一种金属燃料电池及其空气电极的制作方法

1.本实用新型涉及金属燃料电池技术领域，具体涉及一种金属燃料电池及其空气电极。


背景技术：

2.金属燃料电池是以电极电位较负的金属如镁、铝、锌、汞、铁等作负极，以空气中的氧或纯氧作为正极的活性物质。常见的金属燃料电池有：镁-空气电池、铝-空气电池、锌-空气电池等。
3.空气电极的基本结构由防水层、集流体和催化层三部分组成。集流体与空气电极本体相连，用于将电池活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外传输。集流体上设置有导电片，空气电极通过该导电片与外部相连，以对外传输电流。
4.现有技术中，空气电极的导电片与集流体的连接方式为：导电片通过螺栓或锡焊直接固定在集流体的其中一侧表面上。其缺陷是：
5.(a)、集流体通过导电片与外部连接，由于集流体只有其中一侧表面固定有导电片，集流体与外部连接的接触点只有一面，使得电流向外传输能力较差；
6.(b)、由于导电片固定在集流体的其中一侧表面，这就使得导电片与集流体的连接部位平整性较差，从而导致空气电极在安装时存在较大的尺寸偏差，不便于安装。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种金属燃料电池及其空气电极，以解决空气电极电流传输能力较差、空气电极的极耳部位外形不平整的问题。
8.为了实现上述目的，本实用新型提供一种空气电极，包括：
9.空气电极本体；
10.集流体，与所述空气电极本体电连接，且外伸于所述空气电极本体；
11.导电片，焊接于所述集流体的两侧表面上，以使得所述集流体被包覆在两个所述导电片之间。
12.优选的，两个所述导电片关于所述集流体对称。
13.优选的，所述集流体与设置在其两侧的所述导电片均通过自动焊接的方式实现连接。
14.优选的，位于所述集流体两侧表面上的所述导电片为相互独立的导电片，所述集流体层叠设置于两个独立的所述导电片之间。
15.优选的，位于所述集流体两侧表面上的所述导电片由导电带对折形成。
16.优选的，所述导电带呈矩形状，所述导电带沿其长度方向的中心线对折形成两个分别位于所述集流体两侧表面上的所述导电片，以使得两个所述导电片的连接处位于所述集流体的长边一侧。
17.优选的，所述导电带呈矩形状，所述导电带沿其宽度方向的中心线对折形成两个
分别位于所述集流体两侧表面上的所述导电片，以使得两个所述导电片的连接处位于所述集流体的宽边一侧。
18.优选的，所述导电带的厚度为0.1-1.2mm，长度为1.5-200mm，宽度为4-20mm。
19.优选的，所述集流体为镍网、铜网和镀镍铜网中的一种；和/或
20.所述集流体的网孔为圆形孔、方形孔和菱形孔中的一种；和/或
21.所述集流体的厚度为0.04-1mm，丝径为0.02-1mm；和/或
22.所述导电片为镀镍不锈钢片、镍片、铜片和镀镍铜片中的一种。
23.相较于背景技术介绍内容，本实用新型通过两个导电片覆盖集流体的两个侧表面，增加了一个集流体与外部连接的接触面，从而提高了空气电极的电流传输能力。
24.此外，两个导电片覆盖焊接在集流体的两个侧表面，具有对称性，使得空气电极的极耳部位外形平整，空气电极在安装时尺寸偏差较小，十分便于空气电极安装。
25.另外，本实用新型还提供一种金属燃料电池，包括空气电极，所述空气电极为如上任一项所述的空气电极。由于上述空气电极具有上述技术效果，因此，具有上述空气电极的金属燃料电池具有相应的技术效果，在此不在赘述。
附图说明
26.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
27.图1为本实用新型实施例一所述的空气电极的结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例一所述的两个导电片层叠设置的结构示意图；
29.图3为本实用新型实施例二所述的空气电极的结构示意图；
30.图4为本实用新型实施例二所述的导电带沿其长度方向的中心线对折后的示意图；
31.图5为本实用新型实施例三所述的空气电极的结构示意图；
32.图6为本实用新型实施例三所述的导电带沿其宽度方向的中心线对折后的示意图；
33.附图标号
34.1-导电片；2-集流体；3-空气电极本体；4-导电带。
具体实施方式
35.本实用新型的核心在于提供一种金属燃料电池及其空气电极，以解决空气电极电流传输能力差、空气电极的极耳部位外形不平整的问题。
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.实施例一
38.参见图1-2，本实施例一公开了一种空气电极，包括空气电极本体3、集流体2和导电片1。集流体2与空气电极本体3电连接，且外伸于空气电极本体3。导电片1焊接于集流体2
的两侧表面上，以使得集流体2被包覆在两个导电片1之间。需要说明的是，位于集流体2两侧的导电片1层数至少为一层，本领域技术人员可以根据实际应用场景，在集流体2的任意一侧设置多层导电片1，为了便于理解，本实用新型各个实施例均以集流体2两侧设置一层导电片1为例进行说明。
