CN102157765A - 电解液自流循环的金属空气电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电解液自流循环的金属空气电池，包括其上带进、出液口，其内带空腔的壳体，以及壳体上的空气电极，盛于壳体空腔中的电解液，插入电解液中的金属电极，其特征在于在壳体下方设有与壳体出液口连通的盛液池，在壳体上方设有供液池，壳体进液口通过管道及三通管分别与供液池出液口以及盛液池进液口连通，且盛液池通过管道与供液池连通。以借助液泵在自然落差条件下实现电解液的完全循环，解决电池放电产物过度沉积而增大电池电阻、降低电池功率，并在电池不工作时排尽电池内的电解液，从根本上消除电池自放电和析氢现象，减少浪费，提高电池效率，延长电池使用寿命，降低电池使用成本。

Description

电解液自流循环的金属空气电池
 
技术领域
本发明涉及一种金属空气电池，尤其是一种电解液自流循环的金属空气电池，属于金属空气电池设计与制造技术领域。
背景技术
作为新一代高效、洁净、绿色的金属空气电池具有下列结构：壳体，设于壳体上的由崔化活性层、集流网、防水透气层复合成的空气电极片，盛于壳体空腔中的中性或碱性电解液，插入电解液中的金属电极；同时具有下列优点和特点：比功率高，比能量高，使用寿命长，无毒、无污染，不用充电设备就能快速补充能量，原材料可回收再利用；另外，由于金属空气电池的正极活性物质是空气中的氧气，不占用电池体积，因此电池内部可以携带更多的金属电极，比能量高，可持续行驶的里程长，同时金属电极可回收处理后循环使用，对环境无污染，因此，是新型环保电动汽车动力电池的理想替代产品。现有的金属空气电池仍存在各种各样的不足，其中就有下列不足：一是电解液会因溶解了空气中CO2而生成碳酸盐，沉积在空气电极表面，让离子难以进入电极而阻止电化学反应的进行，从而降低电池功率和放电电流密度；二是在电解液中会因电池放电而产生凝胶状产物，从而增大电池电阻，降低电池功率；三是在电池停止使用时，由于电解液仍留在电池中，难以避免自放电和析氢。这些不足都将直接影响电池的使用寿命。
发明内容
为防止电极钝化和腐蚀，保持电极应有的活性，消除自放电，减少放电产物的沉积，增大电池功率和放电电流密度，延长电池使用寿命，本发明提供一种电解液自流循环的金属空气电池。
本发明提供的是这样一种电解液自流循环的金属空气电池，包括其上带进、出液口，其内带空腔的壳体，以及壳体上的空气电极，盛于壳体空腔中的电解液，插入电解液中的金属电极，其特征在于在壳体下方设有与壳体出液口连通的盛液池，在壳体上方设有供液池，壳体进液口通过管道及三通管分别与供液池出液口以及盛液池进液口连通，且盛液池通过管道与供液池连通，以通过自然落差将高位供液池的电解液不断送入电池壳体空腔中，再通过自然落差将壳体空腔中的电解液不断送入低位盛液池中，经过滤后再返回高位供液池，如此实现电解液的循环使用，当停止用电后，通过三通管将电池壳体空腔内的电解液自然排入低位盛液池中，消除自放电。
所述连接盛液池与供液池的管道上设有液泵，以将低位盛液池的电解液泵入高位供液池中。
所述供液池上部设有溢流口，该溢流口通过管道与盛液池进液口连通，以将溢出液自然排入盛液池中。
所述盛液池中间隔设置过滤网，盛液池底部设置排渣口，顶部设置排气口，以便通过过滤网过滤放电产物，并将过滤物经排渣口排出，或将过滤网取出，同时经排气口排出电化学反应产生的气体，保障充、放电安全，延长电池使用寿命。
所述壳体设为并列的多个，以构成电池组，且每一个壳体的进液口通过分管及分管上的三通管与上方的供液池和下方的盛液池连通，每一个壳体的出液口通过分管与下方的盛液池连通。
所述每一个壳体进液口通过分管与总管相连，总管通过三通管分别与上方的供液池和下方的盛液池连通，每一个壳体出液口通过分管与总管相连，总管与下方的盛液池连通。
本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：采用上述方案，可借助液泵在自然落差条件下实现电解液的完全循环，解决电池放电产物过度沉积而增大电池电阻、降低电池功率，以及因电解液形成碳酸盐而降低空气电极性能，从而影响电池寿命等问题，并且可在电池不工作时排尽电池内的电解液，从根本上消除电池自放电和析氢现象，减少浪费，提高电池效率，延长电池使用寿命，降低电池使用成本。
附图说明
图1为本发明之结构示意图；
图2为本发明另一结构示意图；
图3为本发明之局部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
本发明提供的电解液自流循环的金属空气电池，包括其上带进液口19、出液口8，其内带空腔5的壳体6，以及壳体6上的空气电极，盛于壳体6空腔5中的电解液，插入电解液中的金属电极7，金属电极7通过导电集流条13与电极引出端12相连，壳体6的空腔5内间隔设置隔板14，在壳体6下方设有盛液池1，且壳体6出液口8通过管道4、18与盛液池1的进液口23相连，在壳体6上方设有供液池11，且壳体6进液口19通过管道18及三通管20分别与供液池11出液口17以及盛液池1进液口23连通，且盛液池1通过管道3及其上的液泵2与供液池11进液口10连通，以通过自然落差将高位供液池11的电解液不断送入电池壳体6空腔5中，再通过自然落差将壳体6空腔5中的电解液不断送入低位盛液池1中，盛液池1中间隔设置过滤网24，盛液池1底部设置排液口25，顶部设置排气口22，以便通过过滤网24过滤放电产物，并将过滤物经排液口25排出，同时经排气口22排出电化学反应产生的气体，过滤后的电解液经液泵2、管道3、进液口10再返回高位供液池11，如此实现电解液的循环使用，当停止使用电池后，打开阀门21，将电池壳体6空腔5内的电解液通过三通管20、进液口23自然排入低位盛液池1中，消除自放电现象，保障放电及存放安全，提高电池效率；供液池11上部设有溢流口15，该溢流口15通过管道16与盛液池1连通，以将溢出的电解液自然排入盛液池1中，如图1、图2。
所述壳体6可设为并列的多个，以构成电池组，且每一个壳体6的进液口19通过分管及分管上的三通管20与上方的供液池11和下方的盛液池1连通，每一个壳体6的出液口8通过分管与下方的盛液池1连通，如图1、图2。
所述多个壳体的每一个壳体6进液口19通过各自的分管26与总管27相连，总管27通过三通管20分别与上方的供液池11和下方的盛液池1连通，以通过自然落差将高位供液池11的电解液不断送入每一电池壳体6空腔5中，当停止使用电池后，打开阀门21，将每一电池壳体6空腔5内的电解液通过三通管20、进液口23自然排入低位盛液池1中，消除自放电现象，保障放电及存放安全，提高电池效率；每一个壳体6出液口8通过分管28与总管29相连，总管29与下方的盛液池1连通，以通过自然落差将每一壳体6空腔5中的电解液不断送入低位盛液池1中，如图3，其余结构同图1或图2。

