空氣電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種空氣電池，其包括：殼體；隔板，設(shè)置在所述殼體中以分隔出位于上側(cè)的正極電極室和位于下側(cè)的負(fù)極電極室；正極，設(shè)置在所述正極電極室中；負(fù)極，由負(fù)極金屬材料制成，并設(shè)置在所述負(fù)極電極室中；電解液，填充在所述正極電極室和負(fù)極電極室中，并能夠傳遞所述負(fù)極金屬材料所對應(yīng)的負(fù)極金屬離子；和氣體噴頭，浸沒在所述正極電極室內(nèi)的電解液中并鄰近所述正極，該氣體噴頭連接至所述殼體外部的氣體源，以至少將來自所述氣體源的含氧氣體提供至所述正極。所述空氣電池通過提高電解液中的溶氧量而改善了空氣電池性能。
【專利說明】空氣電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空氣電池，具體而言，涉及通過提高電解液中的溶氧量而改善電池性能的空氣電池。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣電池是使用空氣，更確切地說，使用氧氣，作為電池的正極活性物質(zhì)的一種電池?？諝怆姵氐呢?fù)極為金屬材料，已知的負(fù)極金屬材料例如有鋰、鈉、鋅。正極以多孔性碳材料構(gòu)成，以氧氣與負(fù)極金屬材料的離子的反應(yīng)提供反應(yīng)場所?？諝怆姵氐墓ぷ髟硎牵烹娺^程中，負(fù)極的負(fù)極金屬(例如鋰)釋放電子后成為負(fù)極金屬離子(例如Li+)，負(fù)極金屬離子穿過電解質(zhì)材料，在正極與氧氣、以及從外電路流過來的電子發(fā)生電極反應(yīng)(例如Li +與氧氣和電子結(jié)合生成氧化鋰(Li20)或者過氧化鋰(Li202))。
[0003]空氣電池的能量密度高，有利于小型化和輕量化。例如鋰空氣電池的理論能量密度是傳統(tǒng)鋰離子電池的10倍，高到11680Wh/kg (汽油的能量密度為13000Wh/kg)。因此，空氣電池受到廣泛的關(guān)注，作為新一代大容量電池而備受矚目。有研究表明，利用添加劑提高空氣電池電解液中的溶氧量可以顯著提高電池性能。
[0004]現(xiàn)有的空氣電池的結(jié)構(gòu)中利用的是氧氣的自擴(kuò)散。圖1為現(xiàn)有空氣電池的正極電極室中供氧模式和電解液溶氧量示意圖。如圖所示，正極電極室中填充有電解液，正極浸沒在電解液中，含氧氣體在電解液液面以上被引入正極電極室中，從而氧氣自液面向下向電解液中擴(kuò)散，如圖中虛線箭頭所示。這樣的氧氣供氣方式和擴(kuò)散方式造成正極電極室中電解液中的溶氧量自上而下下降，且含量梯度較大，如圖1中黑點所示(這里，黑點的密度表示電解液中的溶氧量)。結(jié)果是浸沒在電解液中的正極附近的溶氧量低。因此，現(xiàn)有的空氣電池的結(jié)構(gòu)不利于提高電解液中氧氣的溶解量。
[0005]因此，需要提供一種能夠促進(jìn)電解液與氧氣充分接觸而改進(jìn)電池性能的空氣電池。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種空氣電池，其包括:殼體；隔板，設(shè)置在所述殼體中以分隔出位于上側(cè)的正極電極室和位于下側(cè)的負(fù)極電極室；正極，設(shè)置在所述正極電極室中；負(fù)極，由負(fù)極金屬材料制成，并設(shè)置在所述負(fù)極電極室中；電解液，填充在所述正極電極室和負(fù)極電極室中，并能夠傳遞所述負(fù)極金屬材料所對應(yīng)的負(fù)極金屬離子；和氣體噴頭，浸沒在所述正極電極室內(nèi)的電解液中并鄰近所述正極，該氣體噴頭連接至所述殼體外部的氣體源，以至少將來自所述氣體源的含氧氣體提供至所述正極。