39.在本实施例一中，位于集流体2两侧表面上的导电片1为相互独立的导电片，集流体2层叠设置于两个独立的导电片1之间。相互独立的导电片1是指在焊接在集流体2两侧表面上之前，两个导电片1之间不存在任何连接关系。
40.焊接时，两个导电片1先依次铺设于集流体2的两个侧表面上，使得集流体2位于两个独立的导电片1之间，并施加压力压平导电片1，之后再整体放入焊机中进行整体焊接。需要说明的是，具体的焊接方式不构成对本实施例保护范围的限定，本领域技术人员可根据实际需要，先焊接其中一个导电片1，再焊接另一个导电片1。
41.相较于背景技术介绍内容，本实用新型通过两个导电片1覆盖集流体2的两个侧表面，增加了一个集流体2与外部连接的接触面，从而提高了空气电极的电流传输能力。
42.此外，两个导电片1覆盖焊接在集流体2的两个侧表面上，具有对称性，使得空气电极的极耳部位外形平整，空气电极在安装时尺寸偏差较小，十分便于空气电极安装。优选的技术方案中，两个导电片1可以关于集流体2对称设置，以进一步提高空气电极的极耳部位的平整性。
43.需要说明的是，层叠设置的集流体2和两个导电片1整体可以放入焊机中进行自动焊接，具体焊接参数可以具体设置为：焊接时间1.5-800ms，预焊时间1.0-1000ms，预压时间1.5-3000ms，保持时间1.5-3500ms，焊接模式为单脉冲或双脉冲。相较于传统手工焊接，通过自动焊接能够有效降低焊接过程中的不一致性，从而提高焊接强度和焊接可靠性。
44.另外需要说明的是，两个导电片1与集流体2之间具体可以采用点焊的形式固定。相较于传统锡焊，避免产生有害烟尘而对人体产生危害。当然，也可以采用本领域技术人员常用的其它焊接方式固定，在此不做更具体的限定。
45.优选的，为了保证集流体2的透气性，集流体2可以采用镍网材质，或者铜网材质，或者镀镍铜网材质。当然集流体2也可以采用本领域技术人员常用的其它材质，在此不作更具体的限定。
46.需要说明的是，集流体2的网孔可以是圆形孔，或者是方形孔，或者是菱形孔。当然集流体2的网孔形状也可以采用本领域技术人员常用的其它形状，在此不作具体限定。集流体2的尺寸规格可以根据具体情况设置，例如在一种具体的实施例中，集流体2的厚度为0.04-1mm，丝径为0.02-1mm。
47.优选的，为了保证导电片1的导电性，导电片1可以为镀镍不锈钢片，或者是镍片，或者是铜片，或者是镀镍铜片。当然导电片也可以是本领域技术人员常用的其它材质。
48.实施例二
49.参见图3-4，在实施例二中空气电极的结构与实施例一中基本相同，与实施例一不同的是，本实施例二中位于集流体2两侧表面上的导电片1由一个导电带4对折形成。导电带4为了适应集流体2的形状，可以设计为矩形状，导电带4沿其长度方向的中心线对折形成两个分别位于集流体2两侧表面上的所述导电片1，以使得两个导电片1的连接处(即导电带4的沿长度方向的中心线)位于集流体2的长边一侧。集流体2整体呈矩形，两个导电片1的连
接处位于集流体2的长边一侧，是指两个导电片1的连接处与集流体2的长边基本成平行状态，且尽量贴紧集流体2外伸于空气电极本体3外侧的长边。导电带4对折后，沿其长度方向上的中心线将导电带4分隔成两个导电片1，用于分别覆盖焊接在集流体2的两个侧表面上。
50.上述导电带4的尺寸规格可以根据集流体2的尺寸规格适配设置，例如在一种具体实施中，导电带4的厚度为0.1-1.2mm，长度为15-200mm，宽度为4-20mm。
51.焊接时，首先将矩形导电带4沿其长度方向的中心线对折，形成两个导电片1；再将集流体2放置在两个导电片1之间；然后施加压力将对折后的导电带4压平；最后放入焊机中进行整体焊接。
52.实施例三
53.参见图5-6，本实施例三中空气电极的结构与实施例二中基本相同，与实施例二不同的是，在本实施例三中矩形的导电带4沿其宽度方向的中心线对折形成两个分别位于集流体2两侧表面上的导电片1，以使得两个导电片1的连接处(即导电带4的沿宽度方向的中心线)位于集流体2的宽边一侧。集流体2整体呈矩形，两个导电片1的连接处位于集流体2的宽边一侧，是指两个导电片1的连接处与集流体2的宽边基本成平行状态，且位于集流体2其中一个宽边的外侧。导电带4对折后，沿其宽度方向上的中心线将导电带4分隔成两个导电片1，用于分别覆盖焊接在集流体2的两个侧表面上。
54.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
55.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
56.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
57.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。