CN103208637B - 具有冷却功能的锌氧电池组 - Google Patents
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Abstract
本发明所述的具有冷却功能的锌氧电池组，与现有技术相比解决了锌氧电池散热性能差的缺陷，本发明包括锌氧电池组，所述的锌氧电池组由正极底座上装电池串联体后再加盖负极顶盖组成，还包括罐体、上水管、冷却箱、下水管和安装于罐体底部的绝缘底座，罐体底部装有冷却液，所述的锌氧电池组安装于绝缘底座上，所述罐体上安装有罐盖，罐体侧面设有正负极接线柱，冷却箱分别连接上水管和下水管，所述的上水管与冷却箱之间通过安全阀开关，所述的负极顶盖上装有导流槽，导流槽侧端开有溢流槽。本发明有效防止了传统锌氧电池局部过热的现象，提高了电池的安全性同时延长了锌氧电池可连续工作的时间。
Description
技术领域
本发明涉及锌氧电池技术领域，具体来说是一种具有冷却功能的锌氧电池组。
背景技术
现有技术中对电动汽车的驱动多使用锌空气电池组和锌氧电池组来解决动力问题，但锌空电池放电电流一般都无法满足大功率需求。锌氧电池虽然可以提供强大工作电流，但自身产生的大量的热量难以快速散失，从而容易导致安全隐患增大和不能持续长时间工作，因此未被充分利用。如何开发锌氧电池冷却系统，可以使热量能够快速散到锌氧电池外部从而降低锌氧电池的工作温度已经成为急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中锌氧电池散热性能差的缺陷，提供一种具有冷却功能的锌氧电池组来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种具有冷却功能的锌氧电池组，包括锌氧电池组，所述的锌氧电池组由正极底座上装电池串联体后再加盖负极顶盖组成，还包括罐体、上水管、冷却箱、下水管和安装于罐体底部的绝缘底座，罐体底部装有冷却液，所述的锌氧电池组安装于绝缘底座上，所述罐体上安装有罐盖，罐体侧面设有正负极接线柱，冷却箱分别连接上水管和下水管，所述的上水管与冷却箱之间通过安全阀开关，所述的负极顶盖上装有导流槽，导流槽侧端开有溢流槽。
所述的冷却液为水。
所述的冷却液为电解液，所述的负极顶盖的导流槽下开有电解液交换孔。
所述的电池串联体由正极底座下部通过金属连接件固定安装负极顶盖组成。
所述的罐体上开有充气口和放气口。
所述的冷却箱与罐体之间设有气体管，冷却箱上设有放气阀。
所述的罐体与罐盖之间装有密封圏。
有益效果
本发明的一种具有冷却功能的锌氧电池组，与现有技术相比可以通过控制电池罐体内部循环水的运动，在导流槽处添加了溢流槽结构，使原本封装在每节电池导流槽中的冷却液由上到下逐层流过电池组每节电池，从而均匀的带走每节电池的多余产热，将锌氧电池产热有效的转移到电池外部。有效防止了传统锌氧电池局部过热的现象，提高了电池的安全性同时延长了锌氧电池可连续工作的时间。
附图说明
图1为本发明的第一种实施方式的结构示意图
图2为本发明另一种实施方式的结构示意图
图3为图1所述锌氧电池组中负极顶盖的结构示意图
图4为图2所述锌氧电池组中负极顶盖的结构示意图
图5为图1和图2中负极顶盖的俯视图
图6为图1中锌氧电池组中正极底座的结构示意图
图7为电池串联体的结构示意图
图8为图7中金属连接件的图