Claims (6)

1.一种电解液自流循环的金属空气电池，包括其上带进、出液口，其内带空腔的壳体，以及壳体上的空气电极，盛于壳体空腔中的电解液，插入电解液中的金属电极，其特征在于在壳体下方设有与壳体出液口连通的盛液池，在壳体上方设有供液池，壳体进液口通过管道及三通管分别与供液池出液口以及盛液池进液口连通，且盛液池通过管道与供液池连通。
2.根据权利要求1所述的电解液自流循环的金属空气电池，其特征在于所述连接盛液池与供液池的管道上设有液泵。
3.根据权利要求1所述的电解液自流循环的金属空气电池，其特征在于所述供液池上部设有溢流口，该溢流口通过管道与盛液池进液口连通。
4.根据权利要求1所述的电解液自流循环的金属空气电池，其特征在于所述盛液池中间隔设置过滤网，盛液池底部设置排渣口，顶部设置排气口。
5.根据权利要求1所述的电解液自流循环的金属空气电池，其特征在于所述壳体设为并列的多个，且每一个壳体的进液口通过分管及分管上的三通管与上方的供液池和下方的盛液池连通，每一个壳体的出液口通过分管与下方的盛液池连通。
6.根据权利要求5所述的电解液自流循环的金属空气电池，其特征在于所述每一个壳体的进液口通过分管与总管相连，总管通过三通管分别与上方的供液池和下方的盛液池连通，每一个壳体的出液口通过分管与总管相连，总管与下方的盛液池连通。
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