CN109904566A - 一种金属/空气电池系统 - Google Patents

一种金属/空气电池系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109904566A
CN109904566A CN201711306329.0A CN201711306329A CN109904566A CN 109904566 A CN109904566 A CN 109904566A CN 201711306329 A CN201711306329 A CN 201711306329A CN 109904566 A CN109904566 A CN 109904566A
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal
battery pack
liquid storage
supporting plate
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711306329.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109904566B (zh
Inventor
王二东
刘敏
孙公权
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Original Assignee
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Institute of Chemical Physics of CAS filed Critical Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority to CN201711306329.0A priority Critical patent/CN109904566B/zh
Publication of CN109904566A publication Critical patent/CN109904566A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109904566B publication Critical patent/CN109904566B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

一种金属空气电池系统，包括金属/空气电池组、储液单元、可活动的连接机构、固定架；所述储液单元为上部采用软质防水材料制备的密闭储液容器或整体为采用软质防水材料制备的密闭储液容器；本发明所述金属空气电池系统可自适应恶劣工况(倾斜)，实现电池组自动水平放置，提高电池组电解液流动的一致性；高一致性的电解液流动有效控制单池性能(电压、温度等)，提高系统的放电容量，提高阳极利用率，有效延长阴极实际工况使用寿命。

Description

一种金属/空气电池系统
技术领域
本发明涉及金属/空气电池系统，具体地说是一种平衡自适应金属/空气电池系统。
背景技术
金属/空气电池是一种采用金属(如镁、铝、锌等)为阳极燃料，空气中氧气作为氧化剂，碱液作为电解质溶液的电化学反应装置。我国镁、铝、锌等金属储量丰富且价格低廉，因此金属/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。
金属/空气电池多需将多个金属/空气单电池串联起来使用，以获得较高的输出电压；大功率的金属/空气电池系统多需采用循环电解液的方式来降低电池组的温度同时将循环产物带到系统外部。为了保证电解液的循环，电池组一般采用电解液下进上出的循环方式，多个单电池通过主流道实现连通，单电池内流体体积通过上出液口高度控制，随着串联电池数量增加，单位时间内每个单池内的流量差异逐渐明显，而在恶劣工况(如车载电源在倾斜位置进行工作)，处于倾斜高位的单电池因出口位置过高导致单电池流量减小，严重时甚至无电解液循环进而导致单池温度、放电性能的差异，严重时因为温度失控导致阴极的损坏。
发明内容
本发明针对上述问题，发明一种平衡自适应金属/空气电池系统，实现特殊工况(倾斜)流体均匀分配，提高电池系统比能量并延长阴极的实际使用寿命。
一种金属空气电池系统，包括金属/空气电池组、储液单元、可活动的连接机构、固定架；
所述储液单元为上部采用软质防水材料制备的密闭储液容器或整体为采用软质防水材料制备的密闭储液容器；
金属/空气电池组置于储液单元正上方；
所述金属/空气电池组通过可活动的连接机构固定于固定架上；所述金属/空气电池组可在与水平面夹角大于一定度数时，脱离可活动的连接机构并坠落至储液容器上方的软质防水材料上。
所述可活动的连接机构包括置于金属/空气电池组底部的可移动托板、以及一端与金属/空气电池组上部固接或铰接的辅助限位部件，辅助限位部件另一端与固定架固接或铰接；
于固定架上设有滑槽，可移动托板可于滑槽内沿平行于电池组底面的方向滑动；或于可移动托板的一侧边缘上设有通孔或盲孔，于通孔或盲孔内设有定位柱，定位柱的一端或上下二端固定在固定架上；可移动托板沿平行于电池组底面的方向可于滑槽内滑动或沿定位柱转动，使可移动托板于电池组下部移出，电池组坠落至储液容器上方的软质防水材料上。
所述金属空气电池系统，其特征在于：可移动托板一端经曲柄滑块机构与电机传动连接，实现可移动托板于滑槽内的滑动；或，可移动托板一端与液压伺服控制系统的液压杆连接，实现可移动托板于滑槽内的滑动；
