金屬空氣電池堆及其電池單體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及供電部件技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種金屬空氣電池堆及其電池單體。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來，金屬空氣電池被科技界和產(chǎn)業(yè)界所廣泛關(guān)注，經(jīng)測(cè)試金屬空氣電池的理論能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池，因此金屬空氣電池被普遍認(rèn)為是汽車動(dòng)力電源的最佳候選之一。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，金屬空氣電池一般包括多個(gè)串聯(lián)的電池單體。電池單體包括框架、設(shè)置在框架兩側(cè)且與框架密封連接的陰極以及設(shè)置于框架內(nèi)部的陽極，其中陰極將框架的兩側(cè)封閉使得框架內(nèi)部形成容納腔，容納腔中填充有電解液。
[0004]金屬空氣電池在發(fā)電時(shí)，需要空氣與陰極接觸反應(yīng)，因此為了保證有足夠的空氣與陰極接觸，現(xiàn)有技術(shù)中相鄰的兩個(gè)電池單體之間具有空隙，如此設(shè)置使金屬空氣電池的結(jié)構(gòu)不緊湊，導(dǎo)致整個(gè)金屬空氣電池的體積大大增加，進(jìn)而使得金屬空氣電池的功率密度較低，無法滿足大功率的放電需求。
[0005]綜上所述，如何有效地解決金屬空氣電池的結(jié)構(gòu)不緊湊，體積較大且功率密度較低的問題，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型的第一個(gè)目的在于提供一種電池單體，該電池單體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效地解決金屬空氣電池的結(jié)構(gòu)不緊湊，體積較大且功率密度較低的問題，本實(shí)用新型的第二個(gè)目的是提供一種包括上述電池單體的金屬空氣電池堆。
[0007]為了達(dá)到上述第一個(gè)目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0008]一種金屬空氣電池堆的電池單體，包括:
[0009]框架，所述框架包括框架本體和開設(shè)有排氣孔的上蓋，所述框架本體或上蓋上開設(shè)有陽極導(dǎo)線槽，所述框架的側(cè)壁上開設(shè)有進(jìn)液孔和出液孔，且所述框架兩端的兩個(gè)端面中的至少一個(gè)上開設(shè)有氣體槽，相鄰的兩個(gè)所述框架的端面貼合后，該兩個(gè)貼合的端面上的氣體槽相對(duì)并共同形成氣體通道；
[0010]陰極，所述陰極包括分別密封固定在所述框架兩端的兩個(gè)陰極片，兩個(gè)所述陰極片將所述框架的內(nèi)部封閉形成能夠填充電解液的容納腔，所述陰極的導(dǎo)電片穿過所述陰極導(dǎo)線槽外露于所述框架，外部氣體能夠經(jīng)所述空氣通道與陰極接觸；
[0011]設(shè)置在所述框架內(nèi)部的陽極，且所述陽極位于兩個(gè)所述陰極片之間，所述陽極的導(dǎo)電片穿過所述陽極導(dǎo)線槽外露于所述框架。
[0012]優(yōu)選地，上述電池單體中，所述陰極導(dǎo)線槽開設(shè)于所述氣體槽的槽底上。
[0013]優(yōu)選地，上述電池單體中，所述排氣孔內(nèi)密封連接有疏水透氣墊。
[0014]優(yōu)選地，上述電池單體中，所述陽極導(dǎo)線槽開設(shè)在所述上蓋上，且所述排氣孔的數(shù)量為多個(gè)。
[0015]優(yōu)選地，上述電池單體中，所述框架為方形，且其四個(gè)直角處均設(shè)置有連接耳，每個(gè)所述連接耳上均開設(shè)有螺栓孔。
[0016]優(yōu)選地，上述電池單體中，所述框架的至少一個(gè)端面上開設(shè)有多個(gè)氣體槽。
[0017]優(yōu)選地，上述電池單體中，所述進(jìn)液孔和出液孔分別開設(shè)在所述框架的兩個(gè)側(cè)壁上。
[0018]一種金屬空氣電池堆，包括多個(gè)串聯(lián)的電池單體，所述電池單體為如上述中任一項(xiàng)所述的電池單體，且相鄰的兩個(gè)所述電池單體的框架的端面貼合后，該兩個(gè)貼合的端面上的氣體槽相對(duì)并共同形成氣體通道。
