CN107492603A - 铝空气电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种铝空气电池单体，包括：密封壳体；以及，安装在所述密封壳体内的以下多者：电池正极；电池负极，该电池负极为铝板；连接卡槽，用于固定所述铝板；其中，该密封壳体包括密封盖，用于为更换所述铝板提供开口；该密封壳体还包括电解液注入口和电解液输出口，分别用于接收电解液和排出电解液；本发明铝空气电池系统便于铝板更换，能够实现长时间持续稳定放电，密闭的结构设计可以使系统中单一电池出现问题不会导致系统立即断电，有助于行车安全；电池单体便于电池的集成和拆卸，能够方便电池的回收和梯度利用。

Description

铝空气电池系统
技术领域
本发明涉及铝空气动力电池，具体地涉及一种铝空气电池系统。
背景技术
随着经济社会的发展，环境问题越来越严重，能源需求日益增大，为了解决环境问题和能源危机，大量的新能源技术正在被研究和开发。新能源汽车将逐渐取代燃油汽车，已经成了目前的发展趋势。目前新能源汽车主要集中在锂电池动力汽车，燃料电池动力汽车，空气电池动力汽车。目前的技术来看铝空气动力汽车具备独有的优势，铝在全球储量丰富，并且铝的价格非常便宜，同时铝空气电池的理论比能量在8.2kWh/kg比目前的锂电池大一个数量级，安全性高，而目前的动力汽车一个很大的制约因素就是续航里程不足，所以铝空气动力电池呈现出独有的优势。
目前铝空气动力电池技术并不成熟，存在一些问题，功率密度较低，电解液在放电时会有所消耗并且会产生一定量的碱性氧化不溶物，这些会阻碍电池的正常放电，电池组在使用一段时间后，电池组内部会有一些产物积累影响电池组的性能。铝板在强碱的环境下会有自腐蚀释放氢气的现象，所以电池很难做到密封，对于实际应用产生一些阻碍。目前市场上的动力锂电池不仅存在大的安全隐患而且回收利用以及梯度利用存在很大困难，所以开发铝空气动力电池需要考虑这些方面的解决办法。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种铝空气电池系统，该系统解决了现有技术中电池功率密度低的问题，并且可以持续稳定放电，在可更换铝板的前提下，进而实现每个电池单体处于密封状态，简约的系统结构为用户提供方便有效的用电服务。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种铝空气电池单体，包括：密封壳体；以及，安装在所述密封壳体内的以下多者：电池正极；电池负极，该电池负极为铝板；连接卡槽，用于固定所述铝板；其中，该密封壳体包括密封盖，用于为更换所述铝板提供开口；该密封壳体还包括电解液注入口和电解液输出口，分别用于接收电解液和排出电解液。
本发明实施例还提供一种铝空气电池系统，包括：铝空气电池组，包含一个或多个铝空气电池单体；电解液箱，装有电解液；电解液循环泵，与所述电解液箱连接，用于通过配流管将所述电解液箱内的电解液泵送至所述铝空气电池单体内；收集管，连接所述电解液箱的回收口和每个所述铝空气电池单体的电解液输出口，用于回收所述铝空气电池组排出的电解液并输送至所述电解液箱内；所述电解液箱的回收口与所述收集管的第一输出口连接。
可选地，所述电解液箱还包括一个或多个透气孔，用于排出所述铝空气电池组发电时产生的氢气。
可选地，该系统还包括：过滤装置，安装在所述电解液箱内，用于过滤电解液放电时产生的不溶物，为所述电解液循环泵提供经过过滤的电解液。
可选地，所述收集管上还包括电解液控制阀，在电解液循环流动的情况下处于开放状态。
可选地，该系统还包括：清洗装置，用于清洗所述铝空气电池组内部的放电产物，且该清洗装置包括以下多者：清洗液箱，装有清洗液，该清洗液的回收口与所述收集管的第二输出口连接；清洗液循环泵，连接所述清洗液箱，用于将所述清洗液箱内的清洗液泵送至所述铝空气电池组内；以及，清洗液控制阀，安装在所述收集管上在清洗液清洗该铝空气电池组的情况下处于开放状态。
可选地，该系统还包括：温控装置，用于将所述电解液循环泵泵送的电解液或所述清洗液循环泵泵送的清洗液的温度调整至设定温度。
可选地，该系统还包括：分流器，安装在所述温控装置与所述电解液注入口之间的所述配流管上，且所述分流器与所述铝空气电池组间隔设定距离；其中，所述分流管用于控制电解液或清洗液注入每个所述铝空气电池单体的时间及顺序。
通过上述技术方案，该铝空气电池单体密封安装在密封壳体内，每个电池单体放电过程中产生的氢气随循环流动的电解液一同输送出去，进而不影响电池单体的密封状态；并且每个电池单体的密封壳体设置有密封盖，方便铝板的更换，可以实现电池的持续稳定放电。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种铝空气电池单体的内部结构正视图；
图2是本发明实施例提供的一种铝空气电池单体的侧视图；
