CN118099626A - 金属空气电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属空气电池，包括：外壳，具有用于容纳电解质溶液空腔，空腔顶部开口；电极板，插设于空腔内；电极板顶部连接有第一连接结构，第一连接结构设有嵌入块；顶盖，安装于外壳顶部，并与外壳可拆卸连接；顶盖设有进液孔和第二连接结构，第二连接结构设有卡槽，嵌入块能嵌入卡槽内以连接电极板和顶盖；进液孔与空腔连通，且进液孔的孔壁朝上延伸；锁紧盖，用于密封进液孔；锁紧盖设有排气孔。根据本发明的金属空气电池，操作简单。能够方便地更换金属电极板和添加电解质溶液。

Description

金属空气电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种金属空气电池。

背景技术

金属空气电池是以电极电位较负的金属如镁、铝、锌、汞、铁等作负极，以空气中的氧或纯氧作正极。其具有比能量高、价格便宜和性能稳定的优点。金属空气电池通常具有一个容纳腔以容纳电解质溶液，金属电极板则插入其中；金属电极板属于耗材，需要适时更换，电解质溶液也需要适时添加，但传统的金属空气电池，不仅更换金属电极板较为麻烦，添加电解质溶液也存在操作繁琐的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种金属空气电池，能够方便地更换金属电极板和添加电解质溶液。

根据本发明实施例的金属空气电池，包括：

外壳，具有用于容纳电解质溶液空腔，所述空腔顶部开口；

电极板，插设于所述空腔内；所述电极板顶部连接有第一连接结构，所述第一连接结构设有嵌入块；

顶盖，安装于所述外壳顶部，并与所述外壳可拆卸连接；所述顶盖设有进液孔和第二连接结构，所述第二连接结构设有卡槽，所述嵌入块能嵌入所述卡槽内以连接所述电极板和所述顶盖；所述进液孔与所述空腔连通，且所述进液孔的孔壁朝上延伸；

锁紧盖，用于密封所述进液孔；所述锁紧盖设有排气孔。

根据本发明实施例的金属空气电池，至少具有如下有益效果：

通过第一连接结构的嵌入块和第二连接结构的卡槽来连接电极板和顶盖，极大地方便了电极板和顶盖的连接效率；顶盖设置有进液孔与空腔连接，且进液孔又仅是通过锁紧盖对其进行密封，直接取下锁紧盖即可通过进液孔向空腔内补充电解质溶液，操作简单。

根据本发明的一些实施例，所述排气孔内安装有排气结构，所述排气结构能防止液体通过并允许气体通过。

根据本发明的一些实施例，所述锁紧盖与所述进液孔的孔壁螺纹连接，且所述锁紧盖为防儿童瓶盖。

根据本发明的一些实施例，所述外壳的顶部设有安装槽和第一配合结构，所述顶盖设有嵌入部和第二配合结构，所述第一配合结构和所述第二配合结构连接，以将所述嵌入部压紧于所述安装槽内。

根据本发明的一些实施例，所述第一连接结构包括连接柱，所述嵌入块设置于所述连接柱外表面；

所述第二连接结构设有连接孔，所述卡槽设置于所述连接孔的孔壁；

所述连接柱插入所述连接孔内并相对所述连接孔转动，能使所述嵌入块嵌入所述卡槽内。

根据本发明的一些实施例，所述连接柱呈圆台状。

根据本发明的一些实施例，所述连接孔内设有防止所述连接柱脱离所述卡槽的防脱结构。

根据本发明的一些实施例，所述防脱结构包括发条，所述发条安装于所述连接孔内，所述发条的第一端与所述连接孔的孔壁连接，所述发条的第二端设有限位结构；所述连接柱插入所述连接孔内时，所述限位结构用于推动所述连接柱单向转动，以使所述嵌入块抵紧于所述卡槽的侧壁。

根据本发明的一些实施例，所述连接柱的外周壁设有棘齿，所述限位结构能与所述棘齿相抵并推动所述连接柱单向转动。

根据本发明的一些实施例，所述嵌入块连接于所述连接柱的外周壁，并朝所述连接柱的径向方向延伸；所述棘齿设置于所述嵌入块的上方。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的装配示意图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为本发明实施例的顶盖底部的结构示意图；

