一种快速更换金属电极的金属空气电池及其组装方法与流程

本发明涉及金属空气电池，尤其是涉及一种快速更换金属电极的金属空气电池及其组装方法。

背景技术：

1、金属空气电池是以空气中的氧气为阴极活性物质，一些金属材料为阳极活性物质，与无机电解质组成的一种新型电池，廉价且地球储量丰富的金属材料令“空气电池”较锂离子电池具备显著优势。根据类型的不同，金属空气电池的制造成本或可降低至后者的1/10以下，而且，金属空气电池的能量密度理论上比锂离子电池高6倍以上。此外金属空气电池还具有容量大、寿命长、使用安全和环境友好等优点；因此自其诞生以来就受到了研究人员的广泛关注，被称为“面向21世纪的绿色能源”。金属空气电池不同于其他电池的电极均处在密闭环境中，空气电极一侧需要与空气接触,从空气中得到正极反应所需氧气，处在敞开环境下；金属空气电池大多属于一次电池，一次金属空气电池较电可充金属空气电池具有能量高的特点，空气电极可以多次循环使用，电解液与金属电极在每次放电完成后进行更换。一次金属空气电池在经过一次放电之后需要进行金属电极与电解质的更换，电池结构需要满足快速方便电极与电解质的更换。现有金属空气电池中金属电极直接固定在电池壳体上，需要增加限位结构来固定金属电极的位置，存在金属电极不方便更换、电池密封性较差以及电池重量不符合轻量化的问题。

2、例如，中国专利公开号cn108496274b，公开日2022年09月23日，名为“金属空气电池”，包括：壳体；空气极，其配置于所述壳体的两侧；多个金属极，其以从所述空气极向内侧离开的方式配置，所述金属极彼此之间经由空间相对向。根据本发明的金属空气电池，能够抑制反应生成物堆积于空气极和金属极之间这样的情况。另外，空气极和金属极之间的距离的自由度高。

3、现有专利存在的缺点是：现有金属空气电池中金属电极直接固定在电池壳体上，需要增加限位结构来固定金属电极的位置，存在金属电极不方便更换、电池密封性较差以及电池重量不符合轻量化的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有金属空气电池中金属电极直接固定在电池壳体上，需要增加限位结构来固定金属电极的位置，存在金属电极不方便更换、电池密封性较差以及电池重量不符合轻量化的问题，提供一种快速更换金属电极的金属空气电池及其组装方法，方便更换金属电极，避免电池漏液，减少电池重量。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种快速更换金属电极的金属空气电池，包括：

4、壳体；

5、空气电极，所述空气电极设置在所述壳体的两侧；

6、金属电极，所述金属电极通过接插组件设置在壳体内，所述空气电极位于所述金属电极的两侧，所述接插组件包括设置在壳体上的固定件、设置在金属电极上的插件，所述插件通过连接件固定在所述固定件上。本方案中所述的一种快速更换金属电极的金属空气电池，通过接插组件方便更换电池中的金属电极，避免金属电极直接固定在电池的壳体内。安装和更换时，松开连接件使得插件和固定件分离，取出金属电极进行更换。接插组件起到固定和定位的作用，金属电极在壳体中的位置就可以此固定，减少在电池的壳体中增加金属电极的限位结构，减少电池的重量。所述固定件的一端暴露于壳体的外部，通过插接件将金属电极引出与外电路相连，完成电池的通路。从电池壳侧面将金属电极导出的方式在组装成电池组时可以缩短电极之间的连线，降低欧姆电阻损失。固定件与壳体的连接处采用环氧树脂密封，与金属电极之间不产生影响，提高电池的壳体的密封性，防止漏液。

7、作为优选，所述壳体的两侧设有安装口，所述安装口贯通所述壳体的内部，所述空气电极的内侧面覆盖所述安装口，所述空气电极的外侧面暴露于空气中。所述壳体内设有用于注入电解质的腔体，所述安装口使得空气电极与壳体内的电解质接触。

8、作为优选，所述金属电极和任意一个空气电极平行设置，所述金属电极与空气电极之间设有与所述壳体的内部连通的间隙。所述间隙贯通所述壳体的腔体。

9、作为优选，所述壳体包括电池壳和电池盖，所述电池壳一端开口，所述电池盖与所述电池壳的开口配合。所述电池盖通过环氧树脂密封所述电池壳，防止漏液。

10、作为优选，所述插件的一端设置在金属电极上，所述插件的另一端为u型叉板；所述固定件包括插接在壳体的侧壁上的固定部、设置在固定部内侧的端子，所述端子上设有螺纹孔；所述连接件穿过u型叉板并与所述螺纹孔螺纹拧紧固定。采用u型叉板，无需将连接件与端子完全分离的情况下也可取出金属电极，方便安装和定位调整。

