发明名称 带有软口袋的金属-空气电池
摘要 一种金属气体电池,例如锌空气电池,由一个或多个电池组成。每个电池都有一个夹在一对气体阴极中的金属阳极,每一个气体阴极都位于刚性结构件中。每个气体阴极的刚性结构件都由可伸展的装有电解质的软口袋连接为一体。阳极完全置于软口袋中。这种电池的机械充电由于软口袋的伸展便于已消耗的阳极从电池中取出,也便于向电池中插入新鲜的阳极。
申请公布号 TW561642 申请公布日期 2003.11.11
申请号 TW091104647 申请日期 2002.03.08
申请人 锌能量电子股份有限公司 发明人 杨德谦;杨宇强
分类号 H01M12/06 主分类号 H01M12/06
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种金属-气体蓄电池组,其包含一个:(a)至少一个电池,其包含:(i)一个位于一个刚性的第一半壳体结构中的第一气体阴极,这个第一气体阴极是透气不透液的,该气体阴极允许气体进入电池;(ii)一个位于一个刚性的第二半壳体结构中的第二气体阴极,这个第二气体阴极是透气不透液的,该气体阴极允许气体进入电池,该第二半壳体结构相对于第一半壳体结构是可在第一种结构位置和第二种结构位置之间移动的,在第一种结构位置时,两个半壳体结构是最靠近的,而在第二种结构位置时,两个半壳体结构是分开的最远的,第一气体阴极和第二气体阴极在电气上是并联的;(iii)在第一气体阴极和第二气体阴极之间有一个软口袋,该软口袋有一个柔性的第一平面和一个柔性的第二平面,第一柔性平面有中心开口和外缘区域,该外缘区域有一个顶部边缘,第二平面也有中心开口和外缘区域,该外缘区域也有一个顶部边缘,除各自的顶部边缘以外,第一平面的外缘区域的边缘和第二平面的外缘区域的边缘是相连的,第一平面的外缘区域固定在第一半壳体结构上;第二平面的外缘区域固定在第二半壳体结构上,因而第一半壳体结构、第一气体阴极、第一平面、第二平面、第二半壳体结构和第二气体阴极共同构成软口袋的液体容腔,该容腔包括软口袋的下部、软口袋的上部以及由第一平面和第二平面的顶部边缘所构成的软口袋的顶部开口,软口袋的顶部开口在第二种结构位置时是打开的,而在第一种结构位置时是紧闭的;(iv)一个软口袋的锁紧机构将第一和第二半壳体结构锁紧在第一种结构位置;(v)一个位于软口袋容腔里的金属阳极;(b)一个和两个气体阴极相连的电池组的正极端子;(c)一个和金属阳极相连的电池组的负极端子。2.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的电池还在软口袋容腔中含有电解质。3.如申请专利范围第2项之金属-气体蓄电池组,其中的电解质是一种液体,含有以下化合物中的一种:氢氧化钾、氢氧化钠和氯化钠。4.如申请专利范围第2项之金属-气体蓄电池组,其中的电解质是一种含有氢氧化钾的液体。5.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的软口袋的上部有一种半透膜,该膜允许软口袋上部的气体流出,但不允许液体流出。6.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的所用的半透膜是由聚四氟乙烯制造的。7.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的软口袋的锁紧机构包含至少一条带子。8.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的软口袋的锁紧机构包含多条带子。9.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的软口袋锁紧机构包含一至多条螺栓和一至多个螺母。10.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的顶部开口由配对限位限制其开口大小不超过第二种结构位置。11.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的金属阳极包含一个阳极活性部分和一个导电端子部分。12.如申请专利范围第11项之金属-气体蓄电池组,其中的阳极活性部分是包在隔离口袋中的。13.如申请专利范围第12项之金属-气体蓄电池组,其中的阳极活性部分有一个下边缘和上边缘,而下边缘短于上边缘。14.如申请专利范围第13项之金属-气体蓄电池组,其中的阳极活性部分是梯形的。15.