图5为本发明实施例的防脱结构的结构示意图；

图6为图5中B处的放大图；

图7为本发明实施例的锁紧盖及排气结构的结构示意图。

附图标号：

外壳100、空腔110、安装槽120、正极接头130、第一配合结构140；

电极板200、第一连接结构210、连接柱220、嵌入板221、棘齿222、连接块230；

顶盖300、盖体301、扣板302、进液孔310、第二连接结构320、连接孔321、卡槽322、开口槽323、嵌入部330、发条340、限位结构341、第二配合结构350；

锁紧盖400、排气孔410、排气结构420。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图7，本发明实施例的一种金属空气电池，包括外壳100、顶盖300和锁紧盖400，外壳100具有用于容纳电解质溶液空腔110，空腔110顶部开口；顶盖300安装于外壳100顶部，并与外壳100可拆卸连接；顶盖300连接有电极板200，电极板200插设于空腔110内；电极板200一般采用的是金属材质，作为金属空气电池的负极。顶盖300与外壳100脱离时，顶盖300上升能带动电极板200同步上升，而电极板200又与顶盖300可拆卸连接，因此便于对电极板200进行更换。顶盖300设有进液孔310，进液孔310贯穿顶盖300，且进液孔310与空腔110连通，进液孔310的孔壁朝上延伸；锁紧盖400与进液孔310的孔壁连接，用于密封进液孔310。由于进液孔310与空腔110连通，因此直接取下锁紧盖400即可通过进液孔310向空腔110内补充电解质溶液，操作简单。

在本发明的实施例中，外壳100具有两个空腔110，两个空腔110相互独立，且两个空腔110内均安装有电极板200，两个空腔110内的电极板200均与顶盖300连接；也即顶盖300设有两个第二连接结构320。进一步的，进液孔310中心设有分隔板，以将进液孔310分隔为两个半圆，两个半圆分别对应两个空腔110，从而便于通过进液孔310向两个空腔110内补充电解质溶液。

需要注意的是，分隔板在竖直方向上的高度不超过进液孔310的孔壁高度。

在本发明的实施例中，锁紧盖400设有排气孔410，排气孔410内安装有排气结构420，排气结构420能防止液体通过并允许气体通过。具体的，在电池反应时，有时产生氢气等生成气体，该生成气体滞留于外壳100内部会阻碍电池反应速率而致使电池的输出电流降低，若生成气体的量过多会导致外壳100内部的压力上升，进而导致外壳100破损；因此，需要将金属电池发应时生成的气体适宜地排出到外部，通过在锁紧盖400设置排气孔410则是用于将生成的气体排出。由上文可知，进液孔310的孔壁朝上延伸，且延伸的高度超出了顶盖300的表面，从而便于连接锁紧盖400；因此锁紧盖400的位置是本实施例的金属空气电池的最高点，而电池反应时生产的氢气等气体，其分子质量大部分低于空气质量，因此将排气孔410设置于锁紧盖400更加便于生产气体的排出。

进一步的，参照图7所示，排气结构420设置于锁紧盖400的中心位置。排气结构420可以是内置十字密封排气阀或超声波震动排气阀，十字密封排气阀在电池内部有气体产生时，由于外壳100内外压强差异会使十字密封排气阀在气体压强差下自动打开以起到排气作用，当外壳100内外压强一至时，十字阀会自动闭合，起到密封防水作用；超声波震动排气阀则是金属震动片上设置许多排气微孔，排气而不漏水，当震动金属片在电流脉冲震动下，微孔就会不断排出外壳100内部的气体，由于微孔是透气而不漏水的，所以电池具有更好的排气防漏水功能。

