CN107978727A - 一种金属空气电池系统 - Google Patents
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Abstract
一种金属空气电池系统，能够在电池系统使用的过程中不断地补充电解液进去，电池单体内不会发生随着反应的进行缺少电解液而影响电池系统的使用，在补充电解液时只要在加液体的初期一次性加入，方便有效。其包括箱体、若干个电池单体、储水箱、通气管、通水管、引水堵头，每个电池单体固定在箱体内，储水箱设在箱体的上部，在储水箱上设有储水箱盖，每个电池单体的底部设有通孔，引水堵头固定在通孔上，从引水堵头上引出的接口和通水管的一端相连，通水管的另一端与位于储水箱底部的出水接口相连，使储水箱、箱体、每个电池单体形成通路，箱体的上部侧边开有通气孔，通气孔与通气管的一端相连，通气管的另一端与储水箱盖的上部相连。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电池的技术领域，尤其涉及一种金属空气电池系统，其可以在电池系统使用的过程中不断地补充电解液进去。
背景技术
金属空气电池系统(即金属空气电池)是以空气中的氧为正极活性物质，以金属为负极活性物质，以导电溶液为电解液，在催化剂的催化作用下发生化学反应而产生电能的一种化学电源。
金属空气电池系统具有很多独特的优势，其燃料为金属材料，如铝、镁、锌，以及锂、钠等金属；因为燃料铝、镁、锌储量很丰富，金属空气电池资源可足量供应。正极活性物质是空气中的氧气，电池本身不用携带，电池所携带的能量大小由负极金属的量决定，使得该种电池的实际比能量能够达到350Wh/kg以上(目前锂离子电池为100Wh/kg)，有极大的性能优势。反应后的产物，可以利用风能、太阳能、水能等清洁能源或者电能富裕地区的电能重新电解氧化铝(或氢氧化镁)变为金属，然后再次安装到金属空气电池放电，驱动电动车。这样就可以实现集中大规模的生产，可以减少污染，减少排放，并且可以实现集中供电，分散使用，将成本较低的电能转移到电能成本高的地方使用，将电能从能源易于获得的地方转移到能源难以获得的地方使用。可以真正实现无污染零排放的全新汽车生活。过程中实现了无污染，零排放的绿色能源循环利用，金属空气电池在世界范围内日益引起重视。
基于金属空气电池的上述优点，许多国家和个人都在研究制备更加实用的同类产品，目前的产品主要存在弊端是：金属空气电池在使用过程中会消耗大量的电解液(例如，水)，而金属空气电池系统一般是封装好的，一旦金属空气电池系统的电解液消耗过多后，就不得不抛弃，或者拆开补充电池内部的电解液。如果直接抛弃，会造成大量浪费，也影响产品的使用效率和操作便捷性。如果拆开补充电池内部的电解液，会极大地影响用户的使用体验。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种金属空气电池系统，其能够在电池系统使用的过程中不断地补充电解液进去，电池单体内不会发生随着反应的进行缺少电解液而影响电池系统的使用，在补充电解液时不用每个单体进行单独添加，而只要在加液体的初期一次性加入，方便有效。
本发明的技术方案是：这种金属空气电池系统，其包括箱体、若干个电池单体、储水箱、通气管、通水管、引水堵头，每个电池单体固定在箱体内，储水箱设在箱体的上部，在储水箱上设有储水箱盖，每个电池单体的底部设有通孔，引水堵头固定在通孔上，从引水堵头上引出的接口和通水管的一端相连，通水管的另一端与位于储水箱底部的出水接口相连，使储水箱、箱体、每个电池单体形成通路，箱体的上部侧边开有通气孔，通气孔与通气管的一端相连，通气管的另一端与储水箱盖的上部相连。
