CN102780054B

CN102780054B - 金属空气燃料电池组

Info

Publication number: CN102780054B
Application number: CN201210254890.XA
Authority: CN
Inventors: 金孔元
Original assignee: ZHOU XIONGJIE
Current assignee: Zhou Xiongjie
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2032-07-23
Also published as: CN102780054A

Abstract

一种金属空气燃料电池组，包括单体电池，单体电池的顶部设有电解液进口、金属燃料进口和气体排出口，单体电池的底部设有反应产物排出口、正极外接头和负极外接头，其中电解液进口上设有电解液进口控制开关，其中金属燃料进口上设有金属燃料进口控制开关，其中反应产物排出口上设有反应产物排出口控制开关；其中单体电池底部安装在固定底板上，固定底板采用绝缘材料，固定底板上设有用于安装单体电池的安装孔，安装孔有多组并围绕在固定底板的周边，并在安装孔的两侧设有与正极外接头、负极外接头相对应的主板正极外接桩头、主板外接负极桩头，相邻的主板正极外接桩头、相邻的主板外接负极桩头之间均设有导电连接件。

Description

金属空气燃料电池组

技术领域

本发明涉及一种金属空气燃料电池领域，尤其是一种金属空气燃料电池组。

背景技术

金属空气电池是以金属作为负极燃料，空气中的氧气作氧化剂，将燃料的化学能转变为电能的电池。它主要由金属阳极，盐或碱的水溶液为电解液，空气极等三部分组成。目前的金属空气电池有镁空气电池、锂空气电池、铝空气电池、铁空气电池和锌空气电池等，其中锌空气电池较为常见。金属空气电池已被广泛应用，然而电池的容量有限，不能连续大量提供电能，为了增大电池续航能力，一般情况采用多个电池组装连接在一起使用，从而增大蓄电量。

目前有采用对金属空气电池补充电解液和金属燃料的方式来增大电池的容量和续航能了，如一种燃料即时补充的金属空气燃料单体电池，包括密封设计的壳体，壳体内装有电解液，壳体上设有电解液进口、电解液出口和气体排出口，其中壳体的一侧设有正极导流柱，导流柱的外端连接正极外接头；其中壳体的另一侧设有负极导流柱，负极导流柱的外端连接负极外接头；其中壳体的顶部上设有金属燃料进口，其中负极导流柱上连接有一组设于电解液中的集电筛板，集电筛板水平放置并且上下相邻的集电筛板间隔设置，集电筛板上设有筛孔，筛孔由上面的集电筛板至下面的集电筛板逐渐变小。壳体上设有电解液进口、电解液出口，这样实现壳体内电解液的循环利用，其中壳体的顶部上设有金属燃料进口，金属燃料可以采用金属颗粒，将金属燃料补充到壳体内，如果对单个电池进行电解液循环利用和金属燃料补充，则导致其成本增高，不利于广泛应用。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种金属空气燃料电池组，将多组单体电池组装在一起，并对电池进行合理的管理和控制，降低了生产成本，可实现长时间连续供电。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种金属空气燃料电池组，包括单体电池，单体电池的顶部设有电解液进口、金属燃料进口和气体排出口，单体电池的底部设有反应产物排出口、正极外接头和负极外接头，其中电解液进口上设有电解液进口控制开关，其中金属燃料进口上设有金属燃料进口控制开关，其中反应产物排出口上设有反应产物排出口控制开关；

其中单体电池底部安装在固定底板上，固定底板采用绝缘材料，固定底板上设有用于安装单体电池的安装孔，安装孔有多组并围绕在固定底板的周边，并在安装孔的两侧设有与正极外接头、负极外接头相对应的主板正极外接桩头、主板外接负极桩头，相邻的主板正极外接桩头、相邻的主板外接负极桩头之间均设有导电连接件；

其中反应产物排出口穿过安装孔，其中反应产物排出口控制开关的下端安装在底座上，底座的上端面设有用于安装反应产物排出口控制开关的通孔，底座为中空结构，其中一侧面敞开，并在底座内设有反应产物沉淀箱，反应产物沉淀箱的侧面设有拉手；

其中底座的顶部设有开口，开口上设有置于反应产物沉淀箱内的抽水泵，并在抽水泵外设有电解液净化过滤器；

其中单体电池的上方设有储存电解液的水箱，水箱顶部设有进液口，水箱的底部设有连接各个电解液进口控制开关的出液口，其中抽水泵的出口连接在进液口上；

其中单体电池的上方还设有用于补充金属燃料的进料装置，进料装置顶部设有进料口，进料口处设有中间凸起的斜面圆锥型面板，斜面圆锥型面板的四周设有与金属燃料进口控制开关相连接的出料口。