可移动托板一端与电机传动连接，实现可移动托板沿定位柱转动。
所述金属空气电池系统，其特征在于：所述电池组与可活动的连接机构有固定与分离两种状态，当所述电池系统在贮存、运输或在电池组底面与水平面夹角＜5°的常态工作时，所述电池组通过连接结构维持在固定位置，相对于固定架的位置不变；
当所述电池系统在电池组底面与水平面夹角≥5°特殊工况时，电池组与可移动托板分离，电池组落至储液单元软质防水材料上表面，利用储液单元液体水平面维持电池组底面水平状态。
所述金属空气电池系统，其特征在于：储液单元软质防水材料与其内部的电解液相贴接。
所述金属空气电池系统，其特征在于：所述软质防水材料可为塑料、橡胶或防水布。
所述金属空气电池系统，其特征在于：所述辅助限位部件为弹簧、绳、链条或钢索中的一种或二种以上。
所述金属空气电池系统，其特征在于：所述辅助限位部件为2-8个均部于电池组上部。
所述金属空气电池系统，其特征在于：所述电池组与连接结构状态判断可通过置于电池组、固定架或可移动托板上的水平传感器检测，包括气泡水平仪或电子水平仪。
所述可活动的连接机构可为塑料、金属、合金等；所述塑料为ABS塑料、聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE、聚苯乙烯PS、尼龙PA、聚甲醛POM，聚砜PSF、聚苯硫醚PPS中的一种或两种以上；所述金属包括钪、钛、钒、铬、钴、镍、钇、锆、铌、铪、钽、铂、金中的一种或两种以上；所述合金包括奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体型不锈钢、马氏体型不锈钢、蒙乃尔合金、哈氏合金和钛合金、锆合金、钽合金、铌合金的一种或两种以上。
与现有技术相比，本发明所述金属/空气电池系统具有以下优点：
(1)可自适应恶劣工况(倾斜)，实现电池组自动水平放置，提高电池组电解液流动的一致性；
(2)高一致性的电解液流动有效控制单池性能(电压、温度等)，提高系统的放电容量，提高阳极利用率，有效延长阴极实际工况使用寿命；
附图说明
图1金属/空气电池系统水平工况结构示意图；
图2金属/空气电池系统倾斜工况结构示意图；
图中，1-电池组，2-换热器A，3-液泵，4-连接结构，5-储液单元，6-固定架，7-辅助限位部件，8-可移动托板，9-电子水平仪。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域的普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例
电池系统电池组采用30个单电池串联组成，电池组(1)中的30个单电池各自有注液口与排液口，相互串联叠加，形成电池组的注液主流道和排液主流道，两端则形成主注液口A、主注液口B、主排液口A、主排液口B，液泵的进液口与储液单元相连，液泵的出液口与换热器进液口相连，换热器排液口与电池组的注液口相连，电池组的电解液出液口与储液单元相连，形成闭合回路。
实施例1，如图1、图2所示，在水平工况下，电池组(1)通过可活动的连接机构(4)的可移动托板(8)与辅助限位部件(7)固定在固定架(6)内。在倾斜工况下，电池组(1)发生倾斜，此时电子水平仪检测到倾角>5°，电池组(1)底部可移动托板(8)于电池组(1)下部移出，并通过上部四处辅助限位部件链条(7)进行定位，降落至储液单元正上方，利用液面的水平维持电池组的水平位置，提高注液一致性。
一种金属空气电池系统，包括金属/空气电池组、储液单元、可活动的连接机构、固定架；
所述储液单元为上部采用软质防水材料制备的密闭储液容器；
金属/空气电池组置于储液单元正上方；
所述金属/空气电池组通过可活动的连接机构固定于固定架上；所述金属/空气电池组可在与水平面夹角大于5度时，脱离可活动的连接机构并坠落至储液容器上方的软质防水材料上。
所述可活动的连接机构包括置于金属/空气电池组底部的可移动托板、以及一端与金属/空气电池组上部固接或铰接的辅助限位部件，辅助限位部件另一端与固定架固接或铰接；
于固定架上设有滑槽，可移动托板可于滑槽内沿平行于电池组底面的方向滑动；可移动托板沿平行于电池组底面的方向可于滑槽内滑动或沿定位柱转动，使可移动托板于电池组下部移出，电池组坠落至储液容器上方的软质防水材料上。
所述金属空气电池系统，可移动托板一端经曲柄滑块机构与电机传动连接，实现可移动托板于滑槽内的滑动；
所述金属空气电池系统，所述电池组与可活动的连接机构有固定与分离两种状态，当所述电池系统在贮存、运输或在电池组底面与水平面夹角＜5°的常态工作时，所述电池组通过连接结构维持在固定位置，相对于固定架的位置不变；
当所述电池系统在电池组底面与水平面夹角≥5°特殊工况时，电池组与可移动托板分离，电池组落至储液单元软质防水材料上表面，利用储液单元液体水平面维持电池组底面水平状态。
所述金属空气电池系统，储液单元软质防水材料与其内部的电解液相贴接。
所述金属空气电池系统，所述软质防水材料可为防水布。
所述金属空气电池系统，所述辅助限位部件为弹簧、绳、链条或钢索中的一种或二种以上。
所述金属空气电池系统，所述辅助限位部件为2-8个均部于电池组上部。
所述金属空气电池系统，所述电池组与连接结构状态判断可通过置于电池组、固定架或可移动托板上的水平传感器检测，包括气泡水平仪或电子水平仪。
所述可活动的连接机构为金属；所述塑料为ABS塑料。