图3是本发明实施例提供的一种铝空气电池系统结构示意图。
附图标记说明
10 密封壳体 11 电池正极
12 电池负极铝板 13 连接卡槽
14 电解液注入口 15 电解液输出口
21 电池正极引出极耳 22 电池负极引出极耳
23 密封盖 31 电解液箱注液口
32 过滤装置 33 电解液箱
34 电解液循环泵 35 温控装置
36 分流器 37 配流管
38 电池组保护壳体 39 收集管
40A 收集管第一输出口 40B 收集管第二输出口
41 电池单体 42 电解液控制阀
43 清洗液控制阀 44 清洗液箱
45 清洗液循环泵
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”、“内、外”、“远、近”是指参考附图的方向，因此，使用方向用语是用来说明并非来限制本发明。
图1示出了本发明实施例提供的一种铝空气电池单体的内部结构正视图，图2示出了本发明实施例提供的一种铝空气电池单体的侧视图，结合图1和图2，该铝空气电池单体可以包括密封壳体10以及安装在密封壳体内的电池正极12、电池负极铝板13、连接卡槽13、电解液注入口14、电解液输出口15、密封盖23；其中，可以将铝板固定在连接卡槽13上作为电池单体的负极，电解液由电解液注入口14进入电池单体内部进行持续放电，电解液循环流动，将铝板反应产生的氢气随电解液由电解液输出口15一同输出，进而不影响电池单体的密封环境。在需要更换铝板或主动更换铝板的情况下，可以通过打开电池单体密封壳体10上的密封盖23进行铝板更换，实现了既可以更换铝板，又可以形成电池内部的密封环境，保证了电解液的有效利用。
在实施例中，连接卡槽13可以为金属卡槽，在铝板插入后与电池两侧的金属卡槽紧密接触，并有极耳引出，该极耳包括电池正极引出极耳21与电池负极引出极耳22，且电池单体的两面为空气电极11。
在实施例中，铝板在电解液中有自腐蚀性，有自发放电行为，但可以通过电解液与铝板分离，再不用电的情况下，电解液可以完全回流到电解液箱33内，解决了不用电的情况下对电池的消耗。过滤装置过滤出的放电产物可以进行作为二次能源回收利用，实现了绿色能源的发展。
图3示出了本发明实施例提供的一种铝空气电池系统结构示意图，如图3所示，该系统可以包括铝空气电池组，该铝空气电池组可以包括一个或多个铝空气电池单体41，且该一个或多个铝空气电池单体41安装在电池组保护壳体38内；该系统还可以包括电解液箱33、电解液循环泵34，该电解液循环泵34通过连接的配流管37将电解液箱33内的电解液泵送至每个铝空气电池单体41内，每个铝空气电池单体41中的电解液独立循环，互不影响，同时还加快了循环速度。每个铝空气电池单体41循环流动的电解液通过各自电解液输出口输出，该电解液输出口连接收集管39，该收集管将收集到的电解液由收集管的第一输出口40A输送回电解液箱内，在电解液循环的过程中收集管上的电解液控制阀常开。电解液循环流动，将铝板反应产生的氢气随电解液由电解液输出口15一同输出至电解液箱内，并可以由电解液箱上安装的排气孔将氢气排出。
该系统还可以包括过滤装置32，并安装在电解液箱33内，用于过滤电解液在放电过程中产生的不溶物，为电解液循环泵34提供经过过滤的电解液，保证铝空气电池组正常有效的放电。
该系统还可以包括清洗装置，该清洗装置通过清洗液循环泵45将清洗液箱44内的清洗液经由配流管37泵送至每个铝空气电池单体41内进行清洗。其中，该清洗液箱44连接收集管39的第二输出口40B，收集管39通过第二输出口40B将收集的清洗液输送回清洗液箱44，在清洗装置进行清洗作业的过程中，收集管39上的电解液控制阀42处于关闭状态，清洗液控制阀43开启。
该系统还可以包括温控装置35，连接电解液循环泵34和清洗液循环泵45，并将电解液循环泵34泵送的电解液或清洗液循环泵45泵送的清洗液的温度调整至相应设定温度，其中，将电解液调整至设定温度以使每个铝空气电池单体41始终保持高效状态进行放电；将清洗液调整至相应设定温度为避免在冬季温度较低的情况下低温度清洗液对铝空气电池单体41造成损伤，影响放电效率。
该系统还可以包括分流器36，并与温控装置35连接安装，同时与铝空气电池单体41之间连接的配流管为绝缘管，并且分流器与铝空气电池单体41间隔设定距离，以避免每个铝空气电池单体41之间的电解液存在短路的问题。该分流器36用于控制电解液或清洗液注入每个铝空气电池单体41的时间和顺序；其中在控制电解液进入每个铝空气电池单体41的时间，进而可以实现电解液在每个铝空气电池单体41之间呈周期脉冲式循环。该分流器36还可以控制电解液以设定间隔时间注入铝空气电池单体41，以实现铝空气电池单体41间歇性放电。
以上结合附图详细描述了本发明例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (8)

