CN206921981U - 一种锂空气电池组装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂空气电池组装结构，包括若干锂空气电池单元，多个锂空气电池单元组成一排形成电池组，电池组之间的电池单元的空气开口面朝向同一侧，两组电池组形成电池排，电池排之间的电池组的空气开口面反向设置，电池组和电池排之间的负极集流体和薄膜外壳实现共用，电池排之间以及电池排与电池组之间的空气开口面相对设置形成空气通道；本实用新型的锂空气电池组电池材料与电池外壳材料共同利用，减少材料成本，降低造价，同时还减轻电池组的整体重量；将多个电池组优化排列，减少单个电池单元之间和电池组之间的空气通道的数量，降低电池组的利用空间，减少其占用面积，具有较好的推广借鉴意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池领域，涉及一种锂空气电池组装结构。
背景技术
以氧气作为正极活性物质，锂片作为负极活性物质的电池成为锂空气电池，是一种新型的燃料电池，具有传统燃料电池众多的优点，包括比能量高、可充放性、储存寿命长等优点，最重要的是原料价格低，能够再利用，因而具有非常好的应用发展前景。但是现有的锂空气电池大多是首先制造出无数的单体电池后然后通过串并联形式形成电池组，存在电池重量较重，成本较高的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种锂空气电池组装结构，所述锂空气电池组装结构的技术方案是这样实现的：
一种锂空气电池组装结构，其特征在于：所述锂空气电池组装结构包括若干锂空气电池单元，所述每个锂空气电池单元都是由负极集流体、锂金属负极层、电解质膜、空气正极层和气体扩散层构成的，所述负极集流体设置在锂金属负极层的外侧，所述锂金属负极层设置成开口方向不定的“山”字型形状，所述电解质膜和空气正极层依次涂覆在所述锂金属负极层的“山”字型内表面上，所述“山”字型空间的凹陷处填充满气体扩散层，所述气体扩散层是与外部空气连通的，所述气体扩散层与空气连通的表面为空气开口面，所述锂空气电池单元侧面还包覆有薄膜外壳。
进一步的，所述多个锂空气电池单元依次连接排列成一排组成一个电池组，所述电池组中的若干锂空气电池单元的空气开口面统一朝向没有连接处的侧面，所述相互接触的锂空气电池单元之间的负极集流体是共用的，所述薄膜外壳统一包覆在电池组除空气开口面外的整个侧面上。
更进一步，所述两个电池组组成一个电池排，所述两个电池组为第一电池组和第二电池组，所述电池排中的两个电池组之间的空气开口面的开口方向是相反的，所述第一电池组和第二电池组之间的负极集流体也是共用的，所述薄膜外壳是包覆在所述第一电池组和第二电池组除第一空气开口面和第二空气开口面以外的所有侧面上。
更进一步，所述锂空气电池组装结构包括多个电池排，所述电池排之间的第一空气开口面和第二空气开口面是相对设置的形成空气通道。
更进一步，所述锂空气电池组装结构还包括第三电池组，所述第三电池组是单排电池组，所述第三电池组位于所述组装结构的边缘，所述第三电池组的第三空气开口是与电池排中的第一开口面或第二开口面相对设置的并形成空气通道。
更进一步，所述多个空气通道均是与空气循环器连通的，所述空气循环器的氧气是由设置在组装结构外侧的氧气发生器提供的。
进一步的，所述“山”字型结构的锂金属负极层以及内侧的电解质膜、空气正极层除首尾端是断开的外，其中间部分是连续的，所述山”字型结构内部的凹陷处形成两个气体扩散层，所述两个气体扩散层是断开的，所述锂空气电池单元实际上包括两个电池子单元。
进一步的，所述电池排之间以及电池排与第三电池组之间的空气通道从进气端到出气端是逐渐变小的。
进一步的，所述空气循环器形成的空气空路上还设置有风扇，所述风扇是用来将通过空气通道离开的氧气重复回收利用的。
进一步的，所述氧气发生器为变压吸附式氧气发生器。
进一步的，所述空气循环器形成的空气回路根据压力大小分为三个区，分别为第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域、第二区域和第三区域的压力分别用P1、P2、P3表示，所述压力大小关系为：P3>P1>P2。
本实用新型的锂空气电池组装结构通过将多个锂空气电池单元直接制造组装到一起，将接触面的电池材料与电池外壳材料共同利用，减少分别将锂空气电池单元制造完成后在通过串并联方式组装到一起的材料成本，降低造价，同时还可以减轻电池组的整体重量；同时将多个电池组优化排列，减少单个电池单元之间和电池组之间的空气通道的数量，降低电池组的利用空间，减少其占用面积，具有较好的推广借鉴意义。
附图说明