[0007]優(yōu)選，所述氣體噴頭設(shè)置在所述正極的下方。尤其優(yōu)選，所述正極支撐所述氣體噴頭的上表面上。所述氣體噴頭的上表面可以開設(shè)有多個氣體噴孔。另外，所述氣體噴頭的周緣可以形成有向上凸伸的凸緣，所述正極可以被保持在所述凸緣之內(nèi)。所述氣體噴頭具有接收來自所述氣體源的氣體的進(jìn)氣口，所述多個氣體噴孔優(yōu)選形成為隨著與所述進(jìn)氣口之間的距離的增加而具有更大的開口面積和/或更大的排列密度。
[0008]優(yōu)選，所述氣體噴頭由所述隔板支撐。所述氣體噴頭和所述隔板之間是電絕緣的。
[0009]優(yōu)選，所述隔板構(gòu)造為使得所述正極電極室內(nèi)的電解液與所述負(fù)極電極室內(nèi)的電解液之間不連通，并且允許所述負(fù)極金屬離子通過隔板，而不允許氧氣分子通過。根據(jù)一些實施例，所述隔板可以由固體材料制成，并具有貫穿其中的孔洞，所述孔洞中里填充有高分子材料，所述高分子材料能夠在電解液中溶脹以允許所述負(fù)極金屬離子通過而不允許氧氣分子通過。所述隔板可以由不銹鋼制成。所述高分子材料可以包括以下組中的一種或多種:聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯的共聚物、聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇、聚烯烴、改性丁苯橡膠、氟化橡膠、聚氨酯、聚環(huán)氧乙烷，并且所述高分子材料中摻雜有所述負(fù)極金屬材料的鹽。
[0010]所述空氣電池還可以包括第一彈簧，其具有導(dǎo)電性，并且一端連接至所述正極電極室中位于與所述隔板相對一側(cè)的正極底座，另一端將所述正極偏壓在所述氣體噴頭上。
[0011]所述空氣電池還可以包括第二彈簧，其將所述負(fù)極偏壓在所述負(fù)極電極室中位于與所述隔板相對一側(cè)的負(fù)極底座。
[0012]優(yōu)選，所述氣體源還能夠供應(yīng)惰性氣體。
[0013]優(yōu)選，所述殼體是氣密性的；并且所述正極電極室還連接有氣壓調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)所述正極電極室內(nèi)部的氣體壓力。所述空氣電池還可以包括設(shè)置在所述殼體外部的控制器，該控制器進(jìn)行控制從而有選擇地執(zhí)行以下操作之一:允許自所述氣體源供給含氧氣體至所述氣體噴頭；允許自所述氣體源供給惰性氣體至所述氣體噴頭；以及切斷來自所述氣體源的氣流。
[0014]所述空氣電池還可以包括溶解氧分析儀，其連通至所述正極電極室，用于對正極電極室中的電解液中的溶解氧進(jìn)行實時測量。并且，所述空氣電池還可以包括蠕動泵，連接在所述溶解氧分析儀和所述正極電極室之間，用于將正極電極室中的電解液導(dǎo)入所述溶解氧分析儀。
[0015]所述負(fù)極金屬材料優(yōu)選為鋰。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]以下將參照附圖具體地描述本發(fā)明的實施例，所述附圖中:
[0017]圖1為現(xiàn)有空氣電池的正極電極室中供氧模式和電解液溶氧量示意圖；
[0018]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的空氣電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為圖2所示空氣電池的正極電極室中的供氧模式和電解液溶氧量示意圖；