其中，1-罐体、2-罐盖、3-绝缘底座、4-冷却液、5-上水管、6-下水管、7-冷却箱、8-正负极接线柱、9-导流槽、10-溢流槽、11-正极引线、12-负极引线、13-充气口、14-放气口、15-密封圈、16-气体管、17-安全阀、18-放气阀、19-电解液交换孔、20-锌氧电池组、21-金属连接件、22-正极底座、23-负极极盖、24-锌燃料、25-集流加强筋、26-锌燃料放置仓、27-电池框、28-氧气极、29-隔膜纸、30-绝缘条、31-水蒸汽排气孔。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1所示，本发明所述的一种具有冷却功能的锌氧电池组，包括锌氧电池组20，所述的锌氧电池组20由正极底座22上装电池串联体后再加盖负极顶盖23组成，还包括罐体1、上水管5、冷却箱7、下水管6和安装于罐体1底部的绝缘底座3，罐体1的材质为不透钢，罐体1底部装有冷却液4，所述的锌氧电池组20固定安装于绝缘底座3上，所述罐体1上安装有罐盖2，在罐体1的侧面设有正负极接线柱8，用于与罐体内的正极引线11和负极引线12相连接。冷却箱7固定安装于罐体1的上部，其分别连接上水管5和下水管6，上水管5的取水口处于冷却液4中，可以进行取水工作，上水管5与冷却箱7之间通过安全阀17开关。在锌氧电池组20的负极顶盖23上装有导流槽9，导流槽9侧端开有溢流槽10，用于冷却液在积累到一定程度后从溢流槽10流出。在本实施方式中，冷却液为水，此种实施方式中锌氧电池的负极顶盖上没有开设电解液交换孔19，如图3所示。
如图2所示，作为本发明的另一种实施方式，所述的冷却液4为电解液，在负极顶盖的导流槽9下开有电解液交换孔19，如图4所示，在进行冷却流动的过程中，电解液直接流入锌燃料中，对锌燃料中的电解液进行部分替换，从而达到对锌燃料中电解液降温的目的，待锌燃料中的电解液溢出后再经溢流槽10流出，从而起到降温的目的。在此实施例中，电解液不能换成水，换成水后将会导致电池无法正常使用。
如图7所示，电池串联体由正极底座22下部通过金属连接件21固定安装负极顶盖23组成。金属连接件21的结构如图8所示，是将一小段长约4cm宽约1cm的金属带弯折成“Z”形制成，在扣装串联体2中起导电和支撑的作用。正极底座22的结构如图6所示，是在电池框27的竖直面反卡上U形绝缘条30以防止锌燃料24与侧壁金属接触后发生短路，将氧气极28和隔膜纸29裁剪成大小相同的矩形，氧气极28焊在电池框27里组成电池正极，然后用密封胶将氧气极28上裸露出的泡沫镍边缘和电池框27接缝处密封，防止电解液渗漏和短路。隔膜纸29完全覆盖在氧气极28上，从而制得正极底座22。负极顶盖23如图3和图4所示，有两种实施方式，其区别为在锌燃料放置仓26上开有电解液交换孔19，在锌燃料放置仓26内上壁焊接若干根集流加强筋25，锌燃料24装在锌燃料放置仓26内和集流加强筋25充分接触，锌燃料放置仓26上面焊接导流槽9，在导流槽9的焊接溢流槽10与导流槽9连通。如图5所示，导流槽9安装在锌燃料放置仓26上部的中间位置，并未完全覆盖锌燃料放置仓26，在导流槽9上部还可以设一些水蒸汽排气孔31，以帮助排出热气。
在所述的罐体1上开有充气口13和放气口14，方便罐体重复进行冷却效果，因为开设充气口13，通过充气口13往罐体内充电导致罐体与冷却箱的压力不同，从而可以将冷却液吸入到冷却箱中。而在进行电池更换时，需打开罐盖2，为了安全和方便，设立了放气口14将罐体内的压力放至正常水平再打开。所述的冷却箱7与罐体1之间设有气体管16，气体管16上可以安装阀门，气体管16可以在需要时打开，保持冷却箱与罐体1的压力平衡，使冷却液在下水管6中流出得更顺畅和平稳。冷却箱7上也设有放气阀18，设立的目的也是为了放掉冷却箱内多余的气体，保持与罐体的压力的平衡。所述的罐体1与罐盖2之间装有密封圏15，为了更好的将罐体和罐盖保持密封的效果。所述的罐体、罐盖、上水管、下水管、气体管、冷却箱需要耐高压，均用不锈钢制成。
