CN110890574A - 金属空气电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属空气电池，包括模组进液管、模组出液管、分支进液管、分散管、单体进液管、液泵、储液箱及至少两个电池模组，电池模组包括多个叠设的电池单体，储液箱与液泵连接，液泵与模组进液管连接，分支进液管沿模组进液管的长度方向相隔开并与模组进液管连接，分支进液管的两端分别连接分散管，每个电池模组各对应连通一单体进液管，单体进液管与电池单体连通，相邻的单体进液管通过分散管连接，电池模组与模组出液管连接，模组出液管与储液箱连接。借助分支进液管及分散管，电解液先充分地蔓延在分支进液管及分散管，再分散至各个单体进液管，有利于使得电解液流动至各个电池模组内的流量均匀，从而保持电池的优良性能。

Description

金属空气电池

技术领域

本发明涉及环保电池领域，尤其涉及一种金属空气电池。

背景技术

金属空气电池是以金属或其合金为阳极活性物质，空气中的氧气作为阴极活性物质，电解液为导电溶液的一类特殊的燃料电池。因其具有比能量高、性能稳定、安全无污染等特点而备受国内外关注，在通讯电源、大功率储备电源、户外照明等诸多领域具有广阔的应用前景。

金属空气电池需要使用导电溶液作为电解液才能使金属与氧气发生反应，将化学能转化为电能从而达到发电的目的。由于金属阳极自腐蚀以及电化学反应过程中产生热量，而温度过高会影响电池活性从而影响电池功率，在金属空气电池液路中通过电解液循环散热是一种保持电池性能优良最为便捷的方法，而电解液循环过程中实现各个单体流量均匀最为重要。

在现有技术中，基本是通过多组管道实现单体流量均匀，如专利号为201110061211.2、名称为电解液自流循环的金属空气电池的专利提出了一种能够在自然落差条件下实现电解液循环的系统，但是管路较为繁多、复杂，考虑到占用空间以及装配繁琐方面等问题，故不利于大功率金属空气电池组使用。

因此，急需要一种能够同时维持稳定功率且减少管道的金属空气电池来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供能够同时维持稳定功率且减少管道的金属空气电池。

为实现上述目的，本发明的金属空气电池包括模组进液管、模组出液管、分支进液管、分散管、单体进液管、液泵、储液箱及至少两个沿同一方向间隔开的电池模组，所述电池模组包括多个叠设的电池单体，所述储液箱与所述液泵连接，所述液泵与所述模组进液管连接，所述分支进液管沿所述模组进液管的长度方向相隔开并与所述模组进液管连接，所述分支进液管的两端分别连接所述分散管，每个所述电池模组各对应连通一所述单体进液管，所述单体进液管与所述电池单体连通，相邻的所述单体进液管通过所述分散管连接，所述电池模组与所述模组出液管连接，所述模组出液管与所述储液箱连接。

较佳地，所述模组进液管具有与所述液泵连接的进液口，所述分支进液管的管径沿远离所述进液口的方向呈逐个缩小的设置。

较佳地，所述储液箱内设有固液分离器。

较佳地，所述模组出液管与所述储液箱之间或者所述液泵与所述模组进液管之间连接有热交换器。

较佳地，各个所述电池模组对应与一单体溢流管连接，所有的所述单体溢流管均与所述模组出液管连接。

较佳地，所述单体溢流管位于所述电池单体的顶部，所述模组出液管位于所述单体溢流管的下方。

较佳地，所述电池单体具有入液口，所述单体进液管包括多个叠加连接的单体进液座，每个所述单体进液座均设有与所述入液口连通的通孔。

较佳地，相邻的所述单体进液座之间设有密封圈。

较佳地，所述单体进液管还包括多根将所有所述单体进液座串联的的螺栓，所述单体进液座的四周设有安装孔，所述螺栓穿置于同一方向所有的所述安装孔。

较佳地，所述单体进液管及所述分散管围成一矩形空间，所述电池模组位于所述矩形空间内，所述单体进液管、所述分散管、所述分支进液管及所述模组进液管均位于所述电池模组的下方。

与现有技术相比，本发明的金属空气电池借助模组进液管、模组出液管、分支进液管、分散管、单体进液管、液泵、储液箱及电池模组多者的连接而实现了电解液的循环流动，电解液从储液箱出来后借助液泵抽至模组进液管内，由于分支进液管沿模组进液管的长度方向间隔开并与模组进液管连接，故电解液在分支进液管的作用下分出多条支路，电解液通过该多条支路进入分散管，由于分散管连接在相邻的两单体进液管之间，故电解液由分散管进入各个单体进液管，由于单体进液管与电池单体连通，故电解液随之进入电池单体内，电解液在电池单体内发生反应，最后流出至模组出液管，通过模组出液管流回储液箱中，从而完成电解液的循环。借助分支进液管及分散管，使得电解液先充分地蔓延在分支进液管及分散管，通过分散管分散至各个单体进液管，有利于使得电解液流动至各个电池模组内的流量均匀，从而保持电池的优良性能。除此之外，借助分支进液管及分散管，简化了本发明的金属空气电池的管道，避免了各个电池单体与储液箱连接管道的复杂及繁琐，降低维修成本。故本发明的金属空气电池具有同时维持稳定功率且减少管道的优点。