11、作为优选，所述连接件为螺钉或螺栓，所述插件通过连接件锁紧在所述固定件上。所述螺栓或螺钉与所述螺纹孔螺纹配合。

12、作为优选，所述螺纹孔沿金属电极的装卸方向分布，所述螺纹孔的中心轴线与金属电极的侧面平行设置。方便拆卸。

13、作为优选，所述空气电极与壳体的连接处采用环氧胶粘贴密封。

14、一种快速更换金属电极的金属空气电池的组装方法，用于上述任意一项所述的一种快速更换金属电极的金属空气电池，依次包括如下步骤：

15、步骤一：将空气电极通过环氧胶粘贴密封在壳体两侧的安装口处，将插件与金属电极连接，固定件设置在壳体上，固定件的一端位于壳体内部，所述固定件的另一端位于壳体的外部；

16、步骤二：将金属电极放入壳体内，金属电极上的插件与固定件对齐，通过连接件将插件和固定件连接，调节金属电极与空气电极平行设置后紧固连接件。

17、作为优选，步骤一中，所述插件采用自攻螺钉插入金属电极内部或采用片式接头超声焊接或导电胶粘接于金属电极表面。

18、因此，本发明具有如下有益效果：方便更换金属电极，避免电池漏液，减少电池重量。

技术特征：

1.一种快速更换金属电极的金属空气电池，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种快速更换金属电极的金属空气电池，其特征是，所述壳体的两侧设有安装口（1.1），所述安装口贯通所述壳体的内部，所述空气电极的内侧面覆盖所述安装口，所述空气电极的外侧面暴露于空气中。

3.根据权利要求2所述的一种快速更换金属电极的金属空气电池，其特征是，所述金属电极和任意一个空气电极平行设置，所述金属电极与空气电极之间设有与所述壳体的内部连通的间隙。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种快速更换金属电极的金属空气电池，其特征是，所述壳体包括电池壳和电池盖，所述电池壳一端开口，所述电池盖与所述电池壳的开口配合。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种快速更换金属电极的金属空气电池，其特征是，所述插件的一端设置在金属电极上，所述插件的另一端为u型叉板（5.1）；所述固定件包括插接在壳体的侧壁上的固定部（4.1）、设置在固定部内侧的端子（4.2），所述端子上设有螺纹孔（4.3）；所述连接件穿过u型叉板并与所述螺纹孔螺纹拧紧固定。

6.根据权利要求5所述的一种快速更换金属电极的金属空气电池，其特征是，所述连接件为螺钉或螺栓，所述插件通过连接件锁紧在所述固定件上。

7.根据权利要求6所述的一种快速更换金属电极的金属空气电池，其特征是，所述螺纹孔沿金属电极的装卸方向分布，所述螺纹孔的中心轴线与金属电极的侧面平行设置。

8.根据权利要求6所述的一种快速更换金属电极的金属空气电池，其特征是，所述空气电极与壳体的连接处采用环氧胶粘贴密封。

9.一种快速更换金属电极的金属空气电池的组装方法，用于权利要求1至8中任意一项所述的一种快速更换金属电极的金属空气电池，其特征在于，依次包括如下步骤：

10.根据权利要求6所述的一种快速更换金属电极的金属空气电池的组装方法，其特征是，步骤一中，所述插件采用自攻螺钉插入金属电极内部或采用片式接头超声焊接或导电胶粘接于金属电极表面。

技术总结
本发明公开了一种快速更换金属电极的金属空气电池及其组装方法，包括壳体；空气电极，所述空气电极设置在所述壳体的两侧；金属电极，所述金属电极通过接插组件设置在壳体内，所述空气电极位于所述金属电极的两侧，所述接插组件包括设置在壳体上的固定件、设置在金属电极上的插件，所述插件通过连接件固定在所述固定件上。本方案方便更换金属电极，避免电池漏液，减少电池重量。

技术研发人员：齐敏杰,陈云超,雷少帆,刘孝伟
受保护的技术使用者：超威电源集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15