[发明专利]一种阳极快速插拔型金属/空气电池

说明书

技术领域

本发明涉及金属/空气电池，具体地说是一种具有阳极快速插拔结构的镁、铝、锌等为阳极的金属/空气电池。

背景技术

金属/空气电池是一种采用金属（如镁、铝、锌等）为阳极燃料，空气中氧气作为氧化剂，碱液或中性盐水作为电解质溶液的电化学反应装置。我国镁、铝、锌等金属储量丰富、且价格低廉，因此金属/空气电池在我国通讯电源、野外应急电源、照明电源及储备电源等可移动电源的诸多领域具有广阔的应用前景。金属/空气电池具有能量密度高，安全性高，反应物和产物无污染，工作安静隐蔽性好，金属燃料储存、运输、携带安全方便且干态存储时间长，只要不断更换金属阳极和电解液，电池可持续稳定供电等特点，以镁/空气电池为例，其理论能量密度高达3910Wh/kg。镁/空气电池电极反应和电池总反应分别为：

阳极电极反应：Mg+2OH^-→Mg(OH)₂+2e^-   -2.69V     (1)

阴极电极反应：1/2O₂+H₂O+2e^-→2OH^-   +0.4V       (2)

电池总反应：Mg+1/2O₂+H₂O→Mg(OH)2   +3.09      (3)+3.09V(3)

由上式可知，镁/空气电池在反应过程中消耗金属镁、空气中的氧气和水，生成氢氧化镁。反应一段时间后，金属阳极逐渐消耗完全，需及时更换阳极从而使镁/空气电池继续工作。然而，快速更换阳极的制约因素之一为导电体连接的快速实现；而传统的电池内部插片式集流方式往往因电解液的腐蚀作用而增大电阻，集流效果不好而影响电池的放电性能。

发明内容

本发明针对现有金属/空气电池阳极更换繁琐费时，为满足野外应用时快速更换阳极等问题，提出一种阳极快速插拔型金属/空气电池。为实现上述目的，本发明采用以下具体方式来实现：

一种阳极快速插拔型金属/空气电池，包括一电池上盖、一电池壳体、一片金属阳极和两片空气阴极，其中两片空气阴极安置于电池壳体的两相对侧，金属阳极与电池上盖固定后垂直插入电池壳体中，且保持与空气阴极相平行。

所述金属阳极的与电池上盖固定一侧具有一第一集流柱和一第二集流柱；所述电池上盖上具有一第一集流柱固定通孔、一第二集流柱固定通孔、一第一快速插接件公端子、一第二快速插接件公端子；所述电池壳体两相对外侧壁面固接有一第一快速插接件母端子和一第二快速插接件母端子；

所述第一和第二快速插接件公端子分别位于电池上盖的两个最远端；所述第一和第二集流柱固定通孔用于固定所述阳极上的第一集流柱和第二集流柱；所述固定后的第一集流柱与所述第一快速插接件公端子、固定后的第二集流柱与所述第二快速插接件公端子分别通过一电导体相连；

所述固定有金属阳极的电池上盖与电池壳体扣合后，所述第一快速插接件公端子与第一快速插接件母端子相插接（并相导电）、第二快速接插件公端子与第二快速接插件母端子相插接（并相导电）。

所述电池壳体与电池上盖通过卡扣、卡槽或螺栓结构机械密封连接。

所述第一和第二集流柱的材料为导电金属、导电金属合金、导电复合金属、碳材料中的一种。

所述第一快速插接件公端子和母端子、第二快速插接件公端子和母端子的材料为导电金属、导电金属合金、导电复合金属、碳材料中的一种。

所述连接第一集流柱与第一快速插接件公端子、第二集流柱与第二快速插接件公端子的电导体上表面覆盖有绝缘密封材料。

所述电导体为导电金属、导电金属合金、导电复合金属、碳材料中的一种。

所述导电金属包括银、铜、金、铝、钨、锌、镍、铁、铂、锡、铅；所述导电金属合金包括银铜、镉铜、铬铜、铍铜、铝合金、铝镁硅、铝镁；所述导电复合金属包括铝包钢、铜包钢、铜包铝、镍包银、不锈钢复铜、银包铜、镀锡铜、镀银铜、镀金铜。

所述绝缘密封材料包括绝缘漆、绝缘胶、绝缘纸、绝缘纤维制品、聚烯烃弹性体(POE)、聚苯乙烯（EVA）、软聚氯乙烯（PVC）、橡胶。

与现有技术相比，本发明所述阳极快速插拔型金属/空气电池具有以下优点：

（1）金属阳极与电池上盖通过第一和第二集流柱及第一和第二集流柱固定孔固定连接，阳极更换过程方便快捷；

（2）阳极集流部件置于电池壳体外，且通过绝缘密封材料保护，防止爬盐（碱）等腐现象的发生；