CN105024111A - 一种基于氧-金属电池的旋转式电极-电解液分离结构 - Google Patents

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Abstract

一种基于氧-金属电池的旋转式电极-电解液分离结构，封闭式电池箱体内插入电极，通过导线外接负载，壳内注入一半电解液，并设有排液管和进液管，排液管经电解液循环机再连接进液管，构成一个循环。当电池工作时，电解液正常在循环内通过电解液循环机进行循环；一旦电池停止工作，电池箱体和电极通过相对旋转，使电解液与电极相互分离，防止电池关闭后发生长时间的自腐蚀反应。本发明可以用于氧-金属电池，对电解液循环式氧-金属电池经少量改造后便可使用，简单方便。

Description

一种基于氧-金属电池的旋转式电极-电解液分离结构
技术领域
本发明涉及一种基于氧-金属电池的旋转式电极-电解液相互分离结构，主要分为电极旋转式和电池箱体旋转式。这里氧-金属电池包含空气电池。
背景技术
电池的出现大大方便了室外作业的电力供应，人们相继开发出了铅蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池、聚合物锂电池、燃料电池等电池。但由于它们有着像“电压低、不宜放电过度、环境不友好、原材料稀少、价格高、对基础设施依赖高、不安全、循环次数较少”等或多或少的问题，氧-金属电池虽然克服了上述问题，但在电池不放电时存在着强烈的自腐蚀行为，影响电池的总能量效率。氧-金属电池中金属阳极的合金化研究虽然降低了自腐蚀速率，但不能彻底根绝，因此研发一种没有自腐蚀行为的放电方式显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的：为了克服氧-金属电池在电池不放电时发生的强烈自腐蚀反应，提高金属有效放电效率，减少析氢腐蚀产生氢气排放的问题，本发明另辟蹊径，利用倾转式电极-电解液分离结构彻底根绝电池闲时自腐蚀现象。
本发明技术解决方案之一是：一种基于氧-金属电池的旋转式电极-电解液分离结构，所述氧-金属电池包含了空气电池，电池箱旋转式的分离结构，其特征在于：封闭式电池箱体内注入一半电解液，并插入电极，通过导线外接负载；所述封闭式电池箱体为电池箱旋转式的箱体，其下部有进液管，上部有排液管，排液管经电解液循环机接回箱体上部进液管，构成循环；电池箱旋转式的箱体分为上箱体和下箱体，下箱体用于工作时储液，上箱体用于停工时储液，二者之间有转轴，通过转轴旋转控制电池工作与否；当电池工作时，电解液正常在循环内通过电解液循环机进行循环；一旦电池停止工作，转轴带动电池箱体连同电极旋转，使电解液与电极相互分离，防止电池关闭后发生长时间的自腐蚀反应。
本发明技术解决方案之二，一种基于氧-金属电池的旋转式电极-电解液分离结构，所述氧-金属电池包含了空气电池。方案之二的电极旋转式的结构，其特征在于：封闭式电池箱体内注入一半电解液，并插入电极，通过导线外接负载；所述封闭式电池箱体为电极旋转式的箱体，箱体下部有进液管，上部设有排液管，排液管经电解液循环机接回箱体上部进液管，构成循环；电极旋转式的箱体为圆盘形，电极为半圆盘形，电极在箱体下部时电池工作，上部时停工；电极旋转式的箱体通过转轴切换上下位置；当电池工作时，电解液正常在循环内通过电解液循环机进行循环；一旦电池停止工作，电池箱体和电极之间通过相对旋转，使电解液与电极相互分离，防止电池关闭后发生长时间的自腐蚀反应。
电极旋转式的箱体的转轴上有配重，用以平衡电极切换位置时的重力势能。
本发明与现有技术相比的优点是：
(1)改变传统合金化降低自腐蚀速率的思路，旋转式分离的方法能够隔断金属电极与电解液的接触；
(2)旋转式分离的方法可以在现有电解液循环的装置上做少许改装即可使用，方便改装，成本低廉；
(3)旋转式分离的方法可以同时用于电池长时间不用时的处理；
(4)通过外部配重补充旋转式结构从低位旋转到高位所需的势能。
附图说明
图1为电池箱体旋转式工作时的结构简图；
图2为电池箱体旋转式停止工作时的结构简图；
图3为电极旋转式的结构简图；
图4为电极旋转式工作时，电池箱体内部的三维结构简图；
图5为电极旋转式停止工作时，电池箱体内部的三维结构简图。
图中1.电解液，2.电解液循环机，3.电极，4.下箱体，5.进液管，6.出液管，7.液面，8.导线，9.转轴，10.上箱体，11.电池箱体，12.配重。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
电池箱体旋转式：封闭式电池箱体11内插入电极3，通过导线8外接负载，电池箱体8内注满电解液1；电池箱体11下部有进液管5，上部设有出液管6，出液管6经电解液循环机2接回箱体边沿的进液口5，构成循环；电池箱旋转式的箱体分为上箱体10和下箱体4，下箱体4用于工作时储液，上箱体10用于停工时储液，二者之间有转轴9，通过转轴9旋转，控制电池工作与否。
如图1，当电池工作时，将电极3放入下箱体4，电极3连接导线8接入外部负载，灌注电解液1，通过电解液循环机2以箭头所示方向在系统内循环。
如图2，需要停止工作时，通过外力旋转转轴9使下箱体4和上箱体10上下对换，电极3脱离电解液1，电池便停止工作。再次工作时，只将转轴以相反方向转回即可。若这里下箱体4为空气电极，则电极3指金属阳极；若为普通外壳，电极3指若干阴阳电极对。
实施例2：
电极旋转式：如图3，封闭式电池箱体11内注入一半电解液1，并插入电极3，通过导线8外接负载；电池箱体11下部有进液管5，上部设有排液管6，排液管6经电解液循环机接回箱体上部进液管5，构成循环；电极旋转式的电池箱体11为圆盘形，电极3为半圆盘形，电极3在电池箱体11下部时电池工作，上部时停工；电池箱体11通过转轴9切换上下位置。
如图4，电池工作时，半版圆盘状的电极3放入圆盘状的电池箱体11下部，浸没在电解液1里，电极3连接导线8接入外部负载，灌注电解液1，通过电解液循环机2以图3中的箭头所示方向在循环内进行循环；
如图5，需要停止工作时，由于有配重12的作用，只需要不大的外力旋转转轴9，就可以使电极3旋转180°至上部位置，电极3脱离电解液1，电池便停止工作。再次工作时，只需将转轴以相反方向转回即可。若这里电池箱体4为空气电极，则电极3指金属阳极；若为普通外壳，电极3指若干阴阳电极对。整个旋转电极的过程，外部可以放置配重平衡重力势能。
提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的，而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改，均应涵盖在本发明的范围之内。