本发明的储水箱设在箱体的上部，在储水箱上设有储水箱盖，每个电池单体的底部设有通孔，引水堵头固定在通孔上，从引水堵头上引出的接口和通水管的一端相连，通水管的另一端与位于储水箱底部的出水接口相连，使储水箱、箱体、每个电池单体形成通路，在电解液注入的过程中，由于电解液不断填充箱体的内部空间，使得气体被挤压经箱体上部的排气口排出，气体通过通气管的引导进入储水箱的内部，因此该金属空气电池系统能够在电池系统使用的过程中不断地补充电解液进去，电池单体内不会发生随着反应的进行缺少电解液而影响电池系统的使用，在补充电解液时不用每个单体进行单独添加，而只要在加液体的初期一次性加入，方便有效。
附图说明
图1是根据本发明的金属空气电池系统的整体结构示意图。
图2是根据本发明的金属空气电池系统的电池单体的拆分结构示意图。
图3是根据本发明的金属空气电池系统的电池单体的壳体的结构示意图。
图4是根据本发明的金属空气电池系统的电池盖的结构示意图。
具体实施方式
如图1-2所示，这种金属空气电池系统，其包括箱体1、若干个电池单体a、储水箱2、通气管5、通水管6、引水堵头7，每个电池单体固定在箱体内，储水箱设在箱体的上部，在储水箱上设有储水箱盖3，每个电池单体的底部设有通孔8，引水堵头固定在通孔上，从引水堵头上引出的接口和通水管的一端相连，通水管的另一端与位于储水箱底部的出水接口相连，使储水箱、箱体、每个电池单体形成通路，箱体的上部侧边开有通气孔，通气孔与通气管的一端相连，通气管的另一端与储水箱盖的上部相连。
本发明的储水箱设在箱体的上部，在储水箱上设有储水箱盖，每个电池单体的底部设有通孔，引水堵头固定在通孔上，从引水堵头上引出的接口和通水管的一端相连，通水管的另一端与位于储水箱底部的出水接口相连，使储水箱、箱体、每个电池单体形成通路，在电解液注入的过程中，由于电解液不断填充箱体的内部空间，使得气体被挤压经箱体上部的排气口排出，气体通过通气管的引导进入储水箱的内部，因此该金属空气电池系统能够在电池系统使用的过程中不断地补充电解液进去，电池单体内不会发生随着反应的进行缺少电解液而影响电池系统的使用，在补充电解液时不用每个单体进行单独添加，而只要在加液体的初期一次性加入，方便有效。
在使用过程中，可通过打开储水箱盖向箱内加水，同时可观察箱内液体及液位情况。
优选地，所述通孔是圆形，且横截面面积等于引水堵头的横截面面积。这样能够使得电解液的流通更加顺畅。
优选地，在储水箱盖上安装有防水透气阀4，防水透气阀与储水箱盖构成一个同时拆装的部件。气体进入储水箱的内部后，储水箱的内部的气体被进一步压缩，达到防水透气阀的设计压力后，气体经防水透气阀排出。这样能够极大地减少储水箱内部的压力，防止氢气在箱内淤积的同时也避免了液体的流出。或者，防水透气阀也可以安装在储水箱的顶部，同样能够达到目的。
优选地，如图2、3所示，每个电池单体包括：壳体a1、前盖板a2、合金板a3、密封圈a4、电池盖a5、上部铜电极a6、空气电极a7、后盖板a8；
壳体的前部通过前盖板和空气电极的粘结实现密封，使壳体与粘结的前盖板和空气电极之间形成腔体，壳体的后部通过后盖板和空气电极的粘结实现密封，使壳体与粘结的后盖板和空气电极之间形成腔体；
密封圈放入电池盖中的凹槽i内，上部铜电极通过电池盖侧边间隙置于电池盖中的凹槽内，通过螺栓将上部铜电极、电池盖、合金板相连接，组成一个金属燃料单体；
金属燃料单体放入壳体内，通过壳体口部上的凸台，与电池盖中的凹槽相配合，再通过压紧密封圈实现壳体口部的密封；
所述壳体的两侧设有螺栓孔c，以便金属燃料单体成组后的紧固和定位。
当需要更换某个金属燃料时，只要拆除电池盖，拆掉螺栓，就可以取出该金属燃料所在的金属燃料单体，然后再把合金板取出，换装新的合金板即可实现，因此能够方便地更换单个金属燃料，使整套产品在使用过程中更加方便，更加有利于维护，以增加产品的使用寿命和提升产品的用户体验。
优选地，如图3所示，所述通孔周围均匀分布三个定位孔p，在通孔的两侧分别布置有凹槽和凸槽，密封圈置于凹槽内部，所有单元体安装后通过螺栓穿过定位孔来压缩密封圈从而实现单体间密封。