Claims (9)

1.一种金属空气电池系统，其特征在于：包括金属/空气电池组、储液单元、可活动的连接机构、固定架；
所述储液单元为上部采用软质防水材料制备的密闭储液容器或整体为采用软质防水材料制备的密闭储液容器；
金属/空气电池组置于储液单元正上方；
所述金属/空气电池组通过可活动的连接机构固定于固定架上；所述金属/空气电池组可在与水平面夹角大于一定度数时，脱离可活动的连接机构并坠落至储液容器上方的软质防水材料上。
2.按照权利要求1所述金属空气电池系统，其特征在于：
所述可活动的连接机构包括置于金属/空气电池组底部的可移动托板、以及一端与金属/空气电池组上部固接或铰接的辅助限位部件，辅助限位部件另一端与固定架固接或铰接；
于所述固定架上设有滑槽，可移动托板可于滑槽内沿平行于电池组底面的方向滑动；或于可移动托板的一侧边缘上设有通孔或盲孔，于通孔或盲孔内设有定位柱，定位柱的一端或上下二端固定在固定架上；可移动托板沿平行于电池组底面的方向可于滑槽内滑动或沿定位柱转动，使可移动托板于电池组下部移出，电池组坠落至储液容器上方的软质防水材料上。
3.按照权利要求2所述金属空气电池系统，其特征在于：可移动托板一端经曲柄滑块机构与电机传动连接，实现可移动托板于滑槽内的滑动；
或，可移动托板一端与液压伺服控制系统的液压杆连接，实现可移动托板于滑槽内的滑动；
可移动托板一端与电机传动连接，实现可移动托板沿定位柱转动。
4.按照权利要求1或2所述金属空气电池系统，其特征在于：
所述电池组与可活动的连接机构有固定与分离两种状态，当所述电池系统在贮存、运输或在电池组底面与水平面夹角＜5°的常态工作时，所述电池组通过连接结构维持在固定位置，相对于固定架的位置不变；
当所述电池系统在电池组底面与水平面夹角≥5°特殊工况时，电池组与可移动托板分离，电池组落至储液单元软质防水材料上表面，利用储液单元液体水平面维持电池组底面水平状态。
5.按照权利要求2或4所述金属空气电池系统，其特征在于：储液单元软质防水材料与其内部的电解液相贴接。
6.按照权利要求2或4所述金属空气电池系统，其特征在于：
所述软质防水材料可为塑料、橡胶或防水布。
7.按照权利要求2所述金属空气电池系统，其特征在于：
所述辅助限位部件为弹簧、绳、链条或钢索中的一种或二种以上。
8.按照权利要求2或7所述金属空气电池系统，其特征在于：所述辅助限位部件为2-8个均布于电池组上部。
9.按照权利要求2或4所述金属空气电池系统，其特征在于：
所述电池组与连接结构状态判断可通过置于电池组、固定架或可移动托板上的水平传感器检测，包括气泡水平仪或电子水平仪。
CN201711306329.0A 2017-12-11 2017-12-11 一种金属/空气电池系统 Active CN109904566B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711306329.0A CN109904566B (zh) 2017-12-11 2017-12-11 一种金属/空气电池系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711306329.0A CN109904566B (zh) 2017-12-11 2017-12-11 一种金属/空气电池系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109904566A true CN109904566A (zh) 2019-06-18
CN109904566B CN109904566B (zh) 2021-06-01