[0019]本實(shí)用新型提供的金屬空氣電池堆的電池單體包括框架、陰極和陽極。其中，框架包括框架本體和上蓋，上蓋上開設(shè)有排氣孔，框架本體或上蓋上開設(shè)有陽極導(dǎo)線槽，框架本體上開設(shè)有陰極導(dǎo)線槽。并且框架的側(cè)壁上開設(shè)有進(jìn)液孔和出液孔，框架兩端的兩個(gè)端面中的至少一個(gè)上開設(shè)有氣體槽，即框架的兩個(gè)端面分別位于框架的兩端，框架的兩個(gè)端面中至少一個(gè)端面上開設(shè)有氣體槽。相鄰的兩個(gè)框架的端面貼合后，該兩個(gè)貼合的端面上的氣體槽能夠相對(duì)并共同形成氣體通道，框架外部的空氣能夠經(jīng)過空氣通道與陰極接觸，即框架外部的空氣能夠經(jīng)過空氣通道進(jìn)入相鄰的兩個(gè)框架之間。其中相鄰的兩個(gè)框架貼合時(shí)，一個(gè)框架的端面與另一個(gè)框架的端面貼合。
[0020]陰極包括分別密封固定在框架兩端的兩個(gè)陰極片，并且兩個(gè)陰極片將框架的內(nèi)部封閉形成容納腔，且容納腔中能夠填充電解液，陰極的導(dǎo)電片穿過陰極導(dǎo)線槽外露于框架，以此便于電連接。電解液可以通過進(jìn)液孔和出液孔注入和排出容納腔。陽極設(shè)置在框架內(nèi)部，陽極位于兩個(gè)陰極片之間，即陽極位于容納腔中，陽極的導(dǎo)電片穿過陽極導(dǎo)線槽外露于框架。
[0021]應(yīng)用本實(shí)用新型提供的電池單體組裝金屬空氣電池堆時(shí)，多個(gè)電池單體串聯(lián)，相鄰的兩個(gè)電池單體的框架相互貼合，即一個(gè)框架的端面與另一個(gè)框架的端面貼合，兩個(gè)框架的端面貼合后，該兩個(gè)貼合的端面上的氣體槽相對(duì)并共同形成氣體通道，如此可以保證有足夠的空氣或者氧氣經(jīng)過氣體通道進(jìn)入兩個(gè)框架之間并與陰極接觸發(fā)生反應(yīng)。相鄰的兩個(gè)電池單體之間不必再留有間隙，而是可以直接相互貼合，結(jié)構(gòu)緊湊，大大降低了該金屬空氣電池堆的體積，提高了該金屬空氣電池堆的功率密度。
[0022]為了達(dá)到上述第二個(gè)目的，本實(shí)用新型還提供了一種金屬空氣電池堆，該金屬空氣電池堆包括上述任一種電池單體。由于上述的電池單體具有上述技術(shù)效果，具有該電池單體的金屬空氣電池堆也應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池單體的爆炸圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電池單體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的金屬空氣電池堆的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]在圖1-3 中:
[0028]1-上蓋、Ia-陽極導(dǎo)線槽、Ib-排氣孔、2-陽極、2a_陽極的導(dǎo)電片、3-框架本體、3a-連接耳、3d-進(jìn)液孔、3c-氣體槽、3b-出液孔、4-陰極片、4a-陰極導(dǎo)電片、5-氣體通道。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本實(shí)用新型的第一個(gè)目的在于提供一種電池單體，該電池單體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效地解決金屬空氣電池的結(jié)構(gòu)不緊湊，體積較大且功率密度較低的問題，本實(shí)用新型的第二個(gè)目的是提供一種包括上述電池單體的金屬空氣電池堆。
[0030]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0031]請(qǐng)參閱圖1-圖3，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的金屬空氣電池堆的電池單體包括框架、陰極和陽極2。其中，框架包括框架本體3和上蓋1，上蓋I上開設(shè)有排氣孔Ib，框架本體3或上蓋I上開設(shè)有陽極導(dǎo)線槽la，框架本體3上開設(shè)有陰極導(dǎo)線槽。并且框架的側(cè)壁上開設(shè)有進(jìn)液孔3d和出液孔3b，框架兩端的兩個(gè)端面中的至少一個(gè)上開設(shè)有氣體槽3c，即框架的兩個(gè)端面分別位于框架的兩端，框架的兩個(gè)端面中至少一個(gè)端面上開設(shè)有氣體槽3c。相鄰的兩個(gè)框架的端面貼合后，該兩個(gè)貼合的端面上的氣體槽3c能夠相對(duì)并共同形成氣體通道5，框架外部的空氣能夠經(jīng)過空氣通道與陰極接觸，即框架外部的空氣能夠經(jīng)過空氣通道進(jìn)入相鄰的兩個(gè)框架之間。其中相鄰的兩個(gè)框架貼合時(shí)，一個(gè)框架的端面與另一個(gè)框架的端面貼合。
[0032]陰極包括分別密封固定在框架兩端的兩個(gè)陰極片4，并且