[0020]圖4為用于根據(jù)本發(fā)明實施例的空氣電池中的氣體噴頭的第一示例的側(cè)視圖；
[0021]圖5為所述氣體噴頭的第一不例的俯視圖；
[0022]圖6為用于根據(jù)本發(fā)明實施例的空氣電池中的氣體噴頭的第二示例的側(cè)視圖；
[0023]圖7為所述氣體噴頭的第二示例的俯視圖；
[0024]圖8為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的空氣電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]以下以鋰空氣電池為例，說明本發(fā)明的實施例。但是本發(fā)明并不限于鋰空氣電池，而可以應(yīng)用于其它類型的空氣電池，例如鈉空氣電池、鋅空氣電池等。
[0026]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例的空氣電池100的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，空氣電池100包括構(gòu)成為盒體狀的殼體1、設(shè)置在殼體I中以分隔出正極電極室和負(fù)極電極室的隔板2、分別設(shè)置在正極電極室和負(fù)極電極室中的正極3和負(fù)極4、以及填充在正極電極室和負(fù)極電極室中的電解液(圖中未示出)。這里，空氣電池100為鋰空氣電池。相應(yīng)地，空氣電池100的負(fù)極由鋰金屬制成。所述電解液用于傳遞負(fù)極金屬材料的離子，在此例中為鋰離子。正極3是鋰離子與氧氣發(fā)生電極反應(yīng)的場所，其一般是由多孔性的碳材料制成，并可攜帶用于促進(jìn)所述電極反應(yīng)的催化劑，例如金、銀、鉬或者過渡金屬氧化物的微粒。
[0027]空氣電池100還包括氣體噴頭5。氣體噴頭5設(shè)置在正極電極室中，浸沒在電解液中并鄰近正極3。氣體噴頭5連接至位于殼體I外部的氣體源6，以至少將來自氣體源6的含氧氣體，例如空氣或者氧氣，提供至正極。氣體源6還可以供應(yīng)其它氣體至氣體噴頭5。例如在空氣電池100充電過程中，可以由氣體源6供應(yīng)惰性氣體(例如氮氣、氫氣、氬氣等)至氣體噴頭5。
[0028]在圖2所示的本實施例的示例中，氣體噴頭5設(shè)置在正極3的下方。如圖2以及隨后的圖4和圖6所不，氣體噴頭5可以在其上表面形成有多個氣體噴孔5a、5a’，氣體噴頭5還可以在其上表面周緣上形成的向上突出的凸緣5b、5b’，用于將正極3保持在氣體噴頭5的上方而不偏移。含氧氣體經(jīng)由這些氣體噴孔5a、5a’噴淋至正極3附近，從而使得正極3附近的電解液中的溶氧量較高。
[0029]具體地，參見圖3，圖3為空氣電池100的正極電極室中的供氧模式和電解液溶氧量示意圖。如圖3所示，氧氣由正極3的下方提供至電解液中，所以首先在正極3附近的電解液中溶解，從而在正極3附近的電解液中獲得較高的溶氧量，以確保氧氣與鋰離子的電極反應(yīng)順暢地進(jìn)行。正極3附近未被溶解的氧氣繼續(xù)上行并不斷地被溶解，這樣獲得如圖3所示的溶氧量梯度較小的分布。與圖1所示的現(xiàn)有的空氣電池中電解液中的溶氧量分布相比較，本發(fā)明的空氣電池100顯著地提高了正極附近的溶氧量。
