CN111313128B - 一种通信基站用铝空气电池和控制方法 - Google Patents

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    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
    • H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode

Abstract

本发明公开了一种通信基站用铝空气电池。通过一次性补充满足通信基站一年以上备用电量的铝阳极和电解液，电池组和电解液箱自动密封并填充氮气或者惰性气体。实现铝空气电池在工作过程中的多次起停、长期免清洗、免更换铝阳极和免配制电解液，可以有效降低通信基站应急备用电源的使用成本和维护成本。

Description

一种通信基站用铝空气电池和控制方法
技术领域
本发明属于铝空气电池领域，具体的说涉及一种通信基站用铝空气电池。
背景技术
铝空气电池是以金属铝和空气中的氧气为反应活性物质的化学电源。正极活性物质是空气中的氧气，不包含在电池的体积和重量内，因此铝空气电池具有高比能量的特点。铝空气电池工作时，电解液注入电池腔内；电池不工作时电极与电解液分离，电池无自放电，因此铝空气电池具有贮存寿命长的特点。综上特点，铝空气电池可以应用于使用频率低的通信基站应急备用电源。通信基站备用电源需求是可以长时间免维护，一般铝空气电池每使用一次就需要排出电解液，清洗电池组，防止铝阳极的自腐蚀和空气电极的碳酸盐化，该使用模式增加了铝空气电池在使用过程中的维护成本。
本发明提出一种通信基站用铝空气电池，补充一次铝阳极可满足通信基站一年以上的备用电池电量需求，铝空气电池在规定使用次数内，使用完一次后，无需清洗电池组，无需更换新的金属阳极和电解液。
发明内容
本发明旨在解决铝空气电池在使用过程的清洗、更换等维护工作引起的成本增加问题。本发明提出一种适用于通信基站的免维护铝空气电池。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种通信基站用铝空气电池，通过增加铝阳极板厚度和电解液质量可以实现满足通信基站一年以上的备用电池电量需求；通过将铝空气电池组安装在电解液箱内液位上方实现铝空气电池使用完后自动排液；通过给电池组腔体和电解液桶密封填充氮气或者惰性气体实现电池组的免清洗和电解液的免更换。
本发明是通过如下技术方案实现的，所述铝空气电池包括铝空气电池组、气体瓶以及放置于电池组下方的换热器、液泵和电解液箱。所述电池组、换热器、液泵和电解液箱通过液体管路连接。
所述电池组包括液体流道和气体流道，所述液体流道包括进液流道和排液流道，所述进液流道包含电解液进口，所述排液流道包括电解液出口。所述气体流道包括进气流道和排气流道，所述进气流道包含空气进口，所述排气流道包含空气出口。
所述换热器和电池组电解液进口的液体管路之间通过电磁阀控制导通和闭合。所述电池组电解液出口和电解液箱进口的液体管路之间通过电磁阀控制导通和闭合。所述电池组电解液进口和电磁阀之间的液体管路通过电磁阀由经气体管路与气体瓶相连。所述电池组电解液出口和电磁阀之间的液体管路通过电磁阀由经气体管路与气体瓶相连。
所述空气进口和空气出口处分别安装有电磁阀，于所述空气进口和/或空气出口安装有风扇。
所述电池组填充有厚度大于8mm的铝合金阳极板，所述铝合金阳极板具有特定合金组分。
所述电解液箱内为含有特定添加剂的氢氧化钾或氢氧化钠溶液。
所述气体瓶内为氮气或者惰性气体，所述惰性气体为He、Ne、Ar、Kr、Xe中的一种或两种以上。
所述铝空气电池采用如下控制方法：通信基站市电切断后，铝空气电池启动工作。市电接入后，液泵和风扇停止工作，待电解液回流到电解液箱内后，通过控制电磁阀开启和关闭，将惰性气氛气体充入电池组和电解液箱并密封。
本发明中的通信基站用铝空气电池可以作为备用电源给通信基站提供一年以上的用电量，所述通信基站用铝空气电池可以实现多次供电且在多次使用过程中免清洗，免更换铝阳极，免更换电解液。本发明具有低成本、免维护的特点，适合用于无人看守的通信机站用应急备用电源。
附图说明
图1是本发明中的通信基站用铝空气电池示意图。1-铝空气电池组，2-电解液箱，3-换热器，4-液泵，5-气体瓶，6-风扇，7-电磁阀(1)，8-电磁阀(2)，9-电磁阀(3)。
图2是本发明中通信基站铝空气电池的控制流程图。
具体实施方式
下述实施例对本发明进一步详细说明，并非限制本发明。
实施例1
本发明提出一种通信基站用铝空气电池，包括铝空气电池组1、电解液箱2、换热器3、液泵4、气体瓶5、风扇6、电磁阀7、电磁阀8、电磁阀9。
本实施例中，铝空气电池组1的进液口通过液体管路和电解液箱2相连，电池组1的出液口通过液体管路和换热器3相连，液体管路通过电磁阀(1)控制导通和闭合。电池组和电磁阀之间的液体管路通过电磁阀由经气体管路与气体瓶5相连。电池组空气进口安装有风扇6和电磁阀(3)。电池组填充8mm厚度的铝镁合金阳极板，电解液箱内为含锡酸钠的氢氧化钾溶液，气体瓶内为氮气。
通信基站市电中断后，铝空气电池启动，电磁阀7和电磁阀9开启，电磁阀8闭合，液泵和风扇启动。市电接入后，液泵和风扇停止工作，待电解液回流到电解液箱内后，关闭电磁阀7，开启电磁阀8，将氮气充入电池组和电解液箱后关闭电磁阀8和电磁阀9。