Claims (4)

1.一种基于氧-金属电池的旋转式电极-电解液分离结构，所述氧-金属电池包含了空气电池，其特征在于：封闭式电池箱体内注入一半电解液，并插入电极，通过导线外接负载；所述封闭式电池箱体为电池箱旋转式的箱体，箱体下部有进液管，上部有排液管，排液管经电解液循环机接回箱体上部进液管，构成循环；电池箱旋转式的箱体分为上箱体和下箱体，下箱体用于工作时储液，上箱体用于停工时储液，二者之间有转轴，通过转轴旋转控制电池工作与否；当电池工作时，电解液正常在循环内通过电解液循环机进行循环；一旦电池停止工作，转轴带动电池箱体连同电极旋转，使电解液与电极相互分离，防止电池关闭后发生长时间的自腐蚀反应。
2.一种基于氧-金属电池的旋转式电极-电解液分离结构，所述氧-金属电池包含了空气电池，其特征在于：封闭式电池箱体内注入一半电解液，并插入电极，通过导线外接负载；所述封闭式电池箱体为电极旋转式的箱体，箱体下部有进液管，上部设有排液管，排液管经电解液循环机接回箱体上部进液管，构成循环；电极旋转式的箱体为圆盘形，电极为半圆盘形，电极在箱体下部时电池工作，上部时停工；电极旋转式的箱体通过转轴切换上下位置；当电池工作时，电解液正常在循环内通过电解液循环机进行循环；一旦电池停止工作，电池箱体和电极之间通过相对旋转，使电解液与电极相互分离，防止电池关闭后发生长时间的自腐蚀反应。
3.根据权利要求2所述的基于氧-金属电池的旋转式电极-电解液分离结构，其特征在于：电极旋转式的箱体的转轴上有配重，用以平衡电极切换位置时的重力势能。
4.根据权利要求1或2所述的基于氧-金属电池的旋转式电极-电解液分离结构，其特征在于：若封闭式电池箱的箱体含有空气电极，则插入的电极指金属阳极；若为普通外壳，电极指若干阴阳电极对。
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