一种沾水发电的金属空气电池的制作方法

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种沾水发电的金属空气电池。

背景技术：

现有的多层堆迭的金属空气电池使用方式都是使用时要沾水，让正负极片间的吸水材质充分沾水湿润后，使正负极间开始产生化学反应而产生电能。使用时才沾水的目的是使此类电池在未使用前有个安定的储存环境，不会因为自损耗问题而在使用前就提前放完电而失效，适用于长期储存的防灾应急产品上。

而包覆此类金属空气电池的多层堆迭的电池芯的外壳则各有所不同，有些仅是简易的胶纸缠绕包覆，有些则有坚固的塑料壳体保护，制作成一个多层的金属空气电池后再放置到要使用的用电装置内。而这些现有技术所做的多层堆迭金属空气电池有着共同常见的结构性缺点：

1.包覆过于紧实，而欠缺考虑膨胀空间：因多层堆迭的金属空气电池需要使正负级紧密贴合，所以包覆时需要将多层正负极压紧，不管是外壳是胶纸、收缩膜、软硬胶外壳或其他，都是紧紧的包覆住了。这会造成沾水使用后活性金属片逐渐产生金属氧化物而体积膨胀，撑开的体积有几种风险，包含挤破外壳造成内容物溢出、卡在用电装置的电池容纳腔体中无法取出等问题。

2.电池外壳上有加水及透气的孔缝，会使金属氧化物残渣容易散落：氧化反应后的金属氧化物残渣有部份会夹在正负极片间，有些靠近边缘的氧化物残渣则会经由电池模块外壳上加水/透气的孔缝掉出。这些残渣可能会散落在用电装置的内部而影响性能；也可能会散落在使用者的手上而造成肮脏的观感。

3.现有的多层堆迭金属空气电池都是专用型，欠缺通用及可替换的设计：众多多层堆迭金属空气电池皆仅适用于单一用电装置中，采用焊线、热融、胶合等固定方式，无法方便取出及更换，往往因此而当电池电量耗尽时无法拆解更换，而必须整个装置丢弃而造成浪费及污染。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种沾水发电的金属空气电池，旨在解决现有技术中的金属空气电池所存在的结构性缺点。

本实用新型实施例提供了一种沾水发电的金属空气电池，包括电池芯、正负极导电片以及外壳，所述电池芯嵌置于所述外壳内，其包括多块堆迭的金属芯片，所述金属空气电池还包括缓冲件以及用于透水及透气的过滤件，所述缓冲件以及过滤件分别嵌置于所述电池芯的不同侧面与所述外壳的内壁之间，并且，所述电池芯与所述缓冲件两者的接触面垂直或倾斜于电池芯的膨胀方向；所述外壳与所述过滤件相对的壁体上开设有用于加水及透气的孔隙。

进一步地，所述缓冲件为软性衬垫，所述过滤件为纤维薄膜。

进一步地，所述电池芯具有与其膨胀方向垂直的垂直侧面，所述垂直侧面与所述外壳内壁之间嵌置有所述的缓冲件；所述电池芯具有与其膨胀方向平行的平行侧面，所述平行侧面与所述外壳内壁之间嵌置有所述的过滤件。

进一步地，所述外壳以及电池芯均呈长方体状，所述电池芯的厚度方向为其膨胀方向，所述垂直侧面包括前侧面以及后侧面，所述平行侧面包括顶面以及底面；所述电池芯的前侧面与外壳的前壁之间嵌置有所述的缓冲件，所述电池芯的后侧面与外壳的后壁之间嵌置有所述的缓冲件；所述电池芯的顶面与外壳的顶壁之间嵌置有所述的过滤件，所述电池芯的底面与外壳的底壁之间嵌置有所述的过滤件。

进一步地，所述外壳包括上盖以及壳体，所述壳体内具有开口槽，所述电池芯、过滤件以及缓冲件均嵌置于所述开口槽内，所述上盖与所述开口槽的槽口扣合。

进一步地，所述壳体内还设置有安装槽，所述正负极导电片的一端安装于所述安装槽内，其另一端伸出所述壳体。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型的沾水发电的金属空气电池，其于电池芯与外壳之间嵌置了缓冲件，当电池芯内部的金属芯片逐渐生产金属氧化物而体积膨胀时，电池芯挤压软性衬垫，从而缓冲件形变让位，为其膨胀提供空间，避免了电池芯挤破外壳造成内容物溢出以及电池芯卡在用电装置的电池容纳腔体中无法取出的问题。同时，外壳上开设有用于加水及透水的孔隙，可从不同方向加水，孔隙亦同时提供透气，使氧化反应所需的氧气得以补充。由于电池芯与外壳之间还嵌置有过滤件，该过滤件可避免金属氧化物残渣掉出。防止了残渣散落在用电装置内部而影响其性能，也防止了残渣散落在使用者手上而造成肮脏的观感。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施例一提供的一种沾水发电的金属空气电池的分解结构示意图；

