空气电池及空气电池组的制作方法

1.本实用新型涉及电池的技术领域，尤其是涉及一种空气电池及空气电池组。


背景技术：

2.由于锌空气电池的正极反应物是来自空气中的氧气，不需要存储在电池中，负极反应物是锌粉，因此锌空气电池具备能量密度高，放电电压平稳，安全性高，价格低廉环境友好等优点，其作为新型的便携电源，储能装置以及报警器电源一直是电化学领域研究关注的重点。
3.由于锌空气电池需要空气中的氧气参与反应，导致锌空气电池不可避免与空气接触；但负极反应物锌膏易吸收空气中的二氧化碳反应生成碳酸钾降低导电率进而失效环境湿度过高时锌膏易吸收空气中的水分而失效，且环境湿度过低时锌膏易失去水分而失效。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供空气电池及空气电池组，以缓解空气电池受二氧化碳和湿度影响易失效的技术问题。
5.本实用新型提供的一种空气电池，包括正极壳体、负极壳体和正极片，所述正极壳体与所述负极壳体固定连接并配合形成所述电池壳体，且所述正极片位于所述电池壳体内；
6.在所述正极壳体具有透气区域，在所述透气区域内设置有多个用于空气进入所述电池壳体的通气孔；
7.所述正极壳体的远离所述负极壳体一侧设置有能够容纳所述负极壳体的正极凹槽；
8.所述负极壳体的远离所述正极壳体的一侧并沿所述负极壳体的边沿设置有凸起长条；
9.在所述凸起长条上设置有至少一个负极凹槽，且所述负极凹槽能够与所述正极壳体形成限气孔。
10.进一步地，所述正极凹槽的侧壁上设置多个限位凸台，多个所述限位凸台用于固定所述负极壳体；
11.且多个限位凸台之间形成缓冲区域，所述缓冲区域用于容纳负极壳体的变形。
12.进一步地，所述正极壳体和所述负极壳体通过卡扣连接。
13.进一步地，所述凸起长条上设置有8
‑
16个所述负极凹槽。
14.进一步地，所述负极凹槽沿所述凸起长条凸起方向的截面为半圆形。
15.进一步地，所述负极凹槽的直径为3
‑
6mm。
16.进一步地，所述透气区域包括多个内凹槽，在所述内凹槽内设置有用于空气进入内凹槽的所述通气孔；
17.且相邻的所述内凹槽之间设置有连通槽，且所述连通槽与所述正极片形成相邻内
凹槽之间气流交换的交换孔。
18.进一步地，所述透气区域设置有100
‑
300个内凹槽，所述内凹槽内设置的通气孔的直径为2
‑
5mm。
19.本实用新型还提供一种空气电池组，包括多个上述所述的空气电池。
20.进一步地，所述空气电池的负极壳体的一端插入到相邻的空气电池的正极壳体的正极凹槽中。
21.本实用新型提供的空气电池的负极壳体具有负极凹槽，当多个空气电池组成空气电池组的时候，负极壳体能够插入到正极壳体的正极凹槽内，且负极壳体的凸起长条上的负极凹槽与正极壳体形成限气孔，从而在保证正极片与空气有足够的接触面积的情况下，降低空气的流速，有效地减缓负极反应物锌膏吸收空气的二氧化碳和水分，增加该空气电池的使用寿命。
22.本实用新型还提供一种空气电池组，该空气电池组采用上述的空气电池，从而具有空气电池的一切有益效果。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型实施例提供的空气电池的结构示意图；
25.图2为图1所示的空气电池的正极壳体的结构示意图；
26.图3为图1所示的空气电池的正极壳体的另一角度的结构示意图；
27.图4为图3所示的空气电池的正极壳体的结构示意图的a的局部放大图；
28.图5为图1所示的空气电池的负极壳体的结构示意图；
29.图6为本实用新型实施例提供的空气电池组的结构示意图；
30.图7为图6所示的空气电池组的负极壳体与正极壳体连接的结构示意图；
31.图8为图7所示的空气电池组的负极壳体与正极壳体连接的结构示意图的b的局部放大图。
32.图标：100
‑
正极壳体；200
‑
负极壳体；300
‑
通气孔；400
