一种排气消泡装置及金属燃料电池的制作方法

1.本实用新型属于电池技术领域，更具体地说，涉及一种排气消泡装置及金属燃料电池。


背景技术：

2.金属燃料电池是使用铝、锌、镁或其合金作为阳极，在中性电解液中与空气中氧气发生氧化还原反应产生电能，镁空气电池作为金属燃料电池的一种，通常使用盐水作为中性电解液。但是由于镁等活性金属的自腐蚀反应会不断产生氢气，其次由于空气电池放电过程中电解液温度会升高，温度升高会使电池内部产生水蒸气，所以在使用过程中电池内部气压会有增大趋势。为了保证电池运行稳定，通常需要在电池结构上设计透气口，以维持电池内外气压平衡。另外电池反应过程中还会产生大量的氧化物悬浮在电解液中，电解液也会变得粘稠，同时产生的气体会造成电解液不断产生气泡，气泡会带着液体以及氧化物不断向上堆积到达透气口破裂，会在透气口渗出部分液体，造成漏液现象。
3.例如中国专利号为cn208011537u，公开了具有镁金属燃料空气电池的应急照明装置，其实施例中说明使用密封胶塞并设置透气小孔，以实现透气功能。但该方式在产品侧倾时或者在移动、颠簸时，电解液会从透气小孔中涌出，在用户使用体验上带来影响。
4.又例如，将防水透气领域常用的防水透气膜应用金属燃料电池上，防水透气膜其实质是具有微孔的聚四氟乙烯薄膜，其具有防水透气性能。但该方法，在空气电池上长时间使用时其透气性能会逐渐降低甚至失效。其原因在于空气电池在反应过程中不断生产氧化物悬浮在电解液中，在移动、颠簸的过程中，电解液带着氧化物残渣容易附着到透气膜上，其次反应产生的气泡掺杂氧化物残渣不断堆叠到达透气膜处破裂，也会使氧化物残渣附着到透气膜上，造成防水透气膜性能降低甚至失效，影响空气电池的使用寿命。