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的金属阳极还有一个导电结构件;金属阳极材料固定在导电结构件上。16.如申请专利范围第15项之金属-气体蓄电池组,其中的金属阳极材料是锌。17.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的第一和第二气体阴极分别是第一和第二空气阴极。18.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的第一和第二半壳体结构在第一种结构位置时,金属阳极是由弹性件紧紧固定在软口袋中的。19.如申请专利范围第18项之金属-气体蓄电池组,其中的弹性件是位于第二半壳体结构中。20.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的是由多个电池组成的,至少有一个电池。21.如申请专利范围第20项之金属-气体蓄电池组,其中的多个电池是串联的。22.如申请专利范围第11项之金属-气体蓄电池组,其中的多个电池除第一个最外边的电池和最后一个最外边的电池以外,其余的电池都是夹在中间的,中间的电池是阳极的导电端子部分由导电条连接到临近电池的气体阴极上,导电条的一部分是紧压在阳极的导电端子上。23.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的包含有一个模塑为一体的截面为W形的软口袋。24.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的包含有一个由织物加强膜制成的软口袋。25.如申请专利范围第24项之金属-气体蓄电池组,其中的织物加强膜包含有耐硷的织物,并至少是在织物的一面上附有耐硷层。26.如申请专利范围第25项之金属-气体蓄电池组,其中的耐硷织物是下列材料中的一种:维纶、尼龙、聚丙烯、聚乙烯、三元乙丙橡胶、丁基橡胶、乙烯丙烯共聚物和氯磺化聚乙烯,并且至少在织物的一面上有一层耐硷层选自氯丁橡胶、聚丙烯、聚乙烯和PVC。27.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的软口袋的第一平面的外缘区域通过机械力而不是用胶与第一半壳体结构相连,软口袋的第二平面的外缘区域通过机械力而不是用胶与第二半壳体结构相连。28.一种金属-气体蓄电池组,其包含;(a)至少一个电池,其包含:(i)一个位于一个刚性的第一半壳体结构中的第一气体阴极,这个第一气体阴极是透气不透液的,该气体阴极允许气体进入电池;(ii)一个位于一个刚性的第二半壳体结构中的第二气体阴极,这个第二气体阴极是透气不透液的,该气体阴极允许气体进入电池,该第二半壳体结构相对于第一半壳体结构是可在第一种结构位置和第二种结构位置之间移动的,在第一种结构位置时,两个半壳体结构是最靠近的,而在第二种结构位置时,两个半壳体结构是分开的最远的,第一气体阴极和第二气体阴极在电气上是并联的;(iii)在第一气体阴极和第二气体阴极之间有一个软口袋,该软口袋有一个柔性的第一平面和一个柔性的第二平面,第一柔性平面有中心开口和外缘区域,该外缘区域有一个顶部边缘,第二平面也有中心开口和外缘区域,该外缘区域也有一个顶部边缘,除各自的顶部边缘以外,第一平面的外缘区域的边缘和第二平面的外缘区域的边缘是相连的,第一平面的外缘区域固定在第一半壳体结构上;第二平面的外缘区域固定在第二半壳体结构上,因而第一半壳体结构、第一气体阴极、第一平面、第二平面、第二半壳体结构和第二气体阴极共同构成软口袋的液体容腔,该容腔包括软口袋的下部、软口袋的上部以及由第一平面和第二平面的顶部边缘所构成的软口袋的顶部开口,软口袋的顶部开口在第二种结构位置时是打开的,而在第一种结构位置时是紧闭的;(iv)一个软口袋的锁紧机构将第一和第二半壳体结构锁紧在第一种结构位置;(v)一个位于软口袋容腔里的金属阳极;(b)一个和两个气体阴极相连的电池组的正极端子;(c)一个和金属阳极相连的电池组的负极端子。29.如申请专利范围第28项之金属-气体蓄电池组,其中的电池还在软口袋容腔中含有电解质。30.如申请专利范围第29项之金属-气体蓄电池组,其中的电解质是一种液体,含有以下化合物中的一种:氢氧化钾、氢氧化钠和氯化钠。31.如申请专利范围第1项之金属-气体蓄电池组,其中的电解质是一种含有氢氧化钾的液体。32.如申请专利范围第28项之金属-气体蓄电池组,其中的软口袋上部有一种半透膜,该膜允许软口袋上部的气体流出,但不允许液体流出。33.