金屬空氣電池制造技術

本實用新型專利技術提供一種金屬空氣電池，包括至少一個金屬空氣電池單元，金屬空氣電池單元包括空氣正極、金屬負極、電池殼體和與電池殼體可拆卸配合設置的上蓋，金屬負極包括負極板和設置在負極板上方的負極板引出耳，負極板外套設有隔膜袋，電池殼體內側固定有負極卡座，套設有隔膜袋的負極板通過負極板引出耳與負極卡座的卡接活動插設在電池殼體中，電池殼體具有與金屬負極相適應的容置空腔，且與負極板相對的兩個側壁形成空氣正極，空氣正極內側靠近隔膜袋，外側與大氣連通電池殼體上兩個相對、且與負極板平行的側壁中嵌設有空氣正極，空氣正極一側靠近隔膜袋，另一側與大氣連通。本實用新型專利技術克服了現有技術的諸多缺點，實現了負極更換便捷的優點。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電化學技術，尤其涉及一種金屬空氣電池。
技術介紹
發展電動汽車是提高國家汽車產業競爭力，保障能源安全和發展低碳經濟的重要途徑，未來將是電動汽車研發與產業化的戰略機遇期。我國發布實施新的電動汽車發展戰略，強調新體系電池高穩定性、高安全性、高耐久性、低成本，保證電堆在高電流密度下的均勻性，提高功率密度，進一步增強環境適應能力。金屬空氣電池比能量高，工作電壓平穩、容量大、無污染、原材料來源豐富、價格低廉，適應國家新能源體系產業需求。與二次電池不同，金屬空氣電池放電后需要更換負極材料，通常是機械更換負極，被更換下來的負極在電池體外完成能量補充。因此金屬空氣電池單體設計上需考慮機械更換負極是否方便，機械更換的重復性、一致性，密封性，連接可靠性，才能保證電池堆每個電池單體電池輸出電性能一致性，電池堆在高電流密度下正常工作。另外，將能夠穩定輸出的電池單體通過適當的方式組設成電池組，可以供大型車輛或設備的動能輸出，成為動力型電池組，此時其盡可能緊湊、合理的組設結構，也對電池的安裝和正常工作起到重要的作用。
技術實現思路
本技術的目的在于，針對上述動力性金屬空氣電池需頻繁更換負極的問題，提出一種金屬空氣電池，以實現負極更換方便的優點。為實現上述目的，本技術采用的技術方案是一種金屬空氣電池，包括至少一個金屬空氣電池單兀，所述金屬空氣電池單兀包括空氣正極、金屬負極、電池殼體和與電池殼體可拆卸配合設置的上蓋，所述金屬負極包括負極板和設置在負極板上方的負極板引出耳，所述負極板外套設有隔膜袋，所述電池殼體內側固定有負極卡座，套設有隔膜袋的負極板通過負極板引出耳與負極卡座的卡接活動插設在電池殼體中；所述電池殼體具有與金屬負極相適應的容置空腔，且與負極板相對的兩個側壁形成空氣正極，所述空氣正極內側靠近隔膜袋，外側與大氣連通。進一步地，電池殼體位于空氣正極的外部設置有加強筋。進一步地，所述電池殼體與上蓋間卡接。進一步地，所述電池殼體與上蓋間采用密封圈密封，所述密封圈為異型密封圈，所述密封圈為氟橡膠圈。進一步地，所述電池殼體外側設置有與空氣正極連接的正極引出螺栓；所述電池殼體上穿設有負極引出螺栓，所述負極引出螺栓與負極卡座連接。進一步地，所述負極引出螺栓和/或正極引出螺栓為表面鍍鎳的黃銅螺柱，所述黃銅的洛氏硬度為HRC59 — HRC62。進一步地，所述負極引出螺栓與負極卡座焊接，所述負極卡座與負極引出螺栓焊縫處抗剪強度彡100N。進一步地，所述焊接采用的焊機為可在1/100秒內，產生1000焦耳以上熱量的螺柱焊機。