图1为本实用新型锂空气电池组装结构的示意图；
图2为本实用新型锂空气电池组装结构的电池组的电池单元和电池排的电池组的电池单元之间的结构截面示意图；
图3为本实用新型锂空气电池组装结构的电池组之间的平面结构示意图。
附图标记：1-锂空气电池单元，2-电池排，3-空气开口面，10-第一电池组，11-锂金属负极层，12-电解质膜，13-空气正极层，14-第一气体扩散层，14'-第二气体扩散层，15-负极集流体，16-薄膜外壳，20-第二电池组，30-第三电池组，50-空气通道，60-空气循环器，61-第一区域，62-第二区域，63-第三区域，70-氧气发生器，100-电池组，101-第一空气开口面，201-第二空气开口面，301-第三空气开口面，P1-第一区域压力，P2-第二区域压力，P3-第三区域压力。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，一种锂空气电池组装结构，所述锂空气电池组装结构包括若干锂空气电池单元1，所述每个锂空气电池单元1都是由负极集流体15、锂金属负极层11、电解质膜12、空气正极层13和气体扩散层14构成的，所述负极集流体15设置在锂金属负极层11的外侧，所述锂金属负极层11设置成开口方向不定的“山”字型形状，所述电解质膜12和空气正极层13依次涂覆在所述锂金属负极层11的“山”字型内表面上，所述“山”字型空间的凹陷处填充满气体扩散层14，所述气体扩散层14是与外部空气连通的，所述气体扩散层14与空气连通的表面为空气开口面3，所述锂空气电池单元1侧面还包覆有薄膜外壳16。
具体实施时，所述多个锂空气电池单元1依次连接排列成一排组成一个电池组100，所述电池组100中的若干锂空气电池单元1的空气开口面3统一朝向没有连接处的侧面，所述相互接触的锂空气电池单元1之间的负极集流体15是共用的，所述薄膜外壳16统一包覆在电池组100除空气开口面3外的整个侧面上。
具体实施时，所述两个电池组100组成一个电池排2，所述两个电池组100为第一电池组10和第二电池组20，所述电池排2中的两个电池组100之间的空气开口面3的开口方向是相反的，具体的就是第一电池组10的空气开口面101与第二电池组20的空气开口面201是相反设置的，所述第一电池组10和第二电池组20之间的负极集流体15也是共用的，所述薄膜外壳16是包覆在所述第一电池组10和第二电池组20除第一空气开口面101和第二空气开口面201以外的所有侧面上。
具体实施时，所述锂空气电池组装结构包括多个电池排2，所述电池排2之间的第一空气开口面101和第二空气开口面201是相对设置的形成空气通道50，具体的，即是一个电池排的第一空气开口面101与另一个电池排的第二开口面201是相对设置的。
进一步，所述锂空气电池组装结构还包括第三电池组30，所述第三电池组30是单排电池组，所述第三电池组30位于所述组装结构的边缘，所述第三电池组30的第三空气开口301是与电池排2中的第一开口面101或第二开口面201相对设置的并形成空气通道50。
更进一步，所述多个空气通道50均是与空气循环器60连通的，所述空气循环器60的氧气是由设置在组装结构外侧的氧气发生器70提供的。
进一步的，所述“山”字型结构的锂金属负极层11以及内侧的电解质膜12、空气正极层13除首尾端是断开的外，其中间部分是连续的，所述山”字型结构内部的凹陷处形成两个气体扩散层分别为第一空气扩散层14和第二空气扩散层14'，所述第一空气扩散层14和第二空气扩散层14'之间是断开的，所述锂空气电池单元1实际上包括两个电池子单元。
优选的，由于空气压力逐渐减小，所述电池排2之间以及电池排2与第三电池组30之间的空气通道50从进气端到出气端是逐渐变小的。
进一步的，所述空气循环器60形成的空气回路上根据压力大小分为三个区，分别为第一区域61、第二区域62和第三区域63，所述第一区域61、第二区域62和第三区域63的压力分别用P1、P2、P3表示，所述压力大小关系为：P3>P1>P2。
更进一步的，所述第一区域压力P1大于第二区域压力P2，所引入的空气便可以从第一区域61流向第二区域62，第三区域压力P3大于第二区域压力P1，空气便可以有第三区域63返回第一区域61，但是由于第二区域压力P2小于第三区域P3，在所述第二区域62和第三区域63之间设置有风扇64，以便空气能够从第二区域62流向第三区域63。
进一步的，所述氧气发生器70为变压吸附式氧气发生器。
本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示而作出不背离本实用新型实质的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围不限于实施例所揭示的内容，也包括各种不背离本实用新型实质的替换及修饰。
