一种可充电锌空气燃料电池的制作方法

本实用新型涉及水电池技术领域，尤其涉及一种可充电锌空气燃料电池。

背景技术：

随着人们对环保的认识与追求，全世界的科学家都在针对环保能源作了大量的开发与研究。现今的电力供应来源，包括太阳能发电、风力发电、水力发电、潮汐发电、地热发电、火力发电及核能发电。目前，火力发电及核能发电是主要提供社会大众稳定的电能供应来源；然而，火力发电及核能发电有严重的环境污染以及转换效率低等问题，而太阳能发电、风力发电、水力发电、潮汐发电或地热发电等在技术与设备上对于稳定供电的能力也还需要突破。因此，以化学能转换为电力的燃料电池，渐渐崭露头角。

燃料电池是一种直接将燃料之化学能转换为电能的供电装置，类似一种小型发电站，构成燃料电池的组件最少需要电池本体、两个电极(electrode)、电解液、电解质薄膜(electrolyte membrane)及/或集电器(current collector)等。简单来说，电极是燃料氧化与氧化剂还原的电化学反应发生的场所，或者是阳极化学燃料之扩散媒介，且电极一般可分为阳极(Anode)电极与阴极(Cathode)电极两部分；而电解质的功能是分隔氧化剂与还原剂并同时传导质子。此外，集电器也可称作双极板(bipolar plate)，它具有收集电流、疏导反应气体以及分隔氧化剂与还原剂的作用。

以金属和氧气为燃料的金属空气燃料电池(简称金属空气电池)而言，系藉由金属与空气极所导入之扩散氧进行氧化反应，而在产生电能之余同时生成金属氧化物、氢气及/或水。由于金属空气电池的运作原理为氧气与金属之电化学反应，其具有高性能价格比的特性，所以受到个人电子消费市场的相当重视。

一般金属空气电池厂商的研发方向着眼于如何快速、方便地进行电池回收与再利用，故其产品的设计形式不外乎是透过复杂的壳体配件来对复数个金属空气电池进行组装，而消费者也还需要藉由额外的控制计算机方可启动或关闭金属空气电池产品之运作。值得注意的问题是，复杂的壳体配件和额外的控制计算机不但会令金属空气电池产品的生产成本过高，且会使金属空气电池产品无法让消费者随身携带。

同时，针对金属空气电池的内部结构，厂商为了得到较佳的封装效果与安全性，因而增加了复杂的封装机构，导致了电池体积的增加和无法快速拆解或回收，而若串连或并联多个燃料电池单体，或再加上其它燃料箱所组成的混合动力机制时，对其装置进行封装与拆卸回收的难度也随之提升。此外，若电池之燃料耗尽，还需要将其送至电池设计厂商或是电池之维修厂商，再以复杂而繁琐的步骤予以拆卸与再封装，更造成人力与机械成本的增加。

由上可知，金属空气电池的复杂封装机构使得燃料耗尽电池的具有经济价值反应后的金属(氧化金属)不易拆卸，电池本体或外壳结构也无法回收再利用，造成了资源的极大浪费。

因此，针对以上方面，需要对现有技术进行合理的改进。

技术实现要素：

针对以上缺陷，本实用新型提供一种应用方便、安全节能、重量轻、环保无毒、无排放的可充电锌空气燃料电池，以解决现有技术的诸多不足。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种可充电锌空气燃料电池，由电池单体、海绵金属锌、充电金属电极以及空气电极组成，所述电池单体内部分为上下两个腔室，上腔室侧面设置管道Ⅰ，下腔室侧面设置管道Ⅱ；所述管道Ⅰ与管道Ⅱ之间的下腔室放置海绵金属锌，该海绵金属锌两侧的电池单体外表面分别设置充电金属电极、空气电极；所述管道Ⅰ上端通过排气孔与电池单体上腔室连通，管道Ⅰ下端通过进气孔与电池单体下腔室连通，所述管道Ⅱ上端通过进液孔与电池单体下腔室连通，管道Ⅱ下端通过排液孔与电池单体下腔室连通，从而形成的循环电解液空间。