進一步地，所述負極卡座為開口收緊的U形彈性金屬片。所述負極卡座為開口收緊的U形鈹青銅片。進一步地，所述負極板為采用粉狀、絲狀、板狀和膏狀金屬形成的盒式或板式負極板，所述負極板引出耳為鍍鉻的銅片。進一步地，所述上蓋上設置有至少一個與電池殼體內部相通的透氣孔，所述透氣孔中設置有透氣墊，所述透氣墊為氟橡膠透氣墊。進一步地，所述金屬負極為多個，各金屬負極并聯。進一步地，所述金屬空氣電池由多個所述金屬空氣電池單元以串聯方式組合而成，相鄰兩個金屬空氣電池單元之間通過S形連接片連接，該S形連接片的兩端分別連接于相鄰兩個所述金屬空氣電池單元的負極引出螺栓和正極引出螺栓。本技術金屬空氣電池與現有金屬空氣電池相比較具有電池負極更換方便的優點金屬空氣電池單元的電池殼體與上蓋可拆卸連接，且金屬負極通過負極板引出耳與負極卡座的卡接活動插設在電池殼體中，在每次金屬負極放電后，開啟上蓋，將金屬負極取出，更換具有電能的金屬負極，更換的具有電能的金屬負極可以是新的金屬負極或恢復電能(體外充電)的放電后金屬負極，整個金屬負極更換過程簡單、易行。此外，電池殼體與上蓋間采用密封圈密封，有效減少或杜絕了電解液泄露的發生，使金屬空氣電池的密封性能大大提高。當電池單元為多個時，相鄰兩個所述金屬空氣電池單元間的負極引出螺栓與正極引出螺栓通過S形連接片活動連接，實現各金屬空氣電池單元的錯位連接，從而實現電池組合。附圖說明圖1為本技術實施例1提供的金屬空氣電池的立體圖圖2為圖1的主視圖；圖3為圖1的左視圖；圖4為圖1的俯視圖；圖5為圖3的A區放大圖；圖6為金屬空氣電池單元分解示意圖；圖7為圖1中S形連接片結構示意圖。具體實施方式實施例1圖1為本技術實施例1提供的金屬空氣電池的立體圖；圖2為圖1的主視圖；圖3為圖1的左視圖；圖4為圖1的俯視圖；圖5為圖3的A區放大圖；圖6為金屬空氣電池單元分解示意圖；圖7為圖1中S形連接片結構示意圖。本實施例公開了一種金屬空氣電池，可用于純電動車能源。如圖1-6所示，該金屬空氣電池包括十二個金屬空氣電池單元，實際應用中，可適當增減空氣電池單元的數量以滿足用電電器的需求。該金屬空氣電池單兀包括空氣正極1、金屬負極、電池殼體3和與電池殼體3可拆卸配合設置的上蓋4。本實施例中電池殼體3與上蓋4間卡接，以實現兩者間的可拆卸配合設置。具體地，電池殼體3開口端外壁上設置有4一 10個凸起，上蓋4內側設置有與這些凸起配合的凹槽，凸起和凹槽對合實現電池殼體3與上蓋4的鎖緊固定。此外，為了保證金屬空氣電池的密封性能，電池殼體3與上蓋4間采用密封圈10密封，該密封圈10為氟橡膠圈異型密封圈，可以理解其他具有耐酸堿性能的橡膠圈均可作為該金屬空氣電池的密封圈。電池殼體3與上蓋4之間機械鎖緊時，壓縮密封圈10，保持密封圈10彈性壓縮變形量10% — 50%，密封圈10的密封可有效防止電池電解液滲漏。為了及時將電池放電時產生的氣體排出，保證電池殼體3內的氣壓穩定,該金屬空氣電池的上蓋4上還設置有兩個與電池殼體3內部相通的透氣孔13，兩個透氣孔中分別設置有氟橡膠透氣墊14。金屬負極包括負極板2和設置在負極板2上方的負極板引出耳5，負極板2外套設有隔膜袋6。本實施例中負極板引出耳5為鍍鉻的銅片。負極板2為采用粉狀金屬鋅形成的板式負極板。該金屬空氣電池殼的一個金屬空氣電池單兀包括兩個金屬負極，兩個金屬負極并聯。