[0030]為了在正極3附近獲得更加均勻的溶氧量分布，可以進(jìn)一步改進(jìn)氣體噴頭5上多個氣體噴孔5a的布置。具體地，氣體噴頭5具有接收來自氣體源6的氣體的進(jìn)氣口，所述多個氣體噴孔5a可以形成為隨著與進(jìn)氣口之間的距離的增加而具有更大的開口面積和/或更大的排列密度。例如，圖4 一 7示出了可用于空氣電池100的氣體噴頭5的兩個示例。在圖4和圖5所示的氣體噴頭5的第一示例中，如圖4所示，氣體噴頭5的用于接收來自氣體源6的氣體的進(jìn)氣口 5c位于氣體噴頭5的周向上的側(cè)面上；如圖5所示，形成于氣體噴頭5的上表面上的多個氣體噴孔5a形成為隨著與進(jìn)氣口 5c之間的距離的增加而具有更大的開口面積。在圖6和圖7所示的第二示例中，如圖6所示，氣體噴頭5的進(jìn)氣口 5c’位于氣體噴頭5的底面中心；如圖7所示，形成于氣體噴頭5的上表面上的多個氣體噴孔5a’也形成為隨著與進(jìn)氣口 5c之間的距離的增加而具有更大的開口面積。這樣設(shè)計的原因隨著氣體噴孔5a、5a’遠(yuǎn)離進(jìn)氣口 5c、5c’，供應(yīng)至進(jìn)氣口 5c、5c’的氣體壓力下降，通過增大氣體噴孔5a、5a’的開口面積可以彌補(bǔ)由于氣體壓力下降而造成的氧氣供應(yīng)量的下降。類似地，也可以采用使得隨著與進(jìn)氣口 5c之間的距離的增加而使氣體噴孔5a具有更大的排列密度的設(shè)計，或?qū)煞N設(shè)計結(jié)合。
[0031]應(yīng)該注意的是，圖2示出的氣體噴頭5的設(shè)置位置僅僅是示例性的，而非限制性的。即，氣體噴頭5并不限于設(shè)置在正極3的下方，其也可以設(shè)置在正極附近的其它位置，例如正極的周緣處。
[0032]返回參照圖2，正極3支撐在氣體噴頭5的上表面上，并且氣體噴頭5支撐在隔板2上。這樣可以簡化對正極3以及對氣體噴頭5的支撐結(jié)構(gòu)。但是本發(fā)明并不限于此，在其它實現(xiàn)方式中，可以采用其它結(jié)構(gòu)來支撐正極3和/或氣體噴頭5，例如為正極3和/或氣體噴頭5分別提供專用的支撐結(jié)構(gòu)。
[0033]在正極3支撐在氣體噴頭5上，而氣體噴頭5支撐在隔板2上的情況下，氣體噴頭5與隔板之間需要保持電絕緣。氣體噴頭5和隔板2中的一者或兩者可以由絕緣材料制成，或者可以在氣體噴頭5和隔板2之間插入絕緣墊片。例如，如果噴頭5采用絕緣材料形成，則隔板2可以選用導(dǎo)體(例如不銹鋼)或者絕緣材料。
[0034]圖2所示的空氣電池100中的隔板2具有改進(jìn)的結(jié)構(gòu)。具體地，根據(jù)本發(fā)明，隔板2可以由固體的、非電解質(zhì)材料制成，例如可以選用具有較大強(qiáng)度的材料(如不銹鋼)制成，并且構(gòu)造為使得正極電極室內(nèi)的電解液于負(fù)極電極室內(nèi)的電解液不連通，亦即使得隔板2兩側(cè)的電解液不發(fā)生對流。同時，為了在正極3和負(fù)極4之間傳遞鋰離子，隔板2形成有貫穿其中的孔洞2a?？锥?a中填充有高分子材料，所述高分子材料能夠在電解液中溶脹以允許電解液中的鋰離子(負(fù)極金屬材料所對應(yīng)的離子)通過，而不允許氧氣分子通過。
[0035]可用于填充所述孔洞2a的高分子材料包括以下材料中的一種或多種:聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯的共聚物、聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇、聚烯烴、改性丁苯橡膠、氟化橡膠、聚氨酯、聚環(huán)氧乙烷。所述高分子材料中可以摻雜有鋰(負(fù)極金屬材料)的鹽，例如 LiPF6、LiC104、LiCF3S03、LiN(CF3SO2) 2、雙乙二酸硼酸鋰(lithium bis (oxalate) borate)
坐寸ο