技术实现要素：

5.1、要解决的问题
6.针对现有技术中空气电池需要排气泄压，但现有的排气装置结构简单，容易漏液，且无法消除气泡的问题，本实用新型提供一种排气消泡装置及空气电池。
7.2、技术方案
8.为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
9.一种排气消泡装置，包括装置主体，所述装置主体具有排气通道，所述排气通道内部设置有破泡结构，所述排气通道的出气端设置有盖板，所述盖板上设置有若干防漏液的透气孔。
10.进一步的，所述透气孔的直径为0.1mm-0.6mm，所述盖板的厚度为1.5mm-3mm。
11.进一步的，相邻所述透气孔的中心距大于2倍透气孔的直径。
12.进一步的，所述破泡结构包括沿排气方向设置的至少一个第一破泡板。
13.进一步的，所述破泡结构还包括沿排气方向设置的至少一个第二破泡板，所述第
一破泡板和第二破泡板交叉设置。
14.进一步的，所述第二破泡板与第一破泡板的端部固定连接，且所述第二破泡板与第一破泡板相互垂直。
15.进一步的，所述破泡结构还包括有用于封堵部分排气通道的至少一个第三破泡板，所述第三破泡板一端固定连接在排气通道的内壁上，另一端悬空设置。
16.进一步的，所述破泡结构还包括有用于封堵部分排气通道的至少一个第三破泡板，所述第三破泡板水平设置，所述第三破泡板的两侧分别与第一破泡板和第二破泡板固定连接。
17.进一步的，所述第三破泡板的数量为多个，多个所述第三破泡板在排气通道内交错设置，所述第三破泡板向与气流方向相反的一侧倾斜设置。
18.进一步的，所述排气通道内沿气流方向一侧设置有第一腔室和第二腔室，所述第二腔室的内径大于第一腔室的内径；所述第一破泡板、第二破泡板和第三破泡板均设置在第一腔室内。
19.本实用新型还提出了一种空气电池，包括上述的任意一种排气消泡装置。
20.3、有益效果
21.相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
22.(1)本实用新型通过设置带有破泡结构的排气通道，从而对流经排气通道的气泡进行破泡吸附；通过在盖板上设置透气孔，可以一方面用于排气泄压，另一方面当电池倾斜或侧翻时，利用液体的表面张力抵消大气压强进行支撑，来防止电解液泄露；破泡结构的设置可以消除上涌至排气通道的气泡，避免因气泡上涌带来的漏液现象；
23.(2)本实用新型通过第一破泡板的设置，可以将排气通道的内部分成两部分，当气泡流经第一破泡板时会与第一破泡板直接接触，并被挤压破裂，第一破泡板优先破裂体积较大的气泡，对于体积较小的气泡也会进行一定程度上的挤压破泡，同时将排气通道分成两部分也可以避免大气泡的产生；而第二破泡板由于和第一破泡板交叉设置，可以进一步增强破泡效果；第三破泡板的设置，可以通过对排气通道的遮挡来迫使挤压并破裂泡沫并改变其移动方向，从第三泡沫板与排气通道的缺口处流出，加强破泡效果；同时，第三破泡板的设置能够在较为颠簸的应用场景中，阻碍部分溅起的电解液进入第二腔室；
24.(3)本实用新型通过设置内径比第一腔室大第二腔室，并将第一破泡板、第二破泡板和第三破泡板均设置在第一腔室内，在经过第一破泡板、第二破泡板和第三破泡板的作用后，可能仍有部分液膜被蒸气推上第二腔室，由于第二腔室的内径大于第一腔室，液膜在遇到突增的空间时会更容易破裂，因此第二腔室的设置有利于进一步增强破泡效果；第一腔室的设置，也能够限制大气泡的生成。
附图说明
25.图1为本实用新型提出的一种排气消泡装置的结构示意图一；
26.图2为本实用新型提出的一种排气消泡装置的结构示意图二；
27.图3为本实用新型提出的第一种实施例中的排气消泡装置的内部结构示意图；
28.图4为本实用新型提出的一种金属燃料电池的部分结构示意图；
29.图5为本实用新型提出的第二种实施例中的排气消泡装置的内部结构示意图。
30.图中：1、装置主体；2、排气通道；3、盖板；4、透气孔；5、第一破泡板；6、第二破泡板；7、第三破泡板；8、第一腔室；9、第二腔室；10、排气口。
具体实施方式
31.下面结合附图对本实用新型进行详细描述。
32.实施例1
33.一种排气消泡装置，包括装置主体1，装置主体1具有排气通道2，排气通道2内部设置有破泡结构，排气通道2的出气端设置有盖板3，盖板3上设置有若干透气孔4，透气孔4的直径取0.1mm-0.6mm，盖板3的厚度取1.5mm-3mm，利用液体的表面张力和大气压强的作用，使得金属燃料电池在倾斜或侧翻时，内部的电解液不会流出。相邻透气孔4之间的中心距大于两倍透气孔4的直径。