Claims (5)
1.一种锂空气电池组装结构，其特征在于：所述锂空气电池组装结构包括若干锂空气电池单元，所述每个锂空气电池单元都是由负极集流体、锂金属负极层、电解质膜、空气正极层和气体扩散层构成的，所述负极集流体设置在锂金属负极层的外侧，所述锂金属负极层设置成开口方向不定的“山”字型形状，所述电解质膜和空气正极层依次涂覆在所述锂金属负极层的“山”字型内表面上，所述“山”字型空间的凹陷处填充满气体扩散层，所述气体扩散层是与外部空气连通的，所述气体扩散层与空气连通的表面为空气开口面，所述锂空气电池单元侧面还包覆有薄膜外壳；
所述多个锂空气电池单元依次连接排列成一排组成一个电池组，所述电池组中的若干锂空气电池单元的空气开口面统一朝向没有连接处的侧面，所述相互接触的锂空气电池单元之间的负极集流体是共用的，所述薄膜外壳统一包覆在电池组除空气开口面外的整个侧面上；
所述两个电池组组成一个电池排，所述两个电池组为第一电池组和第二电池组，所述电池排中的两个电池组之间的空气开口面的开口方向是相反的，所述第一电池组和第二电池组之间的负极集流体也是共用的，所述薄膜外壳是包覆在所述第一电池组和第二电池组除第一空气开口面和第二空气开口面以外的所有侧面上；
所述锂空气电池组装结构包括多个电池排，所述电池排之间的第一空气开口面和第二空气开口面是相对设置的形成空气通道；
所述锂空气电池组装结构还包括第三电池组，所述第三电池组是单排电池组，所述第三电池组位于所述组装结构的边缘，所述第三电池组的第三空气开口是与电池排中的第一开口面或第二开口面相对设置的并形成空气通道；
所述多个空气通道均是与空气循环器连通的，所述空气循环器的氧气是由 设置在组装结构外侧的氧气发生器提供的。
2.根据权利要求1所述的锂空气电池组装结构，其特征在于：所述“山”字型结构的锂金属负极层以及内侧的电解质膜、空气正极层除首尾端是断开的外，其中间部分是连续的，所述“山”字型结构内部的凹陷处形成两个气体扩散层，所述两个气体扩散层是断开的，所述锂空气电池单元实际上包括两个电池子单元。
3.根据权利要求1所述的锂空气电池组装结构，其特征在于：所述电池排之间以及电池排与第三电池组之间的空气通道从进气端到出气端是逐渐变小的。
4.根据权利要求1所述的锂空气电池组装结构，其特征在于：所述空气循环器形成的空气空路上还设置有风扇，所述风扇是用来将通过空气通道离开的氧气重复回收利用的。
5.根据权利要求1所述的锂空气电池组装结构，其特征在于：所述氧气发生器为变压吸附式氧气发生器。
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| CN111430849A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-07-17 | 蜂巢能源科技有限公司 | 锂空气电池 |
| CN111430849B (zh) * | 2020-04-09 | 2022-05-27 | 蜂巢能源科技有限公司 | 锂空气电池 |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Address after: No. A-1105-044, Floor 10, Building 1, No. 18, Zhongguancun East Road, Haidian District, Beijing 100083 Patentee after: Zhongneng Guosheng power battery technology (Beijing) Co.,Ltd. Address before: No. A-1105-044, Floor 10, Building 1, No. 18, Zhongguancun East Road, Haidian District, Beijing 100083 Patentee before: ZHONG NENG GUO SHENG BATTERY TECHNOLOGY (BEIJING) CO.,LTD. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
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Granted publication date: 20180123 |
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