Claims (6)

1.一种铝空气电池，其特征在于：包括铝空气电池组、气体瓶以及放置于电池组下方的换热器、液泵和电解液箱；
所述气体瓶上设置有两个电磁阀，控制气体的通断并阻隔液体；所述气体瓶内的气体为氮气或者惰性气体中的一种或两种以上惰性气氛气体；
所述换热器上设热流体进液口和热流体出液口；
所述电池组的出液口通过液体管路和电解液箱相连，电池组的进液口通过液体管路和换热器的热流体出液口相连，换热器的热流体进液口经液泵和电解液箱相连；
所述电池组的进液口和出液口经管路分别与气体瓶相连接；所述电池组包括气体流道，所述气体流道包括进气流道和排气流道，所述进气流道包含空气进口，所述排气流道包含空气出口；所述空气进口和空气出口处分别安装有电磁阀。
2.按照权利要求1所述铝空气电池，其特征在于：
于电池组的出液口和电解液箱相连的液体管路上设有电磁阀；电池组的进液口和换热器的热流体出液口相连的液体管路上设有电磁阀；
电池组的进液口和出液口与气体瓶相连接的管路上分别设有电磁阀。
3.按照权利要求1所述铝空气电池，其特征在于：
所述电池组包括液体流道，所述液体流道包括进液流道和排液流道，所述进液流道包含电解液进口，所述排液流道包括电解液出口；
于所述空气进口和/或空气出口安装有风扇。
4.按照权利要求1所述铝空气电池，其特征在于：
所述惰性气体为He、Ne、Ar、Kr、Xe中的一种或两种以上。
5.按照权利要求1所述铝空气电池，其特征在于：
所述电池内填充有厚度大于8mm的铝合金阳极板；
所述电解液箱内为含有添加剂的氢氧化钾和/或氢氧化钠溶液；添加剂为锡酸锂、锡酸钠、锡酸钾、锡酸钙中的一种或二种以上；添加剂摩尔浓度范围为0.05~0.1mol/L。
6.一种权利要求1-5任一所述铝空气电池的控制方法，其特征在于：
通信基站用铝空气电池采用如下控制方法：
通信基站市电切断后，铝空气电池启动工作；
市电接入后，液泵和风扇停止工作，待电解液回流到电解液箱内后，通过控制电磁阀开启和关闭，将惰性气氛气体充入电池组和电解液箱并密封，铝空气电池停止工作。
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