如申请专利范围第28项之金属-气体蓄电池组,其中的半透膜是由聚四氟乙烯制造的。34.如申请专利范围第28项之金属-气体蓄电池组,其中的软口袋的锁紧机构包含至少一条带子。35.如申请专利范围第28项之金属-气体蓄电池组,其中的软口袋的锁紧机构包含多条带子。36.如申请专利范围第28项之金属-气体蓄电池组,其中的软口袋的锁紧机构包含一至多条螺栓和一至多个螺母。37.如申请专利范围第28项之金属-气体蓄电池组,其中的顶部开口由配对限位限制其开口大小不超过第二结构位置。38.如申请专利范围第28项之金属-气体蓄电池组,其中的金属阳极包含一个阳极活性部分和一个导电端子部分。39.如申请专利范围第38项之金属-气体蓄电池组,其中的阳极活性部分是包在隔离口袋中的。40.如申请专利范围第38项之金属-气体蓄电池组,其中的阳极活性部分有一个下边缘和上边缘,而下边缘短于上边缘。41.如申请专利范围第40项之金属-气体蓄电池组,其中的阳极活性部分是梯形的。42.如申请专利范围第28项之金属-气体蓄电池组,其中的金属阳极还有一个导电结构件;金属阳极材料固定在导电结构件上。43.如申请专利范围第42项之金属-气体蓄电池组,其中的金属阳极材料是锌。44.如申请专利范围第28项之金属-气体蓄电池组,其中的第一和第二气体阴极分别是第一和第二空气阴极。45.如申请专利范围第28项之金属-气体蓄电池组,其中的第一和第二半壳体结构在第一结构位置时金属阳极是由弹性件紧紧固定在软口袋中的。46.如申请专利范围第45项之金属-气体蓄电池组,其中的弹性件是位于第二半壳体结构中。47.如申请专利范围第28项之金属-气体蓄电池组,其中的是由多个电池组成的,至少有一个电池。48.如申请专利范围第47项之金属-气体蓄电池组,其中的多个电池是串联的。49.如申请专利范围第38项之金属-气体蓄电池组,其中的多个电池除第一个最外边的电池和最后一个最外边的电池以外,其余的电池都是夹在中间的,中间的电池的阳极的导电端子部分由导电条连接到临近电池的气体阴极上,导电条的一部分是紧压在阳极的导电端子上。50.如申请专利范围第28项之金属-气体蓄电池组,其中的包含有一个模塑为一体的截面为W形的软口袋。51.如申请专利范围第28项之金属-气体蓄电池组,其中的包含有一个由织物加强膜制成的软口袋。52.如申请专利范围第51项之金属-气体蓄电池组,其中的织物加强膜包含有耐硷的织物,并至少是在织物的一面上附有耐硷层。53.如申请专利范围第52项之金属-气体蓄电池组,其中的耐硷织物是下列材料中的一种:维纶、尼龙、聚丙烯、聚乙烯、三元乙丙橡胶、丁基橡胶、乙烯丙烯共聚物和氯磺化聚乙烯,并且至少在织物的一面上有一层耐硷层选自氯丁橡胶、聚丙烯、聚乙烯和PVC。54.如申请专利范围第28项之金属-气体蓄电池组,其中的软口袋的第一平面的外缘区域通过机械力而不是用胶与第一半壳体结构相连,软口袋的第二平面的外缘区域通过机械力而不是用胶与第二半壳体结构相连。55.一种锌-空气电池组,其包含;(a)夹在第一个最外边的电池和最后一个最外边的电池之间的多个电池,每个电池包括:(i)一个位于一个刚性的第一半壳体结构中的第一气体阴极,这个第一气体阴极是透气不透液的,该气体阴极允许气体进入电池;(ii)一个位于一个刚性的第二半壳体结构中的第二气体阴极,这个第二气体阴极是透气不透液的,该气体阴极允许气体进入电池,该第二半壳体结构相对于第一半壳体结构是可在第一种结构位置和第二种结构位置之间移动,在第一种结构位置时,两个半壳体结构是最靠近的,而在第二种结构位置时,两个半壳体结构是分开的最远的,第一气体阴极和第二气体阴极在电气上是并联的;(iii)在第一气体阴极和第二气体阴极之间有一个软口袋,该软口袋有一个柔性的第一平面和一个柔性的第二平面,第一柔性平面有中心开口和外缘区域,该外缘区域有一个顶部边缘,第二平面也有中心开口和外缘区域,该外缘区域也有一个顶部边缘,除各自的顶部边缘以外,第一平面的外缘区域的边缘和第二平面的外缘区域的边缘是相连的,第一平面的外缘区域固定在第一半壳体结构上;第二平面的外缘区域固定在第二半壳体结构上,因而第一半壳体结构、第一气体阴极、第一平面、第二平面、第二半壳体结构和第二气体阴极共同构成软口袋的液体容腔,该容腔包括软口袋的下部、软口袋的上部以及由第一平面和第二平面的顶部边缘所构成的软口袋的顶部开口,软口袋的顶部开口在第二种结构位置时是打开的,而在第一种结构位置时是紧闭的;(iv)一个软口袋的锁紧机构将第一和第二半壳体结构锁紧在第一种结构位置;(v)一个完全位于软口袋容腔中的锌阳极,该锌阳极包括一个平面的阳极活性部分和一个导电端子部分,阳极活性部分有一个下边缘和一个上边缘,下边缘的长度短于上边缘的长度;(iv)软口袋上部有半透膜,以便软口袋上部的气体逸出,半透膜只透气不透液;(b)一个和第一个最外边的电池的两个气体阴极相连的电池组的正极端子;(c)一个和最后一个最外边的电池的锌阳极相连的电池组的负极端子;中间的电池的阳极的导电端子部分由导电条连接到临近电池的空气阴极上,导电条的一部分是紧压在阳极的导电端子上。