[0036]應(yīng)該注意的是，盡管圖2中隔板2被示出為具有上述具體的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的空氣電池100并不限于此。具體地，用于根據(jù)本發(fā)明的空氣電池的隔板可以具有其它的結(jié)構(gòu)，例如傳統(tǒng)的用于將正極和負(fù)極的電隔離的隔膜。所述隔膜由聚乙烯、聚丙烯等的多孔膜、樹脂無紡布、玻璃纖維無紡布等形成，從而具有使得隔膜兩側(cè)的電解液能夠連通的孔隙結(jié)構(gòu)。與隔膜相比，圖2所示的隔板2能夠防止正極電極室和負(fù)極電極室中的電解液的對流，從而有利地保持兩個電極室中電解液的不同成分，例如可以保持正極電極室的電解液中的較高的溶氧量，而防止負(fù)極電極室中的溶氧量不利地提高。圖2的隔板2的結(jié)構(gòu)對于在正極電極室和負(fù)極電極室中采用不同電解液的情況尤其有利。
[0037]另外，根據(jù)本發(fā)明的空氣電池中也可以直接以固體電解質(zhì)形成隔板，從而一方面隔絕正極電極室和負(fù)極電極室的電解液之間的電解液對流以及氧氣的傳遞，另一方面允許負(fù)極金屬離子(本實施例中為鋰離子)的傳遞。與固體電解質(zhì)直接形成的隔板相比，圖2所示的隔板2可以采用固體的但非電解質(zhì)的材料形成隔板2的主體，這一方面提供了更廣泛的材料選擇余地，另一方面可以通過選用合適的材料提高隔板2的機(jī)械強(qiáng)度，從而延長空氣電池的使用壽命。例如可以選用不銹鋼形成隔板2，這樣形成的隔板2可具有支撐氣體噴頭5以及氣體噴頭5上的正極3所需的強(qiáng)度，從而允許簡化支撐結(jié)構(gòu)，降低空氣電池的成本。
[0038]圖2中還示出了，空氣電池100中設(shè)置有導(dǎo)電的第一彈簧7。第一彈簧7的一端連接至正極電極室中位于與隔板2相對的一側(cè)的正極底座8,另一端將正極3偏壓在氣體噴頭5的上表面上，其中正極底座8可靠地保持與空氣電池100的正極極耳9電連接，由此，第一彈簧7將正極3與正極極耳9電連接?？諝怆姵?00中還可以設(shè)置有用于將負(fù)極4偏壓在負(fù)極電極室中位于所隔板2相對的一側(cè)的負(fù)極底座11上的第二彈簧10，其中負(fù)極底座11電連接至負(fù)極極耳12，由此，負(fù)極4可靠地保持與負(fù)極極耳12電連接。
[0039]此外，如圖2所示，氣體噴頭5通過氣體供給管線13連接至氣體源6，殼體I的正極電極室還連接有氣體排出管線14，用于排出正極電極室中的氣體。
[0040]圖2所示的根據(jù)本實施例的空氣電池100的殼體I具有氣密性。而且，氣體供給管線13和氣體排出管線14上可以分別設(shè)置有氣體閥門15，用于密封空氣電池100的殼體
I。由于設(shè)置氣體閥門15，可以在組裝空氣電池100時，僅將殼體I及殼體I內(nèi)的部件轉(zhuǎn)移至無水無氧的氣體密閉環(huán)境(如手套箱)中進(jìn)行電池組裝，并在組裝結(jié)束后關(guān)閉氣體閥門將已組裝好的部分移出所述氣體密閉環(huán)境，再將其與殼體外部的其它氣路部分相連?？傊?，氣體閥門15的設(shè)置使得能夠使空氣電池100的組裝更加易于進(jìn)行。
[0041]如圖2所示，氣體供給管線13中可以設(shè)置流量計16，用于控制所供應(yīng)的氣體的流量。盡管圖中沒有示出，但是空氣電池100還可以包括設(shè)置在所述殼體外部的控制器，該控制器通過例如流量計16連接至氣體供給線路13，其可以控制以進(jìn)行以下操作之一:允許自氣體源6供給含氧氣體至氣體噴頭5 ;允許自氣體源6供給惰性氣體至氣體噴頭5 ；以及切斷來自氣體源6的氣流。后兩種操作可以在空氣電池100充電過程中執(zhí)行，以將電池充電時分解出來的氧氣排出正極電極室。
