第二正电极7与负电极3之间W及/或者第二正电极7与空气电极22之间。在电解质为液 体的情况下，电解质可渗透该衬垫8。例如，该衬垫8可W是塑料板栅。可W通过衬垫8在金属 电极上施加压缩压力。作为一个变体，可W规定两个衬垫8分别设置在正电极7每一侧。
[0085] 在运种情况下，可W在衬垫8与金属电极3或空气电极22之间设置液体电解质可渗 透的机械保护9,例如毛拉，从而保护金属电极3或者衬垫的空气电极22。
[0086] 通常，根据需要调整可能的阴极腔室2数量与金属电极3数量。强制的唯一限制是 每个空气电极2偶接着金属电极3,在运两者之间设置一个电绝缘隔板5。下文描述了说明性 实施例，运些说明性实施例可W结合在一起。尽管运些例证指定是金属-空气电池，下述段 落很容易适应包括空气电极的其它类型的电池。
[0087] 在第一个实施例（图5)中，电池1包括两个阴极腔室2,各自分别具有构成套筒21表 面一部分的一个单独的空气电极22和一个机械加固件26。电池1还包括金属电极3。该金属 电极3设置在两个阴极腔室2之间，从而压缩在运两者之间。
[0088] 在第二实施例（图6)中，除了每个阴极腔室2包括一个边缘28外，电池1与第一个实 施例的电池相同。运些边缘28面对彼此设置。
[0089] 在第=个实施例（图7)中，电池1包括两个阴极腔室2,各自分别具有至少构成套筒 21表面一部分的一个单独的空气电极22W及一个机械加固件26、电池1还包括阴极腔室2， 具有形成套筒21的两个相对表面至少一部分所形成的两个空气电极22。电池1还包括两个 金属电极3和四块电绝缘隔板5。阴极腔室2、金属电极3和电绝缘隔板5按照下列顺序设置： 具有一个单独的空气电极的第一阴极腔室依靠在外壳的第一壁上;第一电绝缘隔板、第一 金属电极、第二电绝缘隔板、具有两个空气电极的阴极腔室、第=电绝缘隔板、第二金属电 极、第四电绝缘隔板W及最后具有一个单独的空气电极的第二阴极腔室依靠在与第一壁相 对的外壳第二壁上。
[0090] 在第四个实施例（图8)中，除了电池1还包括在第二阴极腔室2之后设置在第二阴 极腔室2与外壳11第二壁之间的一个压缩系统6外，电池1与第S个实施例相同。
[0091] 在第五个实施例（图9)中，除了电池1还包括两个第二正电极7外，电池1与第一个 实施例相同。电池的元件设置在外壳内，W便其按照下列顺序排列:具有空气电极的第一阴 极腔室2、第一电绝缘隔板5、第一个第二正电极7、第二电绝缘隔板5、金属电极3、第=电绝 缘隔板5、第二个第二正电极7、第四电绝缘隔板5W及具有空气电极的第二阴极腔室2。
[0092] 在第六个实施例（图10)中，除了由分别包括衬垫8和机械保护9的组件来代替电绝 缘隔板外，电池1与第五个实施例相似，衬垫8依靠着第二正电极7设置，机械保护9依靠着金 属电极3或空气电极22设置。
【主权项】
1. 适用于空气电极电池的阴极腔室（2)，包括空气电极且适合以可抽取的方式插入电 池外壳中，其中，空气电极的形式为平板型，而且其中，阴极腔室(2)是液体密封的，并且还 包括电气连线(23)和中空套筒(21)，所述电气连线用于将空气电极与电池的正极端子相连 接，所述中空套筒具有进气口（24)和出气口（25)，并由空气电极(22)至少部分形成至少一 个平面。2. 根据权利要求1所述的阴极腔室（2)，还包括在其表面的边缘(28)，所述表面至少一 部分是由套筒(21)的空气电极(22)所形成的。3. 根据权利要求1或2所述的阴极腔室(2)，还包括附加空气电极(27)，其形式为至少部 分形成中空套筒(21)的另一个表面的平板，另一个表面与至少部分由空气电极(22)所形成 的表面相对。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的阴极腔室(2)，还包括蜂窝状机械加固件(26)，其 设置在套筒(21)内且依靠在空气电极(22)上。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的阴极腔室(2)，具有下部(2INF)和上部(2SUP)，下部 (2 INF)包括一个(或多个)空气电极(22、27)，上部（251![〇具有垂直于在下部截面以下的空气 电极的平面的至少一个截面。6. 可充电电池（1)包括外壳（11)以及在外壳内的： -空气电极(22); -负电极(3);和， _电解质； 其中，所述空气电极(22)可以从外壳中抽取和将其插入根据权利要求1至5中任一项所 述的阴极腔室(2)内。7. 根据权利要求6所述的电池（1)，其中，所述负电极是金属电极，电解质是液体电解 质，并还包括设置于空气电极(22)与金属电极(3)之间的电绝缘隔板(5)和柔性元件， 其中，阴极腔室(2)是根据权利要求2至6之一的阴极腔室，并且能在外壳（11)中移动， 其中，电绝缘隔板（5)、阴极腔室（2)和金属电极（3)的设置使得柔性元件对阴极腔室 (2)起作用，以便阴极腔室通过其至少部分由空气电极(22)所形成的表面来压缩金属电极 ⑶。8. 根据权利要求7所述的电池（1)，其中，所述柔性元件是由外壳（11)所构成的或者是 依靠着外壳壁所设置的压缩系统(6)。9. 根据权利要求7或8所述的电池（1)，还包括第二空气电极(22)，其纳入第二可动阴极 腔室（2)并且可根据权利要求1至7之一可抽取的，以及第二电绝缘隔板(5)，其设置在第二 空气电极(22)与金属电极(3)之间， 其中，两个阴极腔室（2)、金属电极(3)、电绝缘隔板(5)和柔性元件的设置使得金属电 极(3)通过至少部分由空气电极(22)所形成的阴极腔室表面压缩在两个阴极腔室(2)之间。10. 根据权利要求6至9中任一项所述的电池（1)，还包括第二正电极(7)，用于为电池充 电。11. 根据权利要求10所述的电池（1)，其中，所述第二正电极(7)设置在阴极腔室（2)与 负电极(3)之间，而且，其中，电池（1)还包括至少一个衬垫(8)，放置所述衬垫与第二正电极 (7)相接触，从而有助于去除在充电阶段在第二正电极(7)上所产生的氧气气泡。12. 根据权利要求11所述的电池（1)，包括两个衬垫(8)，各自设置在正电极(7)每一侧。13. 根据权利要求11或12所述的电池（1 )，其中，提供至少一个衬垫(8)，使其依靠在分 别转向负电极(3)和空气电极(22)的第二正电极的表面； 还包括至少一个机械保护(9)，分别设置在衬垫(8)和负电极(3)与各个空气电极(22) 之间。
【文档编号】H01M12/06GK105849956SQ201480065734
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年11月21日
【发明人】格韦纳埃尔·陶萨因特, 菲利普·史蒂文斯, 索菲·代沙耶斯
【申请人】法国电力公司