本发明中的组装方法如下：锌氧电池是由下到上依次组装，在正极底座22的电池框27上引出一条导线作为电池组的正极11，然后将锌燃料24均匀涂覆在负极顶盖23的隔膜纸29上，加入一些电解液，然后将电池串联体扣压在锌燃料24上，其上可以再次将另一个电池串联体扣压在上面。以此类推，当电池节数满足实际需求时，将负极顶盖扣压在电池串联体上，从顶部负极盖的锌燃料放置仓上引出一条导线作为电池组负极。将引出的电池组正负极接线连接到不锈钢罐体的正负极接线柱上，将电池组放入不锈钢罐体，盖上不锈钢罐盖，关闭所有阀门，将罐盖四周的螺丝拧紧密封，然后向不锈钢罐中充氧气达到需要压强后即可使用。电池在组装时溢流槽10组装方向与前一层溢流槽方向相反，使冷却液能够逐层流过电池导流槽9，同时保证冷却液流过电池体面积足够大，从而可以充分将电池体产热带走。电池充分放电后可以将电池每层结构拆开清洗，将锌燃料放置仓中的锌燃料进行更换后重新组装即可实现再次使用。
实际使用时，将电池组正负极接线柱之间连接上负载，电池开始工作。当电池内部温度过高时，打开上水管5的安全阀17，因事先已经罐体内充了氧气，罐体内压强高于大气压，在内外压强差的驱动下罐体内热的冷却液会被压入冷却箱7，直到冷却箱中的气压与罐体中的一致后再无冷却液进入冷却箱，此时关闭上水管5的安全阀17。待冷却箱中的冷却液温度降低到合适温度后，适当打开下水管6和气体管16的阀门，使低温冷却液在重力作用下缓缓沿下水管6流进电池组负极顶盖23的导流槽9内，气体管16的打开可以防止冷却液回流过快导致溢出或飞溅，造成短路漏电。当液面高度高过溢流槽10时，冷却液流入下一层导流槽，从而得以逐层流过每节电池的导流槽，带走热量，降低电池组温度，最终流回罐体1底部的冷却液中，实现冷却液循环。待冷却箱的冷却液回流完毕后关闭下水管6和气体管16的阀门，打开冷却箱顶部放气阀18，使冷却箱内气压回到初始气压，从而可以进行下一轮冷却循环。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (7)
1.一种具有冷却功能的锌氧电池组，包括锌氧电池组（20），所述的锌氧电池组（20）由正极底座（22）上装电池串联体后再加盖负极顶盖（23）组成，其特征在于：还包括罐体（1）、上水管（5）、冷却箱（7）、下水管（6）和安装于罐体（1）底部的绝缘底座（3），罐体（1）底部装有冷却液（4），所述的锌氧电池组（20）安装于绝缘底座（3）上，所述罐体（1）上安装有罐盖（2），罐体（1）侧面设有正负极接线柱（8），冷却箱（7）分别连接上水管（5）和下水管（6），所述的上水管（5）与冷却箱（7）之间通过安全阀（17）开关，所述的负极顶盖上装有导流槽（9），导流槽（9）侧端开有溢流槽（10）。
2.根据权利要求1所述的具有冷却功能的锌氧电池组，其特征在于：所述的冷却液（4）为水。
3.根据权利要求1所述的具有冷却功能的锌氧电池组，其特征在于：所述的冷却液（4）为电解液，所述的负极顶盖的导流槽（9）下开有电解液交换孔（19）。
4.根据权利要求2或3所述的具有冷却功能的锌氧电池组，其特征在于：所述的电池串联体由正极底座（22）下部通过金属连接件（21）固定安装负极顶盖（23）组成。
5.根据权利要求2或3所述的具有冷却功能的锌氧电池组，其特征在于：所述的罐体（1）上开有充气口（13）和放气口（14）。
6.根据权利要求2或3所述的具有冷却功能的锌氧电池组，其特征在于：所述的冷却箱（7）与罐体（1）之间设有气体管（16），冷却箱（7）上设有放气阀（18）。
7.根据权利要求2或3所述的具有冷却功能的锌氧电池组，其特征在于：所述的罐体（1）与罐盖（2）之间装有密封圏（15）。
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