可以想到的是，排气结构420不限于采用上述两种方式，也可以采用其他结构，但优选为采用能防水透气的结构。

在本发明的实施例中，锁紧盖400与进液孔310的孔壁螺纹连接，且锁紧盖400为防儿童瓶盖。具体的，参照图1、图2、图7所示，锁紧盖400的内部还安装有密封圈，通过螺纹连接的锁紧盖400和进液孔310的孔壁，不仅连接方式可靠，制造成本低，且具有良好的密封效果。防儿童瓶盖具有多种结构形式，其主要目的是为了避免锁紧盖400的误开启，防儿童评估属于市面上可以买到或者已被公开的现有技术，具体采用哪种结构形式的防儿童瓶盖可以根据实际情况进行选择，在此不做赘述。

在本发明的实施例中，外壳100的顶部设有安装槽120和第一配合结构140，顶盖300设有嵌入部330和第二配合结构350，第一配合结构140和第二配合结构350连接，以将嵌入部330压紧于安装槽120内。具体的，参照图2所示，安装槽120为类似矩形的槽，且安装槽120的槽底设置有条形孔与空腔110连通；安装槽120的槽底还设有密封结构，密封结构设置于条形孔的外周，以用于防止电解质通过安装槽120与顶盖300的间隙流出。

进一步的，本实施例中的第一配合结构140和第二配合结构350为搭扣的两个部分，采用搭扣的方式连接高效简单，能有效地降低成本；设置安装槽120和嵌入部330，使顶盖300部分嵌入外壳100，不仅便于连接，且能提升两者连接的稳定性。

可以想到的是，第一配合结构140和第二配合结构350不仅限位采用搭扣，也可以采用螺栓、卡扣等结构。

在本发明的实施例中，顶盖300包括盖体301和扣板302，嵌入部330设置于盖体301，扣板302与盖体301可拆卸连接；扣板302连接于盖体301的顶部，扣板302与盖体301之间形成有一容纳空间，以用于安装电子元器件等部件。将扣板302设置为与盖体301可拆卸连接，便于对容纳空间内的部件进行检查和维护。

在本发明的实施例中，参照图2至图4所示，电极板200顶部连接有第一连接结构210，第一连接结构210设有嵌入块；顶盖300设有第二连接结构320，第二连接结构320设有卡槽322，嵌入块能嵌入卡槽322内以连接电极板200和顶盖300；通过第一连接结构210的嵌入块和第二连接结构320的卡槽322来连接电极板200和顶盖300，极大地方便了电极板200和顶盖300的连接效率，从而便于对电极板200进行更换。

在本发明的实施例中，第一连接结构210包括连接柱220，嵌入块设置于连接柱220外表面；第二连接结构320设有连接孔321，卡槽322设置于连接孔321的孔壁；连接柱220插入连接孔321内并相对连接孔321转动，能使嵌入块嵌入卡槽322内。具体的，参照图3、图4所示，嵌入块与连接柱220的外表面连接为一体结构，例如焊接，且嵌入块朝连接柱220的径向方向延伸；连接孔321的孔壁设有开口槽323和卡槽322，开口槽323和卡槽322连通，当连接柱220安装如连接孔321内时，嵌入块先是从开口槽323进入，然后转动连接柱220，以使嵌入块进入卡槽322内。通过嵌入块和卡槽322连接电极板200和顶盖300的方式简单高效，便于电极板200的更换。

在本发明的实施例中，第一连接结构210还包括连接块230，连接块230与连接柱220连接为一体结构，例如焊接；连接块230与电极板200连接。

在本发明的实施例中，连接柱220呈圆台状，对应的连接孔321也为圆台形，采用圆台状的连接柱220和连接孔321，便于连接柱220和连接孔321的对齐安装。

需要了解的是，本实施例中的电极板200为负极，外壳100还具有正极接头130，顶盖300设有与正极接头130连接的结构，本实施例中的正极接头130采用的圆形香蕉插座，不仅插接容易定位，密封防水效果更好，且能有效地防止电解质溶液腐蚀桩头。

在本发明的实施例中，连接孔321内设有防止连接柱220脱离卡槽322的防脱结构。具体的，参照图5、图6所示，防脱结构包括发条340，发条340安装于连接孔321内，发条340的第一端与连接孔321的孔壁连接，发条340的第二端设有限位结构341；连接柱220插入连接孔321内时，限位结构341用于推动连接柱220单向转动，以使嵌入块抵紧于卡槽322的侧壁。发条340的第一端与连接孔321的孔壁可以是焊接或卡接等方式连接，发条340的第二端设有的限位结构341与发条340连接为一体结构。