‑
正极凹槽；500
‑
限位凸台；600
‑
缓冲区域；700
‑
连通槽；800
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内凹槽；900
‑
凸起长条；110
‑
负极凹槽；120
‑
限气孔。
具体实施方式
33.下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
34.实施例
35.参照图1
‑
图5所示，本实用新型提供的一种空气电池，包括正极壳体100、负极壳体200和正极片，所述正极壳体100与所述负极壳体200固定连接并配合形成所述电池壳体，且
所述正极片位于所述电池壳体内；
36.在所述正极壳体100具有透气区域，在所述透气区域内设置有多个用于空气进入所述电池壳体的通气孔300；
37.所述正极壳体100的远离所述负极壳体200一侧设置有能够容纳所述负极壳体200的正极凹槽400；
38.所述负极壳体200的远离所述正极壳体100的一侧并沿所述负极壳体200的边沿设置有凸起长条900；
39.在所述凸起长条900上设置有至少一个负极凹槽110，且所述负极凹槽110能够与所述正极壳体100形成限气孔120。
40.在一些实施例中，空气电池的正极壳体100和负极壳体200形成的电池壳体内具有正极片，该空气电池为锌空气电池，该正极片通过通气孔300与空气接触，从而使正极片能够与空气中的氧气反应；为了正极片能够均匀的与氧气反应，在透气区域内设置有多个通气孔300。
41.负极壳体200上的凸起长条900向远离正极壳体100的一侧凸起；当该负极壳体200插入到正极壳体100内的时候，该凸起长条900将透气区域盖住并且负极凹槽110与正极壳体100形成限气孔120。
42.与正极片接触的空气需要先经过限气孔120后再经过通气口；从而限制限气孔120的数量，降低空气流速，从而降低了二氧化碳和水分的进入，有效地延缓了二氧化碳和水分红与负极反应物锌膏反应。
43.锌空气电池只有正极片与空气接触，负极锌膏会通过正极片吸收空气中的二氧化碳，吸收或挥发水分；虽然锌空气电池进行了处理，避免空气与锌膏接触，但密封难度高，密封效果差，且正极片与空气接触后，化学反应持续进行，所以锌空气电池组需严格控制正极片与空气的接触面积及空气流速以免快速失效放不出电。
44.正极壳体100和负极壳体200可以采用尼龙，聚丙烯或丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯等塑料中的一种。
45.参照图2，可选地，所述正极凹槽400的侧壁上设置多个限位凸台500，多个所述限位凸台500用于固定所述负极壳体200；
46.且多个限位凸台500之间形成缓冲区域600，所述缓冲区域600用于容纳负极壳体200的变形。
47.正极凹槽400的侧壁上设置有多个限位凸台500，多个限位凸台500能够使负极壳体200牢固固定在正极凹槽400内。
48.由于限位凸台500之间形成缓冲区域600用于容纳负极壳体200的变形，由于负极锌膏在反应过程中会发生体积膨胀，导致负极壳体200变形；限位凸台500之间形成缓冲区域600，用于容纳负极壳体200的变形。
49.可选地，所述正极壳体100和所述负极壳体200通过卡扣连接。一般在正极壳体100上设置有卡件，在所述负极壳体200上设置有扣件；一般在正极壳体100上设置有2
‑
8卡件，在负极壳体200对应的位置设置有对应数量的扣件。
50.根据实际需要，可选地，所述凸起长条900上设置有8
‑
16个所述负极凹槽110。
51.参照图5，进一步地，所述负极凹槽110沿所述凸起长条900凸起方向的截面为半圆
形。
52.进一步地，所述负极凹槽110的直径为3
‑
6mm。
