一种金属空气燃料电池的制作方法

文档序号:15348894发布日期:2018-09-04 23:05阅读:401来源:国知局

本实用新型涉及新能源电池的技术领域,尤其涉及一种金属空气燃料电池,以及具有该单元体的金属空气电池。



背景技术:

金属空气燃料电池(即金属空气电池)是以空气中的氧为正极活性物质,以金属为负极活性物质,以导电溶液为电解液,在催化剂的催化作用下发生化学反应而产生电能的一种化学电源。

金属空气燃料电池具有很多独特的优势,其燃料为金属材料,如铝、镁、锌,以及锂、钠等金属;因为燃料铝、镁、锌储量很丰富,金属空气电池资源可足量供应。正极活性物质是空气中的氧气,电池本身不用携带,电池所携带的能量大小由负极金属的量决定,使得该种电池的实际比能量能够达到350Wh/kg以上(目前锂离子电池为100Wh/kg),有极大的性能优势。反应后的产物,可以利用风能、太阳能、水能等清洁能源或者电能富裕地区的电能重新电解氧化铝(或氢氧化镁)变为金属,然后再次安装到金属空气电池放电,驱动电动车。这样就可以实现集中大规模的生产,可以减少污染,减少排放,并且可以实现集中供电,分散使用,将成本较低的电能转移到电能成本高的地方使用,将电能从能源易于获得的地方转移到能源难以获得的地方使用。可以真正实现无污染零排放的全新汽车生活。过程中实现了无污染,零排放的绿色能源循环利用,金属空气电池在世界范围内日益引起重视。

基于金属空气电池的上述优点,许多国家和个人都在研究制备更加实用的同类产品,目前的产品主要存在弊端是:金属燃料的更换添加不方便。金属燃料电池是单向的金属燃料反应产生电流,如果需要连续使用,电池系统必须可以方便地更新燃料。



技术实现要素:

为克服现有技术的缺陷,本实用新型要解决的技术问题是提供了一种金属空气燃料电池,其能够方便地更换单个金属燃料,使整套产品在使用过程中更加方便,更加有利于维护,以增加产品的使用寿命和提升产品的用户体验。

本实用新型的技术方案是:这种金属空气燃料电池,其包括若干个单元体,每个单元体包括:壳体、前盖板、合金板、密封圈、电池盖、上部铜电极、空气电极、后盖板;

壳体的前部通过前盖板和空气电极的粘结实现密封,使壳体与粘结的前盖板和空气电极之间形成腔体,壳体的后部通过后盖板和空气电极的粘结实现密封,使壳体与粘结的后盖板和空气电极之间形成腔体;

密封圈放入电池盖中的凹槽内,上部铜电极通过电池盖侧边间隙置于电池盖中的凹槽内,通过螺栓将上部铜电极、电池盖、合金板相连接,组成一个金属燃料单体;

金属燃料单体放入壳体内,通过壳体口部上的凸台,与电池盖中的凹槽相配合,再通过压紧密封圈实现壳体口部的密封;

壳体下部有圆形的通孔,通孔周围均匀分布三个定位孔,在通孔的两侧分别布置有凹槽和凸槽,密封圈置于凹槽内部,所有单元体安装后通过螺栓穿过定位孔来压缩密封圈从而实现单体间密封。

当需要更换某个金属燃料时,只要拆除电池盖,拆掉螺栓,就可以取出该金属燃料所在的金属燃料单体,然后再把合金板取出,换装新的合金板即可实现,因此能够方便地更换单个金属燃料,使整套产品在使用过程中更加方便,更加有利于维护,以增加产品的使用寿命和提升产品的用户体验。

附图说明

图1是根据本实用新型的金属空气燃料电池的整体结构示意图。

图2是根据本实用新型的金属空气燃料电池的壳体的结构示意图。

图3是根据本实用新型的金属空气燃料电池的电池盖的结构示意图。

图4是根据本实用新型的金属空气燃料电池的金属燃料单体成组后的立体图。

图5是根据本实用新型的金属空气燃料电池的堵水塞、掏渣棒、螺纹接头的结构示意图。

图6是根据本实用新型的金属空气燃料电池的掏渣棒的结构示意图。

具体实施方式

如图1-4所示,这种金属空气燃料电池,其包括若干个单元体,每个单元体包括:壳体1、前盖板2、合金板3、密封圈4、电池盖5、上部铜电极6、空气电极7、后盖板8;

壳体的前部通过前盖板和空气电极的粘结实现密封,使壳体与粘结的前盖板和空气电极之间形成腔体,壳体的后部通过后盖板和空气电极的粘结实现密封,使壳体与粘结的后盖板和空气电极之间形成腔体;

密封圈放入电池盖中的凹槽i内,上部铜电极通过电池盖侧边间隙置于电池盖中的凹槽内,通过螺栓将上部铜电极、电池盖、合金板相连接,组成一个金属燃料单体;

金属燃料单体放入壳体内,通过壳体口部上的凸台,与电池盖中的凹槽相配合,再通过压紧密封圈实现壳体口部的密封;