34.破泡结构包括沿排气方向设置的至少一个第一破泡板5，当气泡淤积并通过排气通道2向上涌时，横贯在排气通道2内部的第一破泡板5会与气泡间产生相互作用力，进而对气泡进行破裂，尤其是体积较大的气泡。破泡结构还包括沿排气方向设置的至少一个第二破泡板6，第二破泡板6沿排气方向延伸一定长度，第一破泡板5和第二破泡板6交叉设置，这样可以阻碍排气通道内气泡的产生，增强破泡效果。第一破泡板5和第二破泡板6的底端可以齐平，也可以错开，一上一下进行布置，错开后的破泡效果会更好。事实上，由于金属燃料电池中的电解液一般为盐水，其表面张力并不大，不会像添加了洗衣液的溶液一样产生大量的能够长时间保持的气泡，在排气通道2中气泡的形态不容易维持，更多的是产生液膜，即四周与排气通道2内壁相连的单层薄膜，在设置了第一破泡板5和第二破泡板6之后，液膜是一侧与排气通道2的内壁相连，另一侧与第一破泡板5和/或第二破泡板6相连，由于第一破泡板5和第二破泡板6的设置，液膜形成的概率就被降低了，即使第一破泡板5和排气通道2之间形成了液膜，并被电解液腔内的蒸气或较大的压强推着向出气方向运动时，在碰到第二破泡板6之后也会被破裂。
35.破泡结构还包括有用于封堵部分排气通道2的至少一个第三破泡板7，第三破泡板7一端固定连接在排气通道2的内壁上，另一端悬空设置，第三破泡板7可以阻碍气泡的流动，并迫使其沿第三破泡板7的边沿与排气通道2间形成的缺口进行移动，利用第三破泡板7对气泡进行挤压，第三破泡板7的边沿也具有破泡效果，因此第三破泡板的设置可以进一步避免液膜的形成，也可以加强破泡效果，同时，第三破泡板的设置能够在较为颠簸的应用场景中，阻碍部分溅起的电解液进入第二腔室9，且第三破泡板7还可以对第一腔室8内部的气泡进行缓冲。排气通道2内沿气流方向一侧设置有第一腔室8和第二腔室9，第二腔室9的内径大于第一腔室8的内径；第一破泡板5、第二破泡板6和第三破泡板7均设置在第一腔室8内。在经过第一破泡板、第二破泡板和第三破泡板的破泡作用后，可能仍有液膜被蒸气推上第二腔室，由于第二腔室的内径大于第一腔室，液膜在遇到突增的空间时会更容易破裂，因此第二腔室的设置有利于进一步增强破泡效果；而含有破泡结构的第一腔室的设置，也能够限制液膜的生成。第二腔室9的底部呈漏斗状，便于液膜破裂后形成的液体回流至第一腔室8及电解液腔室中。
36.本实用新型还提供一种空气电池，包括上述的任意一种排气消泡装置；空气电池上设置有电解液腔室，和位于电解液腔室顶部的排气口10，装置主体1的进气端通过排气口
10与电解液腔室连通；装置主体1与金属燃料电池可拆卸连接，例如卡扣与卡槽相配合的连接方式、螺纹连接方式、搭扣与挂钩相配合的连接方式等，便于打开排气口10加注电解液；装置主体1与排气口10密封配合，例如在装置主体1与排气口10间设置密封垫圈。
37.实施例2
38.本实施例与实施例1的区别点在于，第二破泡板6的下端与第一破泡板5的上端部固定连接，且第二破泡板6与第一破泡板5相互垂直，可以增强破泡效果，当第一破泡板5和第二破泡板6的棱边为直角边时，可以更好的增强破泡效果。
39.第三破泡板7的数量为多个，多个第三破泡板7在排气通道2内沿排气方向交错设置，第三破泡板7向与气流方向相反的一侧倾斜设置，本实施例中设置第三破泡板7迎向气流一侧的表面积小于第三破泡板7处排气通道2内截面面积的二分之一。一方面倾斜设置的第三破泡板更有利于避免气泡或液膜形成，也可以更好的破裂气泡或液膜，另一方面便于上方气泡或液膜破裂后的液体在重力作用下回流。
40.实施例3
41.本实施例与上述实施例1和实施例2的区别在于，第三破泡板7水平设置，其一侧与第一破泡板5的顶端固定连接，另一侧与第二破泡板6的底端固定连接，第二破泡板6沿排气方向延伸一定长度，气泡或液膜在碰到第三破泡板7时，会遇阻发生破裂，如果没破裂其移动方向也会发生改变，进而沿第二破泡板6和排气通道2围成的空间内向上移动，由于第二破泡板6和排气通道2围成的空间与第一破泡板5和排气通道2围成的空间有错位，所以气泡或液膜很容易破裂。由于第二破泡板6将排气通道2也分成了两部分，当在排气通道2中设置两个这样的第三破泡板7，且这两个第三破泡板7位于第二破泡板6的两侧时，可以有效增强对气泡流动的阻碍以及破泡效果，而且可以避免短时间内大量气泡涌入第二腔室9，起到缓冲的效果。
42.以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。