一种压气式受控金属空气电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属金属空气电池结构技术。
【背景技术】
[0002]目前，金属空气电池研发和产业化最大的瓶颈是:1.电解液对金属电极的腐蚀，带来发热和腐碴对电解液的降解，从而限制了使用寿命；2.空气电极防水透气膜在热压和振动下，产生老化剥离破裂，导致污染和短命；3.金属空气电池发电开断和电量时实控制的手段复杂。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的正是为了克服上述金属空气电池存在的缺陷而提供一种新型的金属空气电池。
[0004]本实用新型的目的是通过如下技术方案来实现的。
[0005]—种压气式受控金属空气电池，包括一对空气电极、电解液、金属电极；本实用新型特征是，采用防水透气膜袋将背靠背的一对空气电极隔开，膜袋连接有一气栗；在电解液与金属电极之间设有一层防水透气导电膜。
[0006]本实用新型防水透气膜袋厚度为l-2mm。
[0007]本实用新型防水透气导电膜采用的是一层金属氧化膜，并采用镀膜，喷刷或黏贴方式紧贴金属电极表面，以确保腐碴的定型，不能阻碍电子的流动和破坏防水透气导电膜。
[0008]本实用新型空气电极采用虚拟空气电极，该虚拟空气电极由混加导电粉末的催化剂和支撑网构成；单体电池采用由一对背靠背的结构组成，左侧设为铝空气电池，右侧设为锌空气电池；中间导入空气的是导电防水透气膜袋，隔离空气与电解液的同时，让离子能穿过。
[0009]本实用新型通过改变压气量来实现电池电流产生的开关和电量大小的控制。
[0010]本实用新型受控的空气从气栗进入膜袋或导气管，然后均匀向两边扩撒。在虚拟空气电极处与电解液反应。左侧的铝电池由电解液，防水透气导电膜和铝金属电极构成，此时铝金属电极为阳极。右侧的锌电池由电解液，防水透气导电膜和锌金属电极构成，此时锌金属电极为阴极。两个金属电极和构成了电流回路。
[0011]本实用新型的有益效果是，设计出的新型结构针对性地解决了金属空气电池金属电极腐蚀和空气电极破裂问题，从而实现金属电池的长寿命和便携式，开启了产业化的通途。
[0012]本实用新型的金属空气电池压气控防水透气膜袋组合加贴防水透气导电膜结构
[0013]本实用新型结构彻底将电解液与被腐蚀体(金属电极和空气)隔离开来，实现了零泄漏。从而避免了发热和降解，突破性地延长了电解液的寿命，缩短了结构尺寸。压气式的结构解决了发电过程中开断和调节的难题。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型原理结构示意图；
[0015]图2为本实用新型产品结构示意图；
[0016]图3为虚拟空气电极电池结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，一种压气式受控金属空气电池，包括一对空气电极2、电解液4、金属电极5 ;本实用新型特征是，采用防水透气膜袋I将背靠背的一对空气电极2隔开，膜袋I连接有一气栗3 ;在电解液4与金属电极5之间设有一层防水透气导电膜6。
[0018]本实用新型防水透气膜袋I厚度为1-2_。
[0019]本实用新型防水透气导电膜6采用的是一层金属氧化膜，并采用镀膜，喷刷或黏贴方式紧贴金属电极5表面，以确保腐碴的定型，不能阻碍电子的流动和破坏防水透气导电膜6。
[0020]本实用新型空气电极2采用虚拟空气电极，该虚拟空气电极由混加导电粉末的催化剂和支撑网构成；单体电池采用由一对背靠背的结构组成，左侧设为铝空气电池，右侧设为锌空气电池；中间导入空气的是导电防水透气膜袋1，隔离空气与电解液4的同时，让离子能穿过。
[0021]本实用新型通过改变压气量来实现电池电流产生的开关和电量大小的控制。
[0022]本实用新型受控的空气从气栗3进入膜袋或导气管I，然后均匀向两边扩撒。在虚拟空气电极2处与电解液4反应。左侧的铝电池由电解液4，防水透气导电膜6和铝金属电极5构成，此时铝金属电极5位阳极。右侧的锌电池由电解液4，防水透气导电膜6和锌金属电极12构成，此时锌金属电极12为阴极。两个金属电极5和12构成了电流回路。