附图说明

图1是本发明金属空气电池的立体结构示意图。

图2是本发明金属空气电池的另一视角的立体结构示意图。

图3是本发明金属空气电池的又一视角的立体结构示意图。

图4是本发明金属空气电池隐藏电池模组、模组出液管、单体进液管及单体溢流管后的立体结构示意图。

具体实施方式

为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

请参阅图1至图4，本发明的金属空气电池100包括模组进液管1、模组出液管2、分支进液管3、分散管4、单体进液管5、液泵(未示)、储液箱(未示)及三个沿同一方向间隔开的电池模组6。当然，于其他实施例中，电池模组6可为两个、四个或五个不等，故不以此为限。电池模组6包括十个叠设的电池单体61。当然，于其他实施例中，电池模组6可包括三个、四个、五个或六个不等的电池单体61，故不以此为限。储液箱与液泵连接，液泵与模组进液管1连接，分支进液管3沿模组进液管1的长度方向相隔开并与模组进液管1连接，分支进液管3的两端分别连接分散管4，每个电池模组6各对应连通一单体进液管5，单体进液管5与电池单体61连通，相邻的单体进液管5通过分散管4连接，电池模组6与模组出液管2连接，模组出液管2与储液箱连接。具体地，电池单体61的叠设方向与电池模组6的间隔方向相互垂直。较优的是，储液箱内设有固液分离器(未示)，借助该固液分离器，能够将金属空气电池100反应的固体产物过滤，从而保证液路的正常循环流动，使得电池功率维持在稳定的状态。较优的是，于本实施例中，液泵与模组进液管1之间连接有热交换器(未示)，从而出来的电解液散热，使得金属空气电池100能够保持在稳定的状态，从而使得金属空气电池100维持稳定的功率。当然，于其他实施例中，模组出液管2与储液箱之间连接有热交换器，也能达到对电解液降温的目的，故不以此为限。更具体地，如下：

请参阅图1及图4，模组进液管1具有与液泵连接的进液口11，分支进液管3的管径沿远离进液口11的方向呈逐个缩小的设置。举例而言，靠近进液口11的分支进液管3(下称为第一分支进液管3a)的管径为25mm，远离进液口11的分支进液管3(下称为第二分支进液管3b)的管径为20mm。当然，于其他实施例中，两相邻的分支进液管3之间的递减量可为3mm、4mm、6mm、8mm或10mm不等，故不以此为限。借助分支进液管3的管径呈逐个缩小的设置，从而使得电解液流入各个单体进液管5之间的流量更加均匀。举例而言，电解液从第一分支进液管3a流入分散管4，从而使得电解液依次流入由近及远的单体进液管5；同理地，电解液通过第二分支进液管3b流入分散管4，从而由近及远地流入各个单体进液管5，从而使得各个单体进液管5的流量均匀。

请参阅图1及图2，各个电池模组6对应与一单体溢流管7连接，所有的单体溢流管7均与模组出液管2连接，借助单体溢流管7，防止电解液过度充满电池模组6而从电池模组6溢出，同时，借助单体溢流管7收集反应后的电解液，电解液再从模组出液管2流回储液箱中。较优的是，单体溢流管7位于电池单体61的顶部，单体溢流管7的顶面低于电池单体61的顶面，模组出液管2位于单体溢流管7的下方，从而能够使得电解液与电池单体61内的金属充分反应，再借助高度差使得电解液在重力作用下流回模组出液管2后再流回储液箱。

请参阅图3及图4，电池单体61具有入液口(图中未示)，单体进液管5包括多个叠加连接的单体进液座51，每个单体进液座51均设有与入液口连通的通孔(图中未示)，故电解液能够从单体进液管5中进入电池单体61内。较优的是，相邻的单体进液座51之间设有密封圈(图中未示)，防止电解液从电池单体61之间的间隙中流出。具体地，为了实现单体进液管5的组装，单体进液管5还包括四根将所有单体进液座51串联的的螺栓52，单体进液座51的四周设有安装孔511，螺杆的数量与单个单体进液座51的安装孔511的数量一致，一根螺栓52穿置于同一方向所有的安装孔511，再通过螺母(图中未示)固定。