优选地，如图3所示，所述三个定位孔分别为在所述通孔上方的上定位孔、在所述通孔左侧的左定位孔、在所述通孔右侧的右定位孔，上定位孔在壳体内部有支撑b，支撑将壳体的两侧支撑起来，定位孔从支撑的内部穿过。这样能够使螺栓在预紧过程中外壳不变形，实现下部通孔中的密封圈充分压缩，实现密封。同时定位孔从支撑内部穿过，使其在组装成形后不会出现漏液的情况。
优选地，如图3所示，壳体a1口部的两侧设置加强筋f。可在减小整体重量的情况下提高弯曲强度，保证电池盖5在活结螺栓压缩和预紧的过程中不会出现大的变形，保证密封效果。
优选地，如图3所示，壳体a1底部设有斜面h，斜度在2°-60°之间。此斜面可使电池内反应物残渣能够更加顺畅的排出。
优选地，如图3所示，壳体a1的上部设有凹槽d，凹槽d内有定位孔，在金属燃料单体成组后，活结螺栓放入凹槽d中，通过定位孔内穿过的螺栓使之固定；活结螺栓与上部压板的预紧，将电池盖固定在壳体上；壳体的上部设有环形凸起e，通过与电池盖之间的密封圈实现密封；凹槽d旁开有贯通孔g，贯通孔g从壳体的内腔穿过，在壳体的两侧出口分别有凹槽和凸起，其间放置有密封圈；通过穿过凹槽d内定位孔的螺栓使成组后壳体的在金属燃料单体间实现密封。
优选地，如图4所示，电池盖向下延伸设置用于固定合金板的柱形支撑j，支撑j顶端设有凹槽，凹槽内放置有密封圈，电池盖两端的侧面设有凹槽k，活结螺栓穿过凹槽，同时固定活结螺栓使其不至于倒下，方便安装；电池盖的一端开有长条形通孔L，上部铜电极顺利穿过长条形通孔L，电池盖的底部设有斜面m，斜面的一端的高度在壳体上的贯通孔g的上方且另一端向下倾斜，倾斜角度在1°-45°之间，用于保证电池内气体在电池组有倾斜的情况下也能顺畅的排出；电池盖上的凸台n与壳体的口部相配合,可在电池组震动的情况下提供有效支撑。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种金属空气电池系统，其特征在于：其包括箱体(1)、若干个电池单体(a)、储水箱(2)、通气管(5)、通水管(6)、引水堵头(7)，每个电池单体固定在箱体内，储水箱设在箱体的上部，在储水箱上设有储水箱盖(3)，每个电池单体的底部设有通孔(8)，引水堵头固定在通孔上，从引水堵头上引出的接口和通水管的一端相连，通水管的另一端与位于储水箱底部的出水接口相连，使储水箱、箱体、每个电池单体形成通路，箱体的上部侧边开有通气孔，通气孔与通气管的一端相连，通气管的另一端与储水箱盖的上部相连。
2.根据权利要求1所述的金属空气电池系统，其特征在于：所述通孔是圆形，且横截面面积等于引水堵头的横截面面积。
3.根据权利要求2所述的金属空气电池系统，其特征在于：在储水箱盖上安装有防水透气阀(4)，防水透气阀与储水箱盖构成一个同时拆装的部件。
4.根据权利要求3所述的金属空气电池系统，其特征在于：每个电池单体包括：壳体(a1)、前盖板(a2)、合金板(a3)、密封圈(a4)、电池盖(a5)、上部铜电极(a6)、空气电极(a7)、后盖板(a8)；
壳体的前部通过前盖板和空气电极的粘结实现密封，使壳体与粘结的前盖板和空气电极之间形成腔体，壳体的后部通过后盖板和空气电极的粘结实现密封，使壳体与粘结的后盖板和空气电极之间形成腔体；密封圈放入电池盖中的凹槽(i)内，上部铜电极通过电池盖侧边间隙置于电池盖中的凹槽内，通过螺栓将上部铜电极、电池盖、合金板相连接，组成一个金属燃料单体；
金属燃料单体放入壳体内，通过壳体口部上的凸台，与电池盖中的凹槽相配合，再通过压紧密封圈实现壳体口部的密封；
所述壳体的两侧设有螺栓孔(c)，以便金属燃料单体成组后的紧固和定位。
5.根据权利要求4所述的金属空气电池系统，其特征在于：所述通孔周围均匀分布三个定位孔(p)，在通孔的两侧分别布置有凹槽和凸槽，密封圈置于凹槽内部，所有单元体安装后通过螺栓穿过定位孔来压缩密封圈从而实现单体间密封。