其中固定底板为长方形结构，其中安装孔分成四组并呈直线排列于固定底板的四周。这样的结构简单，生产制造容易，降低了生产成本，且安装也简单方便。

相邻的单体电池之间设有间隙。这样使单体电池的散热更佳；并可实现单个单体电池的插拔维修和更换。

本发明有益的效果是：本发明结构设计合理，增加了供电量，且可以实现长期持续供电，对多组单体电池的金属燃料和电解液进行管理和控制，操作简单方便，只需倒入金属燃料和清理反应物即可，降低了员工的劳动力。

附图说明

图1为本发明单体电池的结构示意图；

图2为本发明总装图的结构示意图；

图3为本发明总装图的主视图；

图4为本发明底座的结构示意图；

图5为本发明底座的主视图；

图6为本发明反应产物沉淀箱的结构示意图；

图7为本发明固定底板的结构示意图；

图8为本发明进料装置的外部结构示意图；

图9为本发明进来装置的内部结构示意图；

图10为本发明水箱的底部结构示意图。

附图标记说明：单体电池1，电解液进口2，电解液进口控制开关2-1，金属燃料进口3，金属燃料进口控制开关3-1，气体排出口4，反应产物排出口5，反应产物排出口控制开关5-1，正极外接头6，负极外接头7，固定底板8，安装孔8-1，主板正极外接桩头8-2，主板外接负极桩头8-3，导电连接件8-4，底板开口8-5，底座9，通孔9-1，开口9-2，反应产物沉淀箱10，拉手10-1，进料装置11，进料口11-1，斜面圆锥型面板11-2，出料口11-3，水箱12，进液口12-1，出液口12-2，过滤器13，抽水泵14。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

参照附图：这种金属空气燃料电池组，包括单体电池1，单体电池1的顶部设有电解液进口2、金属燃料进口3和气体排出口4，单体电池1的底部设有反应产物排出口5、正极外接头6和负极外接头7，其中电解液进口2上设有电解液进口控制开关2-1，其中金属燃料进口3上设有金属燃料进口控制开关3-1，其中反应产物排出口5上设有反应产物排出口控制开关5-1；

其中单体电池1安装在固定底板8上，固定底板8上设有多组用于安装单体电池1的安装孔8-1，其中相邻的单体电池1之间设有间隙。安装孔8-1围绕在固定底板8的周边，并在安装孔8-1的两侧设有与正极外接头6、负极外接头7相对应的主板正极外接桩头8-2、主板外接负极桩头8-3，相邻的主板正极外接桩头8-2、相邻的主板外接负极桩头8-3之间均设有导电连接件8-4；

其中反应产物排出口5穿过安装孔8-1，其中反应产物排出口控制开关5-1的下端安装在底座9上，底座9的上端面设有用于安装反应产物排出口控制开关5-1的通孔9-1，底座9为中空结构，其中一侧面敞开，并在底座9内设有反应产物沉淀箱10，反应产物沉淀箱10的侧面设有拉手10-1。

其中底座9的顶部设有开口9-2，开口9-2上设有置于反应产物沉淀箱10内的抽水泵14，并在抽水泵14外设有过滤器13；

其中单体电池1的上方设有储存电解液的水箱12，水箱12顶部设有进液口12-1，水箱12的底部设有连接各个电解液进口控制开关2-1的出液口12-2，其中抽水泵14的出口连接在进液口12-1上；

其中单体电池1的上方还设有用于补充金属燃料的进料装置11，进料装置11顶部设有进料口11-1，进料口11-1处设有中间凸起的斜面圆锥型面板11-2，斜面圆锥型面板11-2的四周设有与金属燃料进口控制开关3-1相连接的出料口11-3。其中固定底板8为长方形结构，其中安装孔8-1分成四组并呈直线排列于固定底板8的四周。

单体电池1可进行电解液和金属燃料补充，并从反应物排出口5排出单体电池1内部的反应物，单体电池1通过反应物排出口5直接安装在固定底板8的安装孔8-1内，单体电池1上的正极外接头6、负极外接头7分别与固定底板8上的主板正极外接桩头8-2、主板外接负极桩头8-3接触连接，并通过导电连接件8-4使所有的主板正极外接桩头8-2和所有的主板外接负极桩头8-3导电连接，无需焊接或螺丝固定等工序，即可实现多组单体电池1方便地安装连接，且便于更换维修。