1.一种铝空气电池单体，其特征在于，包括：
密封壳体；以及，
安装在所述密封壳体内的以下多者：
电池正极；
电池负极，该电池负极为铝板；
连接卡槽，用于固定所述铝板；
其中，该密封壳体包括密封盖，用于为更换所述铝板提供开口；
该密封壳体还包括电解液注入口和电解液输出口，分别用于接收电解液和排出电解液。
2.一种铝空气电池系统，其特征在于，包括：
铝空气电池组，包含一个或多个根据权利要求1所述的铝空气电池单体；
电解液箱，装有电解液；
电解液循环泵，与所述电解液箱连接，用于通过配流管将所述电解液箱内的电解液泵送至所述铝空气电池单体内；
收集管，连接所述电解液箱的回收口和每个所述铝空气电池单体的电解液输出口，用于回收所述铝空气电池组排出的电解液并输送至所述电解液箱内；
其中，所述电解液箱的回收口与所述收集管的第一输出口连接。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电解液箱还包括一个或多个透气孔，用于排出所述铝空气电池组发电时产生的氢气。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，该系统还包括：过滤装置，安装在所述电解液箱内，用于过滤电解液放电时产生的不溶物，为所述电解液循环泵提供经过过滤的电解液。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述收集管上还包括电解液控制阀，在电解液循环流动的情况下处于开放状态。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，该系统还包括：清洗装置，用于清洗所述铝空气电池组内部的放电产物，且该清洗装置包括以下多者：
清洗液箱，装有清洗液，该清洗液的回收口与所述收集管的第二输出口连接；
清洗液循环泵，连接所述清洗液箱，用于将所述清洗液箱内的清洗液泵送至所述铝空气电池组内；以及，
清洗液控制阀，安装在所述收集管上，在清洗液清洗该铝空气电池组的情况下处于开放状态。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，该系统还包括：温控装置，用于将所述电解液循环泵泵送的电解液或所述清洗液循环泵泵送的清洗液的温度调整至设定温度。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，该系统还包括：分流器，安装在所述温控装置与所述电解液注入口之间的所述配流管上，且所述分流器与所述铝空气电池组间隔设定距离；
其中，所述分流管用于控制电解液或清洗液注入每个所述铝空气电池单体的时间及顺序。
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Effective date of registration: 20190626

Address after: 102402 No. 168 Linlin East Street, Liu Pingzhuang Village, Doudian Town, Fangshan District, Beijing

Patentee after: MATERIAL AND INDUSTRIAL TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE BEIJING

Address before: 102400 room 4, 4 floor, 2 building, 85 Hong Yuan Road, Fangshan District, Beijing.

Patentee before: Beijing carbon sun Technology Co., Ltd.

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