6.根据权利要求5所述的金属空气电池系统，其特征在于：所述三个定位孔分别为在所述通孔上方的上定位孔、在所述通孔左侧的左定位孔、在所述通孔右侧的右定位孔，上定位孔在壳体内部有支撑(b)，支撑将壳体的两侧支撑起来，定位孔从支撑的内部穿过。
7.根据权利要求4所述的金属空气电池系统，其特征在于：壳体(a1)口部的两侧设置加强筋(f)。
8.根据权利要求7所述的金属空气电池系统，其特征在于：壳体(a1)底部设有斜面(h)，斜度在2°-60°之间。
9.根据权利要求8所述的金属空气电池系统，其特征在于：壳体(a1)的上部设有凹槽(d)，凹槽(d)内有定位孔，在金属燃料单体成组后，活结螺栓放入凹槽(d)中，通过定位孔内穿过的螺栓使之固定；活结螺栓与上部压板的预紧，将电池盖固定在壳体上；壳体的上部设有环形凸起(e)，通过与电池盖之间的密封圈实现密封；凹槽(d)旁开有贯通孔(g)，贯通孔(g)从壳体的内腔穿过，在壳体的两侧出口分别有凹槽和凸起，其间放置有密封圈；通过穿过凹槽(d)内定位孔的螺栓使成组后的壳体在金属燃料单体间实现密封。
10.根据权利要求9所述的金属空气电池系统，其特征在于：电池盖向下延伸设置用于固定合金板的柱形支撑(j)，支撑(j)顶端设有凹槽，凹槽内放置有密封圈，电池盖两端的侧面设有凹槽(k)，活结螺栓穿过凹槽，电池盖的一端开有长条形通孔(L)，上部铜电极顺利穿过长条形通孔(L)，电池盖的底部设有斜面(m)，斜面的一端的高度在壳体上的贯通孔(g)的上方且另一端向下倾斜，倾斜角度在1°-45°之间，电池盖上的凸台(n)与壳体的口部相配合。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109030586A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-12-18 | 盐城工业职业技术学院 | 一种农机用一氧化碳传感器 |
| CN110289387A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-27 | 宁波大学 | 一种全固态中性锌空气电池 |
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| CN113471577A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-10-01 | 烟台浩忆生物科技有限公司 | 一种软包金属空气电池及其使用方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040175603A1 (en) * | 2001-11-20 | 2004-09-09 | De-Qian Yang | Durable and an easy refueling metal-gas battery with soft pocket |
| KR20110100398A (ko) * | 2010-03-04 | 2011-09-14 | 이호태 | 전지용 안전배기구 및 상기 안전배기구를 구비한 전지 |
| CN107464967A (zh) * | 2016-06-02 | 2017-12-12 | 王志林 | 一种金属空气电池 |
| CN207818754U (zh) * | 2017-12-28 | 2018-09-04 | 北京颐源新能源科技有限公司 | 一种金属空气电池系统 |
-
2017
- 2017-12-28 CN CN201711453922.8A patent/CN107978727A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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