[0042]氣體排出管線14中可以設(shè)置壓力表17和泄壓閥18。
[0043]壓力表17用于顯示正極電極室中的氣體壓力。泄壓閥18用于控制正極電極室中的氣體壓力。泄壓閥18可以配置成當(dāng)電極室中壓力較大時，自動泄去多余的壓力。通過增大泄壓閥18的泄壓閾值，能夠增大正極電極室中的氧氣壓力，從而提高氧氣在電解液中的溶解量。與現(xiàn)有的常壓下利用氧氣的自擴(kuò)散工作的空氣電池相比，具有上述壓力調(diào)節(jié)裝置(泄壓閥18)的空氣電池100能夠進(jìn)一步提高正極電極室中的溶氧量，從而促進(jìn)電池放電過程中的電極反應(yīng)。
[0044]應(yīng)該注意的，空氣電池100的中的氣體噴頭5、隔板2并不必須與氣密的殼體I和壓力調(diào)節(jié)裝置18結(jié)合使用。它們各自應(yīng)用的情況下均能實現(xiàn)相應(yīng)的技術(shù)優(yōu)勢。
[0045]如圖2所示，作為附加，可以為空氣電池100配置蠕動泵19和溶解氧分析儀20。蠕動泵19、溶解氧分析儀20以及正極電極室之間通過管線連接。蠕動泵19操作以將正極電極室中的電解液導(dǎo)入溶解氧分析儀20中。溶解氧分析儀20實時測量電解液中的溶氧量。所分析的得到的溶氧量可以作為反饋信息，用于控制來自氣體源6的含氧氣體和/或惰性氣體的供給，或者用于控制壓力調(diào)節(jié)裝置(泄壓閥18)的工作，以在正極電極室中實現(xiàn)較好的電解液溶氧量控制。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明的空氣電池可以不具有蠕動泵19和溶解氧分析儀20。
[0046]圖8為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的空氣電池200的結(jié)構(gòu)示意圖?？諝怆姵?00具有與圖2所示實施例中的空氣電池100基本上相同的構(gòu)造，不同之處僅在于采用了螺絲7’來替代彈簧7。螺絲7’也具有導(dǎo)電性，并推壓正極3，使之被偏壓在氣體噴頭5之上。這樣，正極3能夠經(jīng)由導(dǎo)電螺絲7’、正極底座8電連接至正極極耳9，并且正極3能夠被可靠地保持于氣體噴頭5之上。[0047]以上，參考具體實施例詳細(xì)描述了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在所附權(quán)利要求書或其等同方案的范圍內(nèi)，可根據(jù)設(shè)計要求和其它因素做出各種修改、組合、子組合和變更。
【權(quán)利要求】
1.一種空氣電池，其包括: 殼體； 隔板，設(shè)置在所述殼體中以分隔出位于上側(cè)的正極電極室和位于下側(cè)的負(fù)極電極室； 正極，設(shè)置在所述正極電極室中； 負(fù)極，由負(fù)極 金屬材料制成，并設(shè)置在所述負(fù)極電極室中； 電解液，填充在所述正極電極室和負(fù)極電極室中，并能夠傳遞所述負(fù)極金屬材料所對應(yīng)的負(fù)極金屬離子；和 氣體噴頭，浸沒在所述正極電極室內(nèi)的電解液中并鄰近所述正極，該氣體噴頭連接至所述殼體外部的氣體源，以至少將來自所述氣體源的含氧氣體提供至所述正極。
2.如權(quán)利要求1所述的空氣電池，其中，所述氣體噴頭設(shè)置在所述正極的下方。
3.如權(quán)利要求2所述的空氣電池，其中，所述正極支撐所述氣體噴頭的上表面上。
4.如權(quán)利要求2或3所述的空氣電池，其中，所述氣體噴頭的上表面開設(shè)有多個氣體噴孔。
