CN104716292A - 一种注液连通器及其应用 - Google Patents

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Abstract

一种注液连通器，包括两端密闭的圆形主管道、转心和注液口；所述转心置于主管道内部；所述转心可相对主管道转动，且转心外壁面与所述主管道内壁面密封贴接；所述转心和主管道上分别设置转心通孔和主管道通孔；所述转心内表面和所述主管道内表面构成的中空连通通道为液体通道；通过所述转心相对主管道的转动控制所述液体通道与主管道通孔的连通与关闭；所述注液口与所述液体通道相通。本发明所述金属/空气电池堆注液连通器摒弃传统延长流道结构，使针对金属/空气电池组的注液时间缩短；单电池间液体短路电流的影响完全消除，从而使金属/空气电池堆性能不因此降低。

Description

一种注液连通器及其应用
技术领域
本发明涉及金属/空气电池，具体的说是带有电解液加注装置的金属/空气电池堆及其使用方法。
背景技术
金属/空气电池是一种采用金属镁、铝、锌等作为阳极燃料，空气中氧气作为氧化剂，碱液或盐溶液作为电解质溶液的电化学反应装置。锌/空气电池是一种典型的金属/空气电池。
我国金属锌储量丰富、且价格低廉，因此锌/空气电池在我国通讯电源、野外应急电源、照明电源及储备电源等可移动电源的诸多领域具有广阔的应用前景。锌/空气电池具有能量密度高、安全性高、反应物和产物无污染、工作噪音低、储存、运输、携带安全方便且干态存储性好等特点，其理论能量密度高达1350Wh/kg。锌/空气电池电极反应和电池总反应分别为：
阳极反应：Zn+2OH-→ZnO+H2O+2e-         -1.25V       （1）
阴极反应：1/2O2+H2O+2e-→2OH-          +0.401V      （2）
电池总反应：Zn+1/2O2→ZnO              +1.65V      （3）
由上式可知，锌/空气电池在反应过程中消耗金属锌、空气中的氧气，生成氧化锌。锌/空气电池在使用前，需将电解液（常为浓氢氧化钾水溶液）加注至电池内，只有在充满电解液的条件下，锌/空气电池才被激活，具备对外放电的能力。在锌/空气电池注液操作中，为使注液过程方便快捷，一般将若干单电池通过注液通道连接起来。当锌/空气电池串联连接时，单电池间由于电解液的互通产生液体短路电流，该短路电流的产生不仅降低了电池性能，相邻单电池间的高电压也会对电极造成破坏。为了降低液体短路电流的影响，传统的方法是采用延长单电池间流道，通过合理控制流道的截面积和长度使单电池间电解液流道内液体电阻保持在一定值，从而降低液体短路电流的影响。然而，通过延长流道来降低液体短路电流的方法存在以下缺点：
（1）受电池空间和注液时间的限制，注液连通通道无法足够长、足够细，液体短路电流的影响依然存在；
（2）长期使用后，注液连通通道易被锌粉、阳极产物等堵塞，从而造成注液连通通道的失效。
发明内容
本发明针对现有金属/空气电池的注液问题，提出一种带有新型注液连通器的金属/空气电池堆及其使用方法。
为实现上述目的，本发明采用以下具体方式来实现：
一种注液连通器，包括两端密闭的圆形主管道、转心和注液口；所述转心置于主管道内部；所述转心可相对主管道转动，且转心外壁面与所述主管道内壁面密封贴接；所述转心为径向截面为圆形或弧形管道，转心的外径与主管道内径相同；所述径向截面为圆形转心侧壁上和主管道侧壁上分别设置有相对应的转心通孔和主管道通孔；
所述转心内表面和所述主管道内表面构成的中空连通通道为液体通道；通过所述转心相对主管道的转动控制所述液体通道与主管道通孔的连通与关闭；所述注液口与所述液体通道相通。
所述转心包括转心主体和转心旋钮；所述转心旋钮与转心主体机械连接，且所述转心旋钮置于所述主管道一端的外部，通过转心旋钮的转动可实现转心主体相对于主管道的转动。
所述转心为圆形或弧形管道，转心的外径与主管道内径或弧的内径相同。
所述主管道通孔的数量为N，N为自然数。
所述主管道N个通孔处均设置有密封塞，可单独实现所述注液通道每个主管道通孔的通断。
所述注液口处设置有一密封盖。
所述注液连通器的应用，注液连通器与金属/空气电池堆连接后可实现电解液的加注和排出。
所述注液连通器为金属/空气电池堆加注和排出电解液的方法，包括以下步骤，
（1）将金属/空气电池堆的N个单体电池的电解液腔分别与注液连通器主管道通孔密闭连接；
（2）将所述注液连通器注液口与电解液容器相连通；
（3）旋转所述转心旋钮，使所述注液连通器电解液注入口与所述转心内的液体通道相连通，同时使所述液体通道与所述主管道通孔相连通；
（4）电解液容器中的电解液依次通过注液连通器注液口、液体通道、主管道通孔进入单体电池的电解液腔；或，单体电池电解液腔中的电解液依次通过主管道通孔、液体通道和注液连通器注液口进入电解液容器；
（5）待单体电池的电解液腔中的电解液注满或排空后，再次旋转所述转心旋钮，使注液连通器电解液注入口与所述转心内的液体通道关闭，同时使所述液体通道与所述主管道通孔关闭；
（6）将注液连通器注液口与装有电解液的容器断开，电解液加注或排出完毕。
与现有技术相比，实现注液过程的方便快捷并完全消除电池工作过程中短路电流的影响。本发明所述金属/空气电池堆的注排液方法具有以下优点：本发明所述金属/空气电池堆注液连通器可通过机械结构控制单体电池注液口与注液连通器液体管道的通断，摒弃传统延长流道结构，使针对金属/空气电池组的注液时间缩短；同时，单电池间液体短路电流的影响完全消除，从而使金属/空气电池堆性能不因此降低；主管道通孔密封塞的设置可单独实现某一单体电池电解液腔与液体通道的通断，从而使电堆实际操作过程中更灵活，有利于电堆中单体电池的更换，使用性强。
附图说明
图1为金属/空气电池堆注液连通器主视图；
图2为金属/空气电池堆注液连通器俯视图；
图3为金属/空气电池堆注液连通器转心及转心旋钮结构示意图。
图中，1.注液连通器主管道2.注液连通器注液口3.转心旋钮4.主管道通孔5.单体电池6.转心进液口7.转心8.转心通孔。
具体实施方式
本发明采用以下具体实施方式来实现，但本发明并不限于下述实施方式。
具体实施方式中的注液连通器结构示意图如图1-3所示。
一种注液连通器，包括两端密闭的圆形主管道1、转心7和注液口2；所述转心7置于主管道1内部；所述转心7可相对主管道1转动，且转心7外壁面与所述主管道1内壁面密封贴接；所述转心为径向截面为圆形或弧形管道，转心的外径与主管道内径相同；所述径向截面为圆形转心侧壁上和主管道侧壁上分别设置有相对应的转心通孔8和主管道通孔；
所述转心内表面和所述主管道内表面构成的中空连通通道为液体通道；通过所述转心相对主管道的转动控制所述液体通道与主管道通孔的连通与关闭；所述注液口2与所述液体通道相通。
所述转心包括转心主体和转心旋钮3；所述转心旋钮3与转心主体机械连接，且所述转心旋3钮置于所述主管道一端的外部，通过转心旋钮的转动可实现转心主体相对于主管道的转动。
所述转心为圆形管道，转心的外径与主管道内径或弧的内径相同。
所述主管道通孔的数量为24。
所述主管道24个通孔处均设置有密封塞，可单独实现所述注液通道每个主管道通孔的通断。
所述注液口处设置有一密封盖。
采用所述注液连通器为单体电池数为24的金属/空气电池堆加注和排出电解液的方法，包括以下步骤，
（1）将金属/空气电池堆的24个单体电池的电解液腔分别与注液连通器主管道的24个通孔密闭连接；
（2）将所述注液连通器注液口与电解液容器相连通；
（3）旋转所述转心旋钮，使所述注液连通器电解液注入口与所述转心内的液体通道相连通，同时使所述液体通道与所述主管道通孔相连通；
（4）电解液容器中的电解液依次通过注液连通器注液口、液体通道、主管道通孔进入单体电池的电解液腔；或，单体电池电解液腔中的电解液依次通过主管道通孔、液体通道和注液连通器注液口进入电解液容器；
（5）待单体电池的电解液腔中的电解液注满或排空后，再次旋转所述转心旋钮，使注液连通器电解液注入口与所述转心内的液体通道关闭，同时使所述液体通道与所述主管道通孔关闭；将注液连通器注液口与装有电解液的容器断开，电解液加注或排出完毕。