相应地，所述排液孔处于海绵金属锌底部；

所述电池单体内部带有管线，电池单体上端设有放气阀；电池单体顶部带有添加电解液的孔洞。

本实用新型所述的可充电锌空气燃料电池的有益效果为：电解液通过进液孔流入到管道Ⅱ中，经排液孔流入到电解液空间，充电金属电极产生的热量传导到锌金属海绵中，电解液与锌金属海绵发生化学反应，化学反应产生的氧气可通过空气电极吸收，经过化学反应后产生气体，通过进气孔流入到管道Ⅰ中，通过排气孔流入到电解液空间中，进行排气，可循环进行补充电解液，具有应用方便、安全节能、重量轻、环保无毒、无排放等优点。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述可充电锌空气燃料电池的结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述可充电锌空气燃料电池的进气孔与排气孔布置示意图；

图3是本实用新型实施例所述可充电锌空气燃料电池的局部分解示意图。

图中：

1、电池单体；2、进液孔；3、出气孔；4、排气孔；5、排液孔；6、管道Ⅰ；7、管道Ⅱ；8、海绵金属锌；9、充电金属电极；10、空气电极。

具体实施方式

实施例1

如图1-3所示，本实用新型实施例所述的可充电锌空气燃料电池，由电池单体1、海绵金属锌8、充电金属电极9以及空气电极10组成，所述电池单体1内部分为上下两个腔室，上腔室侧面设置管道Ⅰ6，下腔室侧面设置管道Ⅱ7；所述管道Ⅰ6与管道Ⅱ7之间的电池内腔中放置海绵金属锌8，该海绵金属锌8两侧的电池单体1外表面分别设置充电金属电极9、用于吸收氧气的空气电极10；

相应地，所述管道Ⅰ6上端通过排气孔4与电池单体1上腔室连通，管道Ⅰ6下端通过出气孔3与电池单体1下腔室连通，所述管道Ⅱ7上端通过进液孔2与电池单体1下腔室连通，管道Ⅱ7下端通过排液孔5与电池单体1下腔室连通并且该排液孔5处于海绵金属锌8底部，通过设置上下两个腔室与对应管道所形成的电解液空间以便于让电解液可循环再利用。

相应地，所述电池单体1内部带有管线以便于使上方的电解液流到下方，同时允许在充电时若气体产生，可排放到上方的空间；所述电池单体1上端设有放气阀，电池单体1顶部带有添加电解液的孔洞。

实施例2

如图1-3所示，本实用新型实施例所述的可充电锌空气燃料电池，由电池单体1、海绵金属锌8、充电金属电极9以及空气电极10组成，所述电池单体1电池内腔中放置海绵金属锌8，该海绵金属锌8两侧的电池单体1外表面分别设置充电金属电极9、用于吸收氧气的空气电极10；

所述管道Ⅰ6上、下两端与电池单体1内腔之间分别设置排气孔4、出气孔3，所述管道Ⅱ7上、下两端与电池单体1内腔之间分别设置进液孔2、排液孔5并且该排液孔5处于海绵金属锌8底部。

以上本实用新型实施例所述的可充电锌空气燃料电池，工作时，电解液通过进液孔2流入到管道Ⅱ7中，经排液孔5流入到电解液空间，充电金属电极9产生的热量传导到海绵金属锌8中，电解液与海绵金属锌8发生化学反应，化学反应产生的氧气可通过空气电极10吸收；经过化学反应后产生气体，通过进气孔3流入到管道Ⅰ6中，通过排气孔4流入到电解液空间中，进行排气，可循环进行补充电解液。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本案技术，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，对于本案做出的改进和修改，例如，电池外壳形状的改进、电池正极与电池负极的结构设计，若无产生超出本案范围之外的有益效果，则都应该在本案的保护范围内。