5.如權(quán)利要求3所述的空氣電池，其中，所述氣體噴頭的周緣形成有向上凸伸的凸緣，所述正極被保持在所述凸緣之內(nèi)。
6.如權(quán)利要求4所述的空氣電池，其中，所述氣體噴頭具有接收來自所述氣體源的氣體的進(jìn)氣口，所述多個氣體噴孔形成為隨著與所述進(jìn)氣口之間的距離的增加而具有更大的開口面積和/或更大的排列密度。
7.如權(quán)利要求1一 3中任一項所述的空氣電池，其中，所述氣體噴頭由所述隔板支撐。
8.如權(quán)利要求7所述的空氣電池，其中，所述氣體噴頭和所述隔板之間是電絕緣的。
9.如權(quán)利要求1所述的空氣電池，其中，所述隔板構(gòu)造為使得所述正極電極室內(nèi)的電解液與所述負(fù)極電極室內(nèi)的電解液之間不連通，并且允許所述負(fù)極金屬離子通過隔板，而不允許氧氣分子通過。
10.如權(quán)利要求9所述的空氣電池，其中，所述隔板由固體材料制成，并具有貫穿其中的孔洞，所述孔洞中里填充有高分子材料，所述高分子材料能夠在電解液中溶脹以允許所述負(fù)極金屬離子通過而不允許氧氣分子通過。
11.如權(quán)利要求10所述的空氣電池，其中，所述隔板由不銹鋼制成。
12.如權(quán)利要求10所述的空氣電池，其中，所述高分子材料包括以下組中的一種或多種:聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯的共聚物、聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇、聚烯烴、改性丁苯橡膠、氟化橡膠、聚氨酯、聚環(huán)氧乙烷，并且所述高分子材料中摻雜有所述負(fù)極金屬材料的鹽。
13.如權(quán)利要求1所述的空氣電池，其中，還包括: 第一彈簧，其具有導(dǎo)電性，并且一端連接至所述正極電極室中位于與所述隔板相對一側(cè)的正極底座，另一端將所述正極偏壓在所述氣體噴頭上。
14.如權(quán)利要求1所述的空氣電池,其中,還包括: 第二彈簧，其將所述負(fù)極偏壓在所述負(fù)極電極室中位于與所述隔板相對一側(cè)的負(fù)極底座。
15.如權(quán)利要求1所述的空氣電池,其中,所述氣體源還能夠供應(yīng)惰性氣體。
16.如權(quán)利要求1或15所述的空氣電池，其中，所述殼體是氣密性的；并且 所述正極電極室還連接有氣壓調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)所述正極電極室內(nèi)部的氣體壓力。
17.如權(quán)利要求1所述的空氣電池，其中，所述空氣電池還包括設(shè)置在所述殼體外部的控制器，該控制器進(jìn)行控制從而有選擇地執(zhí)行以下操作之一: 允許自所述氣體源供給含氧氣體至所述氣體噴頭； 允許自所述氣體源供給惰性氣體至所述氣體噴頭；以及 切斷來自所述氣體源的氣流。
18.如權(quán)利要求1所述的空氣電池，其中，還包括: 溶解氧分析儀，其連通至所述正極電極室，用于對正極電極室中的電解液中的溶解氧進(jìn)行實時測量。
19.如權(quán)利要求18所述的空氣電池，其中，還包括: 蠕動泵，連接在所述溶解氧分析儀和所述正極電極室之間，用于將正極電極室中的電解液導(dǎo)入所述溶解氧分析儀。
20.如權(quán)利要求1所述的 空氣電池，其中，所述負(fù)極金屬材料為鋰。
【文檔編號】H01M12/06GK103545576SQ201210241369
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月12日
【發(fā)明者】丁寧, 孔德文, 李勇明 申請人:索尼公司