请参阅图1至图4，单体进液管5及分散管4围成一矩形空间8，电池模组6位于矩形空间8内，单体进液管5、分散管4、分支进液管3及模组进液管1均位于电池模组6的下方。故本发明的金属空气电池100结构紧凑，占地面积小，达到空间合理利用的优点。具体地，分支进液管3与模组进液管1呈相交设置，具体为相互垂直设置；分散管4与单体进液管5呈相交设置，具体为相互垂直设置。较优的是，分散管4与单体进液管5的连接处设有扰流片(图中未示)，借助扰流片，使电解液在单体进液管5中的流量更加均匀。

结合附图，对本发明的金属空气电池100的工作原理进行说明：液泵启动后，电解液从储液箱中流动至模组进液管1，再从模组模组进液管1流过分支进液管3，通过分支进液管3流向各分散管4，通过分散管4流向各单体进液管5，电解液流入电池模组6的各个电池单体61中，并在内部反应，待电池单体61内的电解液填满后，电解液从单体溢流管7中流出，各单体溢流管7中的电解液流向模组出液管2，最后从模组出液管2流回至储液箱中。值得注意的是，循环后的电解液在固液分离器的作用下分离固体反应物，电解液在流向模组进液管1之前通过热交换器降温。

与现有技术相比，本发明的金属空气电池100借助模组进液管1、模组出液管2、分支进液管3、分散管4、单体进液管5、液泵、储液箱及电池模组6多者的连接而实现了电解液的循环流动，电解液从储液箱出来后借助液泵抽至模组进液管1内，由于分支进液管3沿模组进液管1的长度方向间隔开并与模组进液管1连接，故电解液在分支进液管3的作用下分出多条支路，电解液通过该多条支路进入分散管4，由于分散管4连接在相邻的两单体进液管5之间，故电解液由分散管4进入各个单体进液管5，由于单体进液管5与电池单体61连通，故电解液随之进入电池单体61内，电解液在电池单体61内发生反应，最后流出至模组出液管2，通过模组出液管2流回储液箱中，从而完成电解液的循环。借助分支进液管3及分散管4，使得电解液先充分地蔓延在分支进液管3及分散管4，通过分散管4分散至各个单体进液管5，有利于使得电解液流动至各个电池模组6内的流量均匀，从而保持电池的优良性能。除此之外，借助分支进液管3及分散管4，简化了本发明的金属空气电池100的管道，避免了各个电池单体61与储液箱连接管道的复杂及繁琐，降低维修成本。故本发明的金属空气电池100具有同时维持稳定功率且减少管道的优点。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，均属于本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种金属空气电池，其特征在于，包括模组进液管、模组出液管、分支进液管、分散管、单体进液管、液泵、储液箱及至少两个沿同一方向间隔开的电池模组，所述电池模组包括多个叠设的电池单体，所述储液箱与所述液泵连接，所述液泵与所述模组进液管连接，所述分支进液管沿所述模组进液管的长度方向相隔开并与所述模组进液管连接，所述分支进液管的两端分别连接所述分散管，每个所述电池模组各对应连通一所述单体进液管，所述单体进液管与所述电池单体连通，相邻的所述单体进液管通过所述分散管连接，所述电池模组与所述模组出液管连接，所述模组出液管与所述储液箱连接。

2.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于，所述模组进液管具有与所述液泵连接的进液口，所述分支进液管的管径沿远离所述进液口的方向呈逐个缩小的设置。

3.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于，所述储液箱内设有固液分离器。

4.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于，所述模组出液管与所述储液箱之间或者所述液泵与所述模组进液管之间连接有热交换器。

5.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于，各个所述电池模组对应与一单体溢流管连接，所有的所述单体溢流管均与所述模组出液管连接。

6.根据权利要求5所述的金属空气电池，其特征在于，所述单体溢流管位于所述电池单体的顶部，所述模组出液管位于所述单体溢流管的下方。

7.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于，所述电池单体具有入液口，所述单体进液管包括多个叠加连接的单体进液座，每个所述单体进液座均设有与所述入液口连通的通孔。

8.根据权利要求7所述的金属空气电池，其特征在于，相邻的所述单体进液座之间设有密封圈。

9.根据权利要求7所述的金属空气电池，其特征在于，所述单体进液管还包括多根将所有所述单体进液座串联的的螺栓，所述单体进液座的四周设有安装孔，所述螺栓穿置于同一方向所有的所述安装孔。

10.根据权利要求1所述的金属空气电池，其特征在于，所述单体进液管及所述分散管围成一矩形空间，所述电池模组位于所述矩形空间内，所述单体进液管、所述分散管、所述分支进液管及所述模组进液管均位于所述电池模组的下方。

Images