電池殼體3內側螺紋固定有負極卡座7，該負極卡座7為開口收緊的U形彈性金屬片，具體的，負極卡座7為開口收緊的U形鈹青銅片，在負極板引出耳5反復插拔后，該U形彈性金屬片均不易發生變形，有效保證其工作的重復性。套設有隔膜袋6的負極板2通過負極板引出耳5與負極卡座7的卡接活動插設在電池殼體3中；即負極卡座7實現金屬負極的鎖緊和活動插拔。電池殼體3具有與金屬負極相適應的容置空腔,且與負極板2相對的兩個側壁形成空氣正極1，所述空氣正 極I內側靠近隔膜袋6，外側與大氣連通。為了增強電池殼體3的工作強度，本實施例中電池殼體3位于空氣正極I的外部設置有加強筋8。電池殼體3外側設置有與空氣正極I連接的正極引出螺栓11，具體的所述正極引出螺栓11與空氣正極I間重疊擠壓式接觸，且通過螺紋鎖緊連接；位于正極引出螺栓11下方的電池殼體3上穿設有負極引出螺栓9，負極引出螺栓9與負極卡座7焊接，負極卡座7、負極板引出耳5和負極板2間為導電連接。負極卡座7與負極引出螺栓9焊縫處抗剪強度彡100N。上述焊接采用的焊機為可在1/100秒內，產生1000焦耳以上熱量的螺柱焊機。負極引出螺栓9穿出電池殼體3的部分還套設有墊圈12。負極引出螺栓9和正極引出螺栓11為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種金屬空氣電池，其特征在于，包括至少一個金屬空氣電池單元，所述金屬空氣電池單元包括空氣正極、金屬負極、電池殼體和與電池殼體可拆卸配合設置的上蓋，所述金屬負極包括負極板和設置在負極板上方的負極板引出耳，所述負極板外套設有隔膜袋；所述電池殼體內側固定有負極卡座，套設有隔膜袋的負極板通過負極板引出耳與負極卡座的卡接活動插設在電池殼體中；所述電池殼體具有與金屬負極相適應的容置空腔，且與負極板相對的兩個側壁形成空氣正極，所述空氣正極內側靠近隔膜袋，外側與大氣連通。

【技術特征摘要】
1.一種金屬空氣電池，其特征在于，包括至少一個金屬空氣電池單元，所述金屬空氣電池單元包括空氣正極、金屬負極、電池殼體和與電池殼體可拆卸配合設置的上蓋， 所述金屬負極包括負極板和設置在負極板上方的負極板引出耳，所述負極板外套設有隔膜袋； 所述電池殼體內側固定有負極卡座，套設有隔膜袋的負極板通過負極板引出耳與負極卡座的卡接活動插設在電池殼體中； 所述電池殼體具有與金屬負極相適應的容置空腔，且與負極板相對的兩個側壁形成空氣正極，所述空氣正極內側靠近隔膜袋，外側與大氣連通。2.根據權利要求1所述金屬空氣電池，其特征在于，所述電池殼體位于空氣正極的外部設置有加強筋。3.根據權利要求1所述金屬空氣電池，其特征在于，所述電池殼體與上蓋間卡接。4.根據權利要求1所述金屬空氣電池，其特征在于，所述電池殼體與上蓋間采用密封圈密封，所述密封圈為異型密封圈，所述密封圈為氟橡膠圈。5.根據權利要求1或2所述金屬空氣電池，其特征在于，所述電池殼體外側設置有與空氣正極連接的正極引出螺栓；所述電池殼體上穿設有負極引出螺栓，所述負極引出螺栓與負極卡座連接。6.根據權利要求5所述金屬空氣電池，其特征在于，所述負極引出螺栓與負極卡座焊接，所述負極卡座與負極引出螺栓焊縫處抗剪強度> 100N。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉偉春，劉鵬飛，許文，
申請(專利權)人：北京九能京通新能源科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：