图2是图1所示金属空气电池的组装示意图；

图3是本实用新型实施例二的金属空气电池沿其厚度方向的纵向剖视示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1及图2所示，为本实用新型的一较佳实施例，提供了一种沾水发电的金属空气电池，其包括外壳1、电池芯2、正负极导电片3、缓冲件4以及用于透水及透气的过滤件5。外壳1包括上盖11以及壳体12，壳体12内具有开口槽121，电池芯2、过滤件5以及缓冲件4均嵌置于开口槽121内，上盖11与开口槽121的槽口扣合。

电池芯2包括多块堆迭的金属芯片，过滤件5以及缓冲件4分别嵌置于电池芯2的不同侧面与外壳的内壁之间，并且，电池芯2与缓冲件4相对的侧面垂直于电池芯2的膨胀方向，从而保证电池芯2的膨胀部分可与缓冲件4相顶压。外壳1与过滤件5相对的壁体上开设有用于加水及透气的孔隙，于本实施例中，上盖11以及壳体12上均开设有孔隙13。

于本实施例中，选用软性衬垫作为缓冲件4，选用纤维薄膜作为过滤件5。可采用热压或粘贴方式将纤维薄膜贴附在外壳1的内壁上。在实际应用中，可选择弹簧、簧片等可发生弹性形变的部件或结构作为缓冲件4；可选用滤膜、滤纸、滤网等具有过滤作用的部件作为过滤件5。

具体地，外壳1以及电池芯2均呈长方体状，在实际应用中，并不限定外壳1以及电池芯2的具体形状。

电池芯2的厚度方向为其膨胀方向，电池芯2具有与其膨胀方向垂直的垂直侧面，垂直侧面包括前侧面21以及后侧面(图中未示出)。电池芯2具有与其膨胀方向平行的平行侧面，平行侧面包括顶面22以及底面(图中未示出)。在实际应用中，电池芯2与缓冲件4两者的接触面可以是一个平面，也可以是一个曲面，也可以是由平面、曲面组成的不规则的复合面，无论是哪一种形状的侧面，只要接触面至少具有一定的区域与电池芯2的膨胀方向垂直即可。

电池芯2的前侧面与外壳1的前壁之间嵌置有上述的缓冲件4，电池芯2的后侧面与外壳1的后壁之间也嵌置有上述的缓冲件4。电池芯2的顶面与外壳的顶壁之间嵌置有上述的过滤件5，电池芯2的底面与外壳1的底壁之间也嵌置有上述的过滤件5。

本实施例的沾水发电的金属空气电池，其于电池芯2与外壳1之间嵌置了缓冲件4，当电池芯2内部的金属芯片逐渐生产金属氧化物而体积膨胀时，电池芯2挤压缓冲件4，从而缓冲件4形变让位，为电池芯2膨胀提供空间，避免了电池芯2挤破外壳1造成内容物溢出以及电池芯2卡在用电装置的电池容纳腔体中无法取出的问题。同时，外壳1上开设有用于加水及透水的孔隙13，可从不同方向加水，孔隙13亦同时提供透气，使氧化反应所需的氧气得以补充。由于电池芯2与外壳1之间还嵌置有过滤件5，该过滤件5可避免金属氧化物残渣掉出。防止了残渣散落在用电装置内部而影响其性能，也防止了残渣散落在使用者手上而造成肮脏的观感。

上述壳体12内还设置有安装槽122，正负极导电片3的一端安装于安装槽122内，其另一端伸出壳体12。电池芯2具有整体性的外壳1包覆，外壳1外表面伸出有正负极导电片3，可与用电装置的正负极导电片3接触导通，可方便插拔与替换，不需要通过焊接的方式与用电装置连接，拆装方便。同时，由于整个金属空气电池可以安装于具有相同尺寸电池腔体的用电装置上，因此，使用此电池的用电装置得以重复多次使用。

本实施例的金属空气电池，多运用于低功率的LED照明灯上，其用电输出较低且平稳，不具需要瞬间大电流放电需求。使用在低功率的LED照明灯时间可以比较持久，除一般的照明产品之外，也可运用在车用的故障警示架上。由于其沾水才会发电的特性，本实施例的电池也被运用于需要长期储存备用的防灾应急产品上。

请参见图3，为本实用新型的实施例二，提供了一种沾水发电的金属空气电池，其包括外壳1、电池芯2、正负极导电片、缓冲件4以及用于透水及透气的过滤件5；外壳1包括上盖11以及壳体12，上盖11以及壳体12上均开设有孔隙13；电池芯2的膨胀方向为其厚度方向。

本实施例的金属空气电池除以下内容外，其他内容均与实施例一相同：

所述电池芯2与所述缓冲件4两者的接触面倾斜于电池芯2的膨胀方向。为了配合电池芯2形状，简化装配工艺，外壳1的内壁也设置成倾斜于电池芯2膨胀方向。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。