[0023]本实用新型采用1-2_厚的防水透气膜袋I将背靠背的一对空气电极2隔开，但是无需密封，从而具有了产业化和实用性。膜袋I允许电解液4侵泡两个电极，而不渗透进膜袋I中。当要电池反应产生电流时，通过气栗3压入空气。空气通过膜袋I的膜空隙均匀扩散去空气电极2，与其上的催化剂作用，对电解液4产生分解反应。当要停止放电时，气栗3停止供气，膜袋I中残留空气被电解液4在比重作用下压出电池主体，电化学反应结束，无电流输出。压气量受控于气栗3的变化，从而实现了对输出电量的调控。膜袋I厚度l-2mm，大大缩短了现有结构必须提供的自然进气间隙7-10mm，实现了结构的紧凑化，集成化，迈向商业化。背靠背的一对空气电极2要求相邻电池单体必须并联，从而降低了全部串联中因一个故障而全线断路的风险。
[0024]在金属铝板电极5与电解液4间插入了防水透气导电膜6，阻断了电解液4对金属电极5的腐蚀，而又允许电子穿过去与金属电极5反应。淘汰了金属电极5的自腐，就杜绝了发热和腐碴，确保了电解液4的长效性，为实用性和商业化奠定了基础。防水透气导电膜6是一层金属氧化膜。关键是要紧贴金属电极5表面，以确保腐碴的定型，不能阻碍电子的流动和破坏防水透气导电膜6。采用的紧贴方法有镀膜，喷刷或黏贴。
[0025]如图2所示，本实用新型将多片电池组集成进工程塑料的盒子中。顶盖7与底盒8用卡口无泄漏连接。所有空气电极2和金属电极5，膜袋I和导电膜6都采用垂直插入式，装拆维护方便。电解液4直接倒入盒中，无密封要求，无泄漏顾虑。顶盖上有一对正负电极9，压气接口 10和补液口 11。底盒8为封底结构，无泄漏点。在使用一定时间后，电池维护工作是只需补充电解液。使用更长时间后，整体更换电解液或金属电极。
[0026]图3所示为铝锌空气组合电池，虚拟空气电极。金属空气电池空气电极的作用只是利用催化剂和空气中的氧去产生OH-负离子。其作为电极的功能是因为电流回路需要而附加上的，增加了结构和产生成本。本新型结构采用两个不同的金属电极和两个不同的电解液，实现电流流向对接，从而让空气电极被虚化，简化了结构，降低产生成本。
[0027]虚拟空气电极2由催化剂(混加导电粉末)和支撑网构成。单体电池由一对背靠背的组成，左侧为铝空气电池，右侧为锌空气电池。中间导入空气的是防水透气导电膜袋或导气管1，隔离空气与电解液的同时，让离子能穿过。
[0028]受控的空气从气栗3进入膜袋I，然后均匀向两边扩撒。在虚拟空气电极2处与电解液反应。左侧的铝电池由电解液4，防水透气导电膜6和铝金属电极5构成，此时铝金属电极5位阳极。右侧的锌电池由电解液4，防水透气导电膜6和锌金属电极12构成，此时锌金属电极12为阴极。两个金属电极5和锌金属电极12构成了电流回路。
【主权项】
1.一种压气式受控金属空气电池，包括空气电极、电解液、金属电极；其特征是，采用防水透气膜袋将背靠背的一对空气电极隔开，膜袋连接有一气栗；在电解液与金属电极之间设有一层防水透气导电膜。2.根据权利要求1所述的一种压气式受控金属空气电池，其特征是，防水透气膜袋厚度为l_2mm。3.根据权利要求1所述的一种压气式受控金属空气电池，其特征是，防水透气导电膜采用的是一层金属氧化膜，并采用镀膜，喷刷或黏贴方式紧贴金属电极表面，以确保腐碴的定型，不能阻碍电子的流动和破坏防水透气导电膜。4.根据权利要求1所述的一种压气式受控金属空气电池，其特征是，空气电极采用虚拟空气电极；单体电池采用由一对背靠背的结构组成，左侧设为铝空气电池，右侧设为锌空气电池；中间导入空气的是导电防水透气膜袋，隔离空气与电解液的同时，让离子能穿过。
【专利摘要】一种压气式受控金属空气电池，包括空气电极、电解液、金属电极；其特征是，采用防水透气膜袋将背靠背的一对空气电极隔开，膜袋连接有一气泵；在电解液与金属电极之间设有一层防水透气导电膜。本实用新型的有益效果是，设计出的新型结构针对性地解决了金属空气电池金属电极腐蚀和空气电极破裂问题，从而实现金属电池的长寿命和便携式，开启了产业化的通途。本实用新型的金属空气电池压气控防水透气膜袋组合加贴防水透气导电膜结构；本实用新型结构彻底将电解液与被腐蚀体(金属电极和空气)隔离开来，实现了零泄漏。从而避免了发热和降解，突破性地延长了电解液的寿命，缩短了结构尺寸。压气式的结构解决了发电过程中开断和调节的难题。
【IPC分类】H01M2/18, H01M12/06, H01M12/02
【公开号】CN204741057
【申请号】CN201520308537
【发明人】麦景明, 余强
【申请人】云南冶金科技（美国）有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年5月14日