Family

ID=66941997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711306329.0A Active CN109904566B (zh) 2017-12-11 2017-12-11 一种金属/空气电池系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109904566B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4978509A (en) * 1986-11-18 1990-12-18 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Lamella settler crystallizer
WO2002004244A1 (en) * 2000-07-12 2002-01-17 Tomoyasu, Yoko Charge/discharge mechanism and maintenance system of secondary battery for continuously travelable electric automobile
CN201946717U (zh) * 2011-03-15 2011-08-24 余建岳 电解液均衡循环的金属空气电池
CN103119780A (zh) * 2010-07-21 2013-05-22 Eos能源储存有限责任公司 电子式可再充电的金属-空气电池组系统及方法
CN103296337A (zh) * 2013-06-24 2013-09-11 台州非常新能源科技有限公司 一种金属空气电池
CN103515675A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 中国科学院大连化学物理研究所 一种电解液间歇循环式金属/空气电池系统
CN103855446A (zh) * 2012-11-29 2014-06-11 中国科学院大连化学物理研究所 一种金属空气电池系统用电解液存储盒
CN104205479A (zh) * 2012-04-04 2014-12-10 日产自动车株式会社 空气电池
CN106532194A (zh) * 2016-12-30 2017-03-22 云南冶金集团创能金属燃料电池股份有限公司 金属空气电池系统以及车辆
CN106602182A (zh) * 2016-12-30 2017-04-26 云南冶金集团创能金属燃料电池股份有限公司 金属空气电池系统以及车辆
CN107394291A (zh) * 2012-07-09 2017-11-24 斐源有限公司 控制金属‑空气电池组的操作的系统和方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4978509A (en) * 1986-11-18 1990-12-18 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Lamella settler crystallizer
WO2002004244A1 (en) * 2000-07-12 2002-01-17 Tomoyasu, Yoko Charge/discharge mechanism and maintenance system of secondary battery for continuously travelable electric automobile
CN103119780A (zh) * 2010-07-21 2013-05-22 Eos能源储存有限责任公司 电子式可再充电的金属-空气电池组系统及方法
CN201946717U (zh) * 2011-03-15 2011-08-24 余建岳 电解液均衡循环的金属空气电池
CN104205479A (zh) * 2012-04-04 2014-12-10 日产自动车株式会社 空气电池
CN103515675A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 中国科学院大连化学物理研究所 一种电解液间歇循环式金属/空气电池系统
CN107394291A (zh) * 2012-07-09 2017-11-24 斐源有限公司 控制金属‑空气电池组的操作的系统和方法
CN103855446A (zh) * 2012-11-29 2014-06-11 中国科学院大连化学物理研究所 一种金属空气电池系统用电解液存储盒
CN103296337A (zh) * 2013-06-24 2013-09-11 台州非常新能源科技有限公司 一种金属空气电池
CN106532194A (zh) * 2016-12-30 2017-03-22 云南冶金集团创能金属燃料电池股份有限公司 金属空气电池系统以及车辆
CN106602182A (zh) * 2016-12-30 2017-04-26 云南冶金集团创能金属燃料电池股份有限公司 金属空气电池系统以及车辆

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHAO YAN ET AL.: ""Reducing the cost of zinc-oxygen batteries by oxygen recycling"", 《ENERGY TECHNOLOGY》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109904566B (zh) 2021-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1226800C (zh) 氧化还原流体电池的运作方法
CN206806471U (zh) 一种铝‑空气燃料电池与电解液管理系统
Choi et al. Engineering analysis of shape change in zinc secondary electrodes: I. Theoretical
US9118064B2 (en) Redox flow battery
US20070072067A1 (en) Vanadium redox battery cell stack
EP2339682A1 (en) Redox flow battery and method for continually operating the redox flow battery for a long time
CN106898845B (zh) 一种金属/空气电池系统及其快速启动方法
JP2012164530A (ja) 電解液流通型電池
JP2013025964A (ja) 電解液流通型電池
EP2899789A1 (en) Redox flow battery
US20140193724A1 (en) Gravity feed flow battery system and method
CN105489973A (zh) 一种高性能金属空气燃料电池系统
CN109904566A (zh) 一种金属/空气电池系统
JPWO2019106723A1 (ja) レドックスフロー電池
CN220829990U (zh) 一种提高全钒液流电池运行效率的系统
CN205488424U (zh) 一种高性能金属空气燃料电池系统
CN201809755U (zh) 凹槽式农田自动排灌防洪装置
CN217983423U (zh) 一种用于液流电池的流道板
CN208225986U (zh) 一种铅酸蓄电池隔板电解液分离装置
CN109921152B (zh) 一种自动配置电解液的金属/空气电池系统
CN109103478A (zh) 一种氧化还原液流电池一体化端框板
CN211320229U (zh) 一种均压循环金属燃料电池及电池组
CN209389139U (zh) 一种氧化还原液流电池一体化端框板
CN112234279B (zh) 一种开放式阳极易更换的金属空气燃料电池组
CN111448694A (zh) 氧化还原液流电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant