[发明专利]金属空气电池和金属空气电池装置

说明书

本发明提供金属空气电池和包括该金属空气电池的金属空气电池装置，其中该金属空气电池包括：第一和第二电池层叠结构，每个第一和第二电池层叠结构包含阳极、阳极电解质层、阴极和气体扩散层；和设置在第一和第二电池层叠结构之间并且具有非平面形状的阴极集流器，其中第一和第二电池层叠结构的阴极彼此面对，阴极集流器接触第一和第二电池层叠结构的气体扩散层，阴极集流器的至少之一包括突起，而且在阴极集流器与第一和第二电池层叠结构之间的空的空间是供给空气到气体扩散层的空气供给单元。

技术领域

本发明的示例性实施方式涉及金属空气电池，更具体而言，涉及包括阴极共用型集流器的金属空气电池。

背景技术

金属空气电池包括可以嵌入/脱嵌金属离子诸如锂离子的阳极、可以在空气中氧化或还原氧的阴极、以及插入在阳极和阴极之间的金属离子传导介质。

在金属空气电池的放电过程中，金属氧化物由在从阳极发出的金属离子和空气(例如，氧气)之间的反应产生，而且在充电过程中，产生的金属氧化物被还原成金属离子和空气，因而，金属空气电池可以重复地充电和放电。因为作为阴极活性材料的氧是从空气获得的，所以阴极活性材料不需要被存储在金属空气电池中。因而，理论上，金属空气电池可以实现比使用固体阴极活性材料的二次电池的容量更大的大容量。

因为金属空气电池使用空气作为阴极活性材料，所以金属空气电池可具有非常高的能量密度，因而，金属空气电池作为下一代电池受到许多关注。

发明内容

提供了具有空气被平稳地供给到阴极的电池层叠结构的金属空气电池。

提供了金属空气电池装置，该金属空气电池装置通过连续到连接金属空气电池的单元模块而具有高容量和小体积，而金属空气电池的空间的任何损失。

额外的示例性实施方式将在以下的描述中被部分地阐述，且部分将自该描述明显或者可以通过给出的示例性实施方式的实践而习知。

根据一示例性实施方式，金属空气电池包括：每个包含阳极、阳极电解质层、阴极和气体扩散层的第一和第二电池层叠结构；和设置在第一和第二电池层叠结构之间并具有非平面形状的阴极集流器，其中第一和第二电池层叠结构的阴极彼此面对。

在一示例性实施方式中，阴极集流器还可以包括通过在朝向第一电池层叠结构的气体扩散层的方向上突出而接触第一电池层叠结构的气体扩散层的第一突起。

在一示例性实施方式中，金属空气电池还可以包括设置在第一电池层叠结构和阴极集流器之间的第一空气供给单元。

在一示例性实施方式中，阴极集流器还可以包括通过在朝向第二电池层叠结构的气体扩散层的方向上突出而接触第二电池层叠结构的气体扩散层的第二突起。

在一示例性实施方式中，金属空气电池还可以包括设置在第二电池层叠结构和阴极集流器之间的第二空气供给单元。

在一示例性实施方式中，至少一个孔可以穿过阴极集流器限定。

在一示例性实施方式中，每个阴极集流器的截面可具有波形形状、矩形形状和梯形形状中的一种。

在一示例性实施方式中，第一电池层叠结构和第二电池层叠结构每个可以通过阳极、阳极电解质层、阴极和气体扩散层而具有弯折结构，其中阴极与气体扩散层的第一表面分离并接触气体扩散层的第二和第三表面。

在一示例性实施方式中，阴极可以接触气体扩散层的第四表面。

在一示例性实施方式中，气体扩散层的第二和第三表面可具有比第一表面的面积相对更大的面积。

根据另一示例性实施方式，一种金属空气电池包括具有非平面形状的阴极集流器以及分别设置在阴极集流器的两个相反侧上的第一和第二电池层叠结构，其中阴极集流器接触第一和第二电池层叠结构的气体扩散层。