[发明专利]一种电池单元体结构及金属燃料电池

说明书

本发明公开了一种电池单元体结构及电池组合方式，属于燃料电池技术领域。它包括电池本体，电池本体被构造为环状的中空结构；且电池本体的上端具有上接头和/或所述电池本体的下端具有下接头；空气电极，所述空气电极安装于电池本体侧面，且空气电极被构造成与所述电池本体的轴线对称；金属负极位于电池本体中；集流体，所述集流体设置在所述空气电极上，用于导流相邻两个电池本体的空气电极。本发明将电池本体通过上下接头进行拼装，通过集流体实现并联连接，相当于增加了空气电极和金属负极的反应面积。即可根据产品需求，灵活选择不同数量电池本体进行组合，实现不同金属燃料电池输出功率及电池容量规格，使电池模组具有更好的扩展性。

技术领域

本发明属于金属燃料电池技术领域，具体地说，涉及一种电池单元体结构及金属燃料电池。

背景技术

金属燃料电池是以金属为燃料，利用氧气为氧化剂发生化学反应，化学能转化为电能的一种能源形式，其电池结构多样、形态各异，但反应机理基本一致。电池输出功率和反应面积成正比，但金属燃料单体电池结构无法通过无限增加空气电极面积来提高电池单元体的输出功率。单元体的空气电极面积增加的同时也会增加空气电极内阻，内阻增加伴随着发热量和集流损失的增加，造成电池整体输出功率降低。现有技术一般采用更多的单元体进行串、并联的方式来提高金属燃料电池输出功率及电池容量。现有金属燃料电池结构大多数采用方形结构，进行阵列排布设置，其存在以下缺陷：

其一，在一个金属燃料单体电池内，空气电极面积大小与其输出功率并不成正比，过大的空气电极的面积反而会带来更大的电阻以及发热，从而影响电池的整体输出功率。

其二，金属燃料电池腔体内存储大量电解液，方形电池结构在运行过程中内部的热场分布不均匀，容易造成局部热量堆积，对空气电极造成破坏，降低空气电极使用寿命。

另外，金属燃料电池在工作时需要不断更换电解液和金属燃料，操作包含拆装电池上盖、金属燃料电路接头，以及排出、加注电解液。每一个电池都需要不断进行以上操作，电池数量越多，操作越繁琐，产品的客户体验越差。因此，如何在增加金属燃料电池整体输出功率和容量的同时，不增加电池的数量，成为本领域电池模组设计中的棘手难题。

发明内容

为了解决或者部分解决上述单体电池结构的缺陷和设计难题，本公开的实施例提供了一种电池单元体结构，使其具有扩容组合特性，能够实现在不增加电池单元体数量的情况下增加了空气电极的反应面积，以此提高金属燃料电池整体的输出功率及电池容量。

这一目的和其他目的至少部分地通过所附独立权利要求中限定的单体电池结构和金属燃料电池结构来实现。

具体而言，根据本公开第一方面提供一种电池单元体结构，包括：

电池本体，所述电池本体被构造为环状的中空结构；且所述电池本体的上端具有上接头和/或所述电池本体的下端具有下接头，通过上接头和下接头的配合，在相邻两个电池单体之间实现可拆卸连接；空气电极，所述空气电极安装于所述电池本体侧面，且所述空气电极被构造成与所述电池本体的轴线Q对称；金属负极，所述金属负极位于电池本体中；及集流体，所述集流体设置在所述空气电极上，用于导流相邻两个电池本体的空气电极。通过模块化的设计，本发明将电池本体通过上下接头进行拼装，通过集流体实现并联连接，相当于增加了空气电极和金属负极的反应面积。这样即可根据产品需求，灵活选择不同数量电池本体进行组合，实现不同金属燃料电池输出功率及电池容量规格，使电池模组具有更好的扩展性。

本公开第二方面提供一种电池组合方式，包括：如上述的电池单元结构，根据单元体结构模块化设计，能够根据产品需求，选择上述电池单元体结构的数量进行组装，在不增加电池数量的情况下，提高金属燃料电池整体的输出功率及电池容量。

通过实施从属权利要求的一个或多个特征来实现进一步的优点。