53.负极凹槽110与正极壳体100形成限气孔120，该限气孔120的个数与负极凹槽110的个数对应；为了使空气能够较均匀的从限气孔120进入，一般凸起长条900上较均匀设置所述负极凹槽110，根据空气电池的规格选择相对应数量的大小的负极凹槽110，以便在限制空气的流速。
54.凸起长条900一般具有2
‑
5mm的宽度，2
‑
5mm的厚度。
55.且通过调节负极凹槽110的个数和大小，进而调节空气流量的大小，进而在减少空气干扰的情况下满足不同放电电流的需求。
56.负极凹槽110均匀分布在凸起长条900上，确保了放电后期锌膏膨胀电池壳体有变形也能为正极反应提供充足的氧气。且该进气设计保证了空气流量的一致性及稳定性，极大地避免了经过串并联的电池因部分电池受气流干扰失效导致整个电池包快速失效的问题。
57.所述透气区域包括多个内凹槽800，在所述内凹槽800内设置有用于空气进入内凹槽800的所述通气孔300；
58.且相邻的所述内凹槽800之间设置有连通槽700，且所述连通槽700与所述正极片形成相邻内凹槽800之间气流交换的交换孔。
59.为了使空气的氧气能够与正极片充分的接触，在正极壳体100内设置有多个内凹槽800，每一个内凹槽800设置有所述通气孔300；
60.内凹槽800具有加大的开口，空气从通气孔300进入到内凹槽800中，内凹槽800增加空气与正极片的接触面积，确保正极反应的正常进行。
61.且为了使正极壳体100内空气流动更顺畅，在内凹槽800之间设置来连通槽700；这样使正极片与透气区域之间空气流通更顺畅，增加内凹槽800之间的气体流动，使空气中的含氧量更加均匀，确保正极片均匀消耗。
62.可选地，所述透气区域设置有100
‑
300个内凹槽800，所述内凹槽800内设置的通气孔300的直径为2
‑
5mm。
63.透气区域有100
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300个内凹槽800，通气孔300直径为2
‑
5mm；内凹槽800能够增加空气与正极板的接触面积，使正极片均匀的消耗；而在内凹槽800内设置通气孔300有助于限制空气的流动，降低了空气的正极壳体100的内外流动。
64.本实用新型提供的空气电池的负极壳体200具有负极凹槽110，当多个空气电池组成空气电池组的时候，负极壳体200能够插入到正极壳体100的正极凹槽400，且负极壳体200的凸起长条900上的负极凹槽110与正极壳体100形成限气孔120，从而在保证正极片与空气有足够的接触面积的情况下，降低空气的流速，有效地减缓负极反应物锌膏吸收空气的二氧化碳和水分，增加该空气电池的使用寿命。
65.如图6
‑
图8所示，本实用新型还提供一种空气电池组，包括多个上述所述的空气电池。
66.进一步地，所述空气电池的负极壳体200的一端插入到相邻的空气电池的正极壳体100的正极凹槽400中。
67.空气电池组由多个空气电池装配而成，在装配的时候，多个空气电池依次排列，其
中空气电池的负极壳体200插入到相邻的空气电池的正极壳体100的正极凹槽400内，使负极壳体200上的负极凹槽110与正极壳体100接触形成限气孔120。
68.内凹槽800使空气与正极片更好的更充分的进行接触，从而使正极片均匀的消耗，在内凹槽800内设置的通气孔300降低了空气的流速，限气孔120进一步的降低了空气的流速，进而通过两侧的气流限制，既保证了空气可以在正极均匀分布，又避免了电池正极面接触过量空气失效，极大地延长了使用寿命，组装工艺简单一致性好，结构稳定。
69.该空气电池组与市场上现有的方形锌空气电池组相比使用寿命更长，组装更简单，结构更稳定可靠，一致性更好，适合大规模工业生产。
70.本实用新型还提供一种空气电池组，该空气电池组采用上述的空气电池，从而具有空气电池的一切有益效果。
71.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。