在每个单体电池1上的反应产物排出口5均设有反应产物排出口控制开关5-1，对各个单体电池1进行单独控制。反应产物排出口控制开关5-1的出口连接在底座的通孔上，在底座内设有反应产物沉淀箱10，反应物直接排入到反应产物沉淀箱10内，反应物只要由电解液和金属燃料反应后的氧化物，通过过滤器13将氧化物过滤留在反应产物沉淀箱10内，过滤器13采用多层设置的过滤网，过滤效果好，将反应产物沉淀箱10内的电解液通过抽水泵14抽到上方的水箱12内，再次循环利用，而反应物留在反应产物沉淀箱10内，底座9的一侧边敞开，可以将反应产物沉淀箱10从该侧边拉出，并将反应物清理掉。

单体电池1的上方设有水箱12，水箱12底部设有多个与电解液进口2相对应的出液口12-2，通过电解液进口控制开关2-1控制各个单体电池1的电解液流速，可独立控制各个单体电池1。在水箱的上方设有补充金属燃料的进料装置11，进料装置11顶部设有进料口11-1，进料口11-1处设有中间凸起的斜面圆锥型面板11-2，斜面圆锥型面板11-2的四周设有与金属燃料进口控制开关3-1相连接的出料口11-3。金属燃料从进料口11-1倒入，并从斜面圆锥型面板11-2的四周滑落并进入出料口11-3内，由于金属燃料为颗粒或粉末状，容易发生堵塞，因此将进料装置安装在较高处，将其置于水箱12上方，出料口11-3正好位于金属燃料进口3的正上方，因此安装在出料口11-3上的管道为笔直向下安装，便于金属燃料进入单体电池1内，避免堵塞的情况发生。

虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims

1.一种金属空气燃料电池组，包括单体电池（1），单体电池（1）的顶部设有电解液进口（2）、金属燃料进口（3）和气体排出口（4），单体电池（1）的底部设有反应产物排出口（5）、正极外接头（6）和负极外接头（7），其特征是：

所述电解液进口（2）上设有电解液进口控制开关（2-1）；

所述金属燃料进口（3）上设有金属燃料进口控制开关（3-1）；

所述反应产物排出口（5）上设有反应产物排出口控制开关（5-1）；

所述单体电池（1）底部安装在固定底板（8）上，固定底板（8）上设有用于安装单体电池（1）的安装孔（8-1），安装孔（8-1）有多组并围绕在固定底板（8）的周边，并在安装孔（8-1）的两侧设有与正极外接头（6）、负极外接头（7）相对应的主板正极外接桩头（8-2）、主板外接负极桩头（8-3），相邻的主板正极外接桩头（8-2）、相邻的主板外接负极桩头（8-3）之间均设有导电连接件（8-4）；

所述反应产物排出口（5）穿过安装孔（8-1），所述反应产物排出口控制开关（5-1）的下端安装在底座（9）上，底座（9）的上端面设有用于安装反应产物排出口控制开关（5-1）的通孔（9-1），底座（9）为中空结构，其中一侧面敞开，并在底座（9）内设有反应产物沉淀箱（10）；

所述底座（9）的顶部设有开口（9-2），开口（9-2）上设有置于反应产物沉淀箱（10）内的抽水泵（14），并在抽水泵（14）外设有过滤器（13）；

所述单体电池（1）的上方设有储存电解液的水箱（12），水箱（12）顶部设有进液口（12-1），水箱（12）的底部设有连接各个电解液进口控制开关（2-1）的出液口（12-2），所述抽水泵（14）的出口连接在进液口（12-1）上；

所述单体电池（1）的上方还设有用于补充金属燃料的进料装置（11），进料装置（11）顶部设有进料口（11-1），进料口（11-1）处设有中间凸起的斜面圆锥型面板（11-2），斜面圆锥型面板（11-2）的四周设有与金属燃料进口控制开关（3-1）相连接的出料口（11-3）。

2.根据权利要求1所述的金属空气燃料电池组，其特征是：所述固定底板（8）为长方形结构，所述安装孔（8-1）分成四组并呈直线排列于固定底板（8）的四周。

3.根据权利要求2所述的金属空气燃料电池组，其特征是：相邻的所述单体电池（1）之间设有间隙。

4.根据权利要求1所述的金属空气燃料电池组，其特征是：所述反应产物沉淀箱（10）的侧面设有拉手（10-1）。