Claims (7)

1.一种注液连通器，其特征在于：包括两端密闭的径向截面为圆形主管道、转心和注液口；所述转心置于主管道内部；所述转心可相对主管道转动，且转心外壁面与所述主管道内壁面密封贴接；所述转心为径向截面为圆形或弧形管道，转心的外径与主管道内径相同；所述径向截面为圆形转心侧壁上和主管道侧壁上分别设置有相对应的转心通孔和主管道通孔；
所述转心内表面和所述主管道内表面构成的中空连通通道为液体通道；通过所述转心相对主管道的转动控制所述液体通道与主管道通孔的连通与关闭；所述注液口与所述液体通道相通。
2.如权利要求1所述注液连通器，其特征在于：所述转心包括转心主体和转心旋钮；所述转心旋钮与转心主体机械连接，且所述转心旋钮置于所述主管道一端的外部，通过转心旋钮的转动可实现转心主体相对于主管道的转动。
3.如权利要求1所述注液连通器，其特征在于：所述主管道通孔的数量为N，N为自然数。
4.如权利要求3所述注液连通器，其特征在于：所述主管道N个通孔处均设置有密封塞，可单独实现所述注液通道每个主管道通孔的通断。
5.如权利要求1所述注液连通器，其特征在于：所述注液口处设置有一密封盖。
6.一种权利要求1-5任一所述注液连通器的应用，其特征在于：所述注液连通器与金属/空气电池堆连接后可实现电解液的加注和排出。
7.如权利要求6所述注液连通器的应用，其特征在于：包括以下步骤，
（1）将金属/空气电池堆的N个单体电池的电解液腔分别与注液连通器主管道通孔密闭连接；
（2）将所述注液连通器注液口与电解液容器相连通；
（3）旋转所述转心旋钮，使所述注液连通器电解液注入口与所述转心内的液体通道相连通，同时使所述液体通道与所述主管道通孔相连通；
（4）电解液容器中的电解液依次通过注液连通器注液口、液体通道、主管道通孔进入单体电池的电解液腔；或，单体电池电解液腔中的电解液依次通过主管道通孔、液体通道和注液连通器注液口进入电解液容器；
（5）待单体电池的电解液腔中的电解液注满或排空后，再次旋转所述转心旋钮，使注液连通器电解液注入口与所述转心内的液体通道关闭，同时使所述液体通道与所述主管道通孔关闭；
（6）将注液连通器注液口与装有电解液的容器断开，电解液加注或排出完毕。
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