56.如申请专利范围第55项之锌-空气蓄电池组,其中的电池还在软口袋容腔中含有电解质。57.如申请专利范围第56项之锌-空气蓄电池组,其中的电解质是一种液体,含有以下化合物中的一种:氢氧化钾、氢氧化钠和氯化钠。58.如申请专利范围第56项之锌-空气蓄电池组,其中的电解质是一种含有氢氧化钾的液体。59.如申请专利范围第55项之锌-空气蓄电池组,其中的第二半透膜是由聚四氟乙烯制造的。60.如申请专利范围第55项之锌-空气蓄电池组,其中的软口袋的锁紧机构包含至少一条带子。61.如申请专利范围第55项之锌-空气蓄电池组,其中的软口袋的锁紧机构包含多条带子。62.如申请专利范围第55项之锌-空气蓄电池组,其中的软口袋的锁紧机构包含一至多条螺栓和一至多个螺母。63.如申请专利范围第55项之锌-空气蓄电池组,其中的顶部开口由配对限位限制其开口大小不超过第二种结构位置。64.如申请专利范围第55项之锌-空气蓄电池组,其中的阳极活性部分是包在隔离口袋中的。65.如申请专利范围第55项之锌-空气蓄电池组,其中的阳极活性部分是梯形的。66.如申请专利范围第55项之锌-空气蓄电池组,其中的锌阳极还有一个导电结构件;锌阳极材料固定在导电结构件上。67.如申请专利范围第55项之锌-空气蓄电池组,其中的第一和第二半壳体结构在第一种结构位置时,锌阳极是由弹性件紧紧固定在软口袋中的。68.如申请专利范围第67项之锌-空气蓄电池组,其中的弹性件是位于第二半壳体结构中。69.如申请专利范围第55项之锌-空气蓄电池组,其中的多个电池是串联的。70.如申请专利范围第55项之锌-空气蓄电池组,其中的包含有一个模塑为一体的截面为W形的软口袋。71.如申请专利范围第55项之锌-空气蓄电池组,其中包含有一个由织物加强膜制成的软口袋。72.如申请专利范围第71项之锌-空气蓄电池组,其中的织物加强膜包含有耐硷的织物,并至少是在织物的一面上附有耐硷层。73.如申请专利范围第72项之锌-空气蓄电池组,其中的耐硷织物是下列材料中的一种:维纶、尼龙、聚丙烯、聚乙烯、三元乙丙橡胶、丁基橡胶、乙烯丙烯共聚物和氯磺化聚乙烯,并且至少在织物的一面上有一层耐硷层选自氯丁橡胶、聚丙烯、聚乙烯和PVC。74.如申请专利范围第55项之锌-空气蓄电池组,其中的软口袋的第一平面的外缘区域通过机械力而不是用胶与第一半壳体结构相连,软口袋的第二平面的外缘区域通过机械力而不是用胶与第二半壳体结构相连。图式简单说明:图1是具有此发明特征的金属气体电池组的透视图。图2是用于图1所示的金属气体电池组中单个金属气体电池的透视图。图3是用于图2所示的金属气体电池中的阳极的透视图。图4是图2所示的电池壳体的分解图。图5是图2所示的电池的一对气体阴极的透视图。图6是用于本发明的一对电池的分解图。图7是图6所示的一对电池的透视图。图8是例如图7所描述的两个电池的横断面图。图9是图8上所圈示的区域的详图。图10是图4所示的软口袋的未折叠状态图。图11是可用于制作图4所示的软口袋的一种织物的横断面图。图12是可用于制作图4所示的软口袋的一种较好的织物的横断面图。图13是可用于制作图4所示的软口袋的一种更好的织物的横断面图。图14是可用于制作图4所示的软口袋的另一种织物的横断面图。图15是具有本发明特征的另一种金属气体电池组的透视图。图16是用于图15所示的金属气体电池组中单个金属气体电池的透视图。图17是用于图15所示的金属气体电池组中的阳极的透视图。图18是图16所示的电池壳体的分解图。图19是图18所示的电池壳体结构的部分横断面图。图20是图18所示的电池壳体结构的部分横断面图。图21是用于图16所示的电池的一对气体阴极的透视图。图22是用于本发明的一对电池的分解图。图23是例如图22所描述的两个电池的横断面图。图24是图22所示的一对电池的透视图。图25是图22所示的一对电池中的一个电池的正视图。图26是图25所示的电池的横断面图。图27是图25所示的电池的另一个横断面图。图28是图25所示的电池的横断面图。
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