壳体下部有圆形的通孔,通孔周围均匀分布三个定位孔a,在通孔的两侧分别布置有凹槽和凸槽,密封圈置于凹槽内部,所有单元体安装后通过螺栓穿过定位孔来压缩密封圈从而实现单体间密封。

当需要更换某个金属燃料时,只要拆除电池盖,拆掉螺栓,就可以取出该金属燃料所在的金属燃料单体,然后再把合金板取出,换装新的合金板即可实现,或将电池盖、合金板、螺栓等作为一个部件整体更换。因此能够方便地更换单个金属燃料,使整套产品在使用过程中更加方便,更加有利于维护,以增加产品的使用寿命和提升产品的用户体验。

优选地,如图2所示,所述壳体的两侧设有螺栓孔c,以便金属燃料单体成组后的紧固和定位。

优选地,如图2所示,所述三个定位孔分别为在所述通孔上方的上定位孔、在所述通孔左侧的左定位孔、在所述通孔右侧的右定位孔,上定位孔在壳体内部有支撑b,支撑将壳体的两侧支撑起来,定位孔从支撑的内部穿过。这样能够使螺栓在预紧过程中外壳不变形,实现下部通孔中的密封圈充分压缩,实现密封。同时定位孔从支撑内部穿过,使其在组装成形后不会出现漏液的情况。

优选地,如图2所示,壳体1口部的两侧设置加强筋f。可在减小整体重量的情况下提高弯曲强度,保证电池盖5在活结螺栓压缩和预紧的过程中不会出现大的变形,保证密封效果。

优选地,如图2所示,壳体1底部设有斜面h,斜度在2°-60°之间。此斜面可使电池内反应物残渣能够更加顺畅的排出。

优选地,如图2所示,壳体1的上部设有凹槽d,凹槽d内有定位孔,在金属燃料单体成组后,活结螺栓放入凹槽d中,通过定位孔内穿过的螺栓使之固定;活结螺栓与上部压板的预紧,将电池盖固定在壳体上,使电池的上部实现密封;壳体的上部设有环形凸起e,通过与电池盖之间的密封圈实现密封;凹槽d旁开有贯通孔g,贯通孔g从壳体的内腔穿过,在壳体的两侧出口分别有凹槽和凸起,其间放置有密封圈;通过穿过凹槽d内定位孔的螺栓使成组后壳体的在金属燃料单体间实现密封。

优选地,如图3所示,电池盖向下延伸设置用于固定合金板的柱形支撑j,支撑j顶端设有凹槽,凹槽内放置有密封圈;电池盖两端的侧面设有凹槽k,活结螺栓穿过凹槽k,同时固定活结螺栓使其不至于倒下,方便安装;电池盖的一端开有长条形通孔L,上部铜电极顺利穿过长条形通孔L;电池盖的底部设有斜面m,斜面的一端的高度在壳体上的贯通孔g的上方且另一端向下倾斜,倾斜角度在1°-45°之间,用于保证电池内气体在电池组有倾斜的情况下也能顺畅的排出;电池盖上的凸台n与壳体的口部相配合,可在电池组震动的情况下提供有效支撑。

优选地,如图5-6所示,该金属空气燃料电池还包括堵水塞9、掏渣棒10、螺纹接头11;

掏渣棒固定在堵水塞的内部,堵水塞的内部设有可与螺纹接头相连接

的内螺纹o,在堵水塞内部放置有在堵水塞和螺纹接头旋紧后达到密封

目的的O型垫圈,螺纹接头通过粘结固定在电池壳体12上。

优选地,如图5-6所示,在掏渣棒上等间距设置格栅p,每个格栅的间距与金属燃料单体的间距相等,格栅置于金属燃料单体空腔间封闭的区间,在每个格栅上设置豁口或通孔。

优选地,如图6所示,在掏渣棒的顶端设有挡片q,挡片的底部有设通孔r,使每个空腔形成半封闭状态。

当液体从壳体12外部注入,经通孔r进入电池腔体内部,由于掏渣棒2间的格栅p有豁口或通孔,使得电池腔体内呈连通状态,所以不影响每个单体间的注水操作。在能够连通单体电池的同时,还能够减小单体电极间的的接通面积,从而达到减小电池内部短路损耗的问题。

电池在地符合和短时间工作时,可将堵水塞9旋开,连同掏渣棒10一同取出,此时电池壳体内反应物粘稠度较低,可直接从螺纹接头处倾倒出去。

当电池内部反应物粘稠度较高的时候,可将堵水塞9旋开并取出,将内部较为稀稠的液体倾倒干净,然后将堵水塞9重新插入,通过旋转堵水塞9的位置使掏渣棒10上的开口位置对应在电池壳体12内腔的开放位置,使电池内反应物能够顺利的流进掏渣棒10格栅间的空间内,等待一段时间后将堵水塞9取出,此时反应物附着于掏渣棒10的间隙中一并被取出。取出后将掏渣棒10上的反应物清理干净。再次重复此操作。

多次清理结束后,掏渣棒所能吸附和刮出的反应物较少时。通过箱内部注水,稀释反应物,达到完全清洁的目的。

以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属本实用新型技术方案的保护范围。

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