[发明专利]金属空气电池充电装置、金属空气电池总成及包含其的金属空气电池充电系统

说明书

技术领域

本发明涉及金属空气电池充电装置、金属空气电池总成及包含其的金属空气电池充电系统。更详细地说，涉及一种作为可充电的金属空气电池的2次金属空气电池放电后，对2次金属空气电池进行充电的金属空气电池充电装置，以及包括利用上述金属空气电池充电装置进行充电的2次金属空气电池的金属空气电池总成及包含其的金属空气电池充电系统。

背景技术

电化学电源是能够借助电化学反应生成电能的装置。这种装置包括诸如锌空气电池及铝空气电池等的金属空气电池。金属空气电池采用由在放电中转化为金属氧化物的金属构成的阴极，阳极为包含水分子的渗透膜，采用与空气中的氧气接触发生氢氧离子的空气阳极膜。

这种金属空气电池与以往的氢燃料电池相比具有许多优点。特别是诸如锌的燃料作为金属或其氧化物，能够大量存在，因此，具有金属空气电池提供的能源供应不会明显枯竭的优点。另外，以往的氢燃料电池要求重新填充，与之相反，金属空气电池可再充电使用，能够传递比普通燃料电池(＜0.8V)更高的输出电压(1～4.5Volts)。

图1显示了2次金属空气电池(100)，包括：阳极(110)，沿内壁形成，包括阳极集电体(112)；阴极(120)，包括混合金属锌和电解质的阴极胶体(122)及阴极集电体(124)；以及分离膜(130)，分离阳极(110)与阴极(120)。其中，作为阳极(110)，如上所述，可以使用空气阳极膜。

如上所述的2次金属空气电池(100)通过阳极(110)包含的阳极集电体(112)及阴极(120)包含的阴极集电体(124)，向负载供应电源，即，进行放电。

如果对此进行详细说明，空气或由其他供应源供应的氧气被用作对2次金属空气电池(100)的阳极(110)的反应物。当氧气到达阳极(110)内的反应部位时，与水一同转化为氢氧离子。这种反应可以用以下化学式表示。

【化学式1】

与此同时，电子被释放，在外部电路中作为电流流动。氢氧离子向包含阴极胶体(122)的阴极(120)移动。当氢氧离子到达阴极(120)时，在阴极(120)的表面上形成氢氧化锌。氢氧化锌分解为锌氧化物，释放出水，成为碱性水溶液。这种反应可以用以下化学式表示。

【化学式2】

利用如上反应，2次金属空气电池(100)进行放电，向外部供应电能。之后，如果2次金属空气电池(100)达到放电极限，中断向外部供应电能，则使用阳极集电体(112)及阴极集电体(124)进行充电，从而可以再使用。

但是，如果如上所述反复2次金属空气电池(100)的放电及充电过程，则阴极(120)包含的阴极胶体(122)内的水分减少，阴极胶体(122)，即电解质与金属锌的混合物硬化，存在2次金属空气电池(100)无法再使用的问题。

另外，存在的问题是，直至阴极胶体(122)硬化的放电及充电次数比诸如镍氢充电电池、锂离子充电电池等的原有充电电池的放电及充电次数少，即，存在2次金属空气电池(100)的寿命比原有充电电池短的问题。

发明内容

需要解决的课题

为解决前述的问题，本发明的目的在于提供一种金属空气电池充电装置，用于向2次金属空气电池供应电源，在对2次金属空气电池进行充电的同时，向2次金属空气电池供应含有既定水分的空气，防止2次金属空气电池带有的阴极胶体硬化；还提供一种金属空气电池总成，包括上述2次金属空气电池，从上述金属空气电池充电装置获得电源及含有既定水分的加湿空气；另外还提供包括其的金属空气电池充电系统。

技术解决方案

为达成上述目的，本发明提供一种金属空气电池充电装置，对包括带有阴极胶体(Gel)的2次金属空气电池及将上述2次金属空气电池容纳于内部的外壳的金属空气电池总成进行充电，其特征在于包括：充电部，利用外部电源，产生将向上述金属空气电池总成供应的供应电力，并将上述供应电力供应给上述金属空气电池总成；以及加湿空气供应部，产生含有既定水分的加湿空气，通过与上述金属空气电池总成连接的加湿空气供应口，把上述加湿空气供应到上述外壳内部。

上述金属空气电池充电装置还可以包括开关，能够有选择地使上述充电部及上述加湿空气供应部中的一个以上运转。

上述加湿空气供应部可以包括：水存储部，存储发生上述加湿空气所需的水；加湿空气发生及排出部，使用从上述水存储部供应的水，发生上述加湿空气，通过上述加湿空气供应口排出上述加湿空气。