在本发明的实施例中，连接柱220的外周壁设有棘齿222，限位结构341能与棘齿222相抵并推动连接柱220单向转动。具体的，棘齿222设置于嵌入块的上方，也即棘齿222设置于连接柱220的端部。为便于理解，以图5所示的顺时针、逆时针为例，在连接柱220的端部插入连接孔321内的过程中，由于连接柱220为圆台形，随着连接柱220的插入，连接柱220的外径会逐渐增大，从而推动图5所示的发条340第二端的限位结构341顺时针转动，此时棘齿222不会对连接柱220造成阻碍；当连接柱220的嵌入块完全插入开口槽323内后需要旋转连接柱220使嵌入块进入卡槽322内，此过程中连接柱220仍是是如图5所示的顺时针转动；由于连接柱220插入连接孔321的过程中会使发条340朝外扩张，因此发条340积蓄了一定的弹性势能，当连接柱220的嵌入块嵌入卡槽322内后，发条340积蓄的弹性势会向连接柱220施加使其抵紧于卡槽322槽壁的力，从而避免嵌入块从卡槽322中脱出。

需要了解的是，参照图2所示，由于空腔110的宽度有限，因此应当在将电极板200放入空腔110之前完成第一连接结构210和第二连接结构320的连接。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种金属空气电池，其特征在于，包括：

外壳，具有用于容纳电解质溶液空腔，所述空腔顶部开口；

电极板，插设于所述空腔内；所述电极板顶部连接有第一连接结构，所述第一连接结构设有嵌入块；

顶盖，安装于所述外壳顶部，并与所述外壳可拆卸连接；所述顶盖设有进液孔和第二连接结构，所述第二连接结构设有卡槽，所述嵌入块能嵌入所述卡槽内以连接所述电极板和所述顶盖；所述进液孔与所述空腔连通，且所述进液孔的孔壁朝上延伸；

锁紧盖，用于密封所述进液孔；所述锁紧盖设有排气孔。

2.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于：所述排气孔内安装有排气结构，所述排气结构能防止液体通过并允许气体通过。

3.根据权利要求2所述的金属空气电池，其特征在于：所述锁紧盖与所述进液孔的孔壁螺纹连接，且所述锁紧盖为防儿童瓶盖。

4.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于：所述外壳的顶部设有安装槽和第一配合结构，所述顶盖设有嵌入部和第二配合结构，所述第一配合结构和所述第二配合结构连接，以将所述嵌入部压紧于所述安装槽内。

5.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于：所述第一连接结构包括连接柱，所述嵌入块设置于所述连接柱外表面；

所述第二连接结构设有连接孔，所述卡槽设置于所述连接孔的孔壁；

所述连接柱插入所述连接孔内并相对所述连接孔转动，能使所述嵌入块嵌入所述卡槽内。

6.根据权利要求5所述的金属空气电池，其特征在于：所述连接柱呈圆台状。

7.根据权利要求5所述的金属空气电池，其特征在于：所述连接孔内设有防止所述连接柱脱离所述卡槽的防脱结构。

8.根据权利要求7所述的金属空气电池，其特征在于：所述防脱结构包括发条，所述发条安装于所述连接孔内，所述发条的第一端与所述连接孔的孔壁连接，所述发条的第二端设有限位结构；所述连接柱插入所述连接孔内时，所述限位结构用于推动所述连接柱单向转动，以使所述嵌入块抵紧于所述卡槽的侧壁。

9.根据权利要求8所述的金属空气电池，其特征在于：所述连接柱的外周壁设有棘齿，所述限位结构能与所述棘齿相抵并推动所述连接柱单向转动。

10.根据权利要求9所述的金属空气电池，其特征在于：所述嵌入块连接于所述连接柱的外周壁，并朝所述连接柱的径向方向延伸；所述棘齿设置于所述嵌入块的上方。