CN112599893B - 一种入墙式自供暖型金属空气燃料电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种入墙式自供暖型金属空气燃料电池，包括：电池壳体、金属极板、金属极板底座、两块空气电极肋板；电池壳体外部设置两圈相互平行的肋板，两圈所述肋板上均匀分布有多个固定孔，膨胀螺栓穿过固定孔与墙体固定，进而将所述电池壳体固定在墙体上，金属极板与金属极板底座连接，金属极板底座用于将金属极板放进电池壳体内，电解液填充进所述电池壳体内，电池壳体的前端面和后端面分别放置一块空气电极。本发明设计的金属空气燃料电池节省了电池的工作空间，充分利用了电池工作时产生的热量，实现自供暖的功能，解决了厂房的取暖需求。

Description

一种入墙式自供暖型金属空气燃料电池

技术领域

本发明涉及电池领域，特别是涉及一种入墙式自供暖型金属空气燃料电池。

背景技术

近年来，各种新能源技术迅速发展，化学电池也受到了极大地关注。目前常见的化学电池主要包括：1)锂离子电池，其具有高电压、高功率密度、可循环使用等优点，但是其成本高、安全性差、能量密度低，难以满足工厂的需求；2)氢氧燃料电池，其具有优异的电池性能，但是氢气的存储运输难度较大，也存在较大的危险性，同时其催化剂铂的全球储量较低，因此该类电池成本较高；3)金属空气燃料电池，其以活泼金属作为阳极，空气中的氧气作为阴极，通过原电池反应产生电能，电池能量密度高，且安全性好，该类电池通过更换金属极板即可实现电池再生，无需电网充电，使用方便，适用于工业厂房等特殊场景。

传统的金属空气燃料电池，其壳体及过滤、散热等装置体积较大，需要占用一定的工作空间，而且电池工作时，仅利用了电能，而其产生的热能未被有效利用，造成一定程度的能量浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种入墙式自供暖型金属空气燃料电池，节省了电池的占用空间并提高了电池的能量利用率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种入墙式自供暖型金属空气燃料电池，所述金属空气燃料电池包括：电池壳体、金属极板、金属极板底座、两块空气电极和肋板；

所述电池壳体外部设置两圈相互平行的肋板；

两圈所述肋板上均匀分布有多个固定孔；

膨胀螺栓穿过所述固定孔与墙体固定，进而将所述电池壳体固定在墙体上；

所述金属极板与所述金属极板底座连接，所述金属极板底座用于将所述金属极板放进所述电池壳体内；

电解液填充进所述电池壳体内；

所述电池壳体的前端面和后端面分别放置一块所述空气电极。

可选地，所述电池壳体的上端面设置开槽；

所述金属极板底座用于将所述金属极板通过所述开槽放进所述电池壳体内；

所述电池壳体的右端面下方位置设置排液口，所述排液口通过管路与排水系统连接；

电解液通过所述开槽填充进所述电池壳体内，废弃电解液通过所述排液口排出。

可选地，所述电池壳体内部设置有两根导轨；

两根所述导轨互相平行且相对于所述电池壳体的后端面倾斜设置；

所述金属极板穿过所述开槽沿两根所述导轨放进所述电池壳体内，并放置在两根所述导轨上。

可选地，所述金属空气燃料电池还包括阀；

所述阀设置在所述排液口与排水系统之间的管路上。

可选地，所述金属空气燃料电池还包括两个金属网；

两个所述金属网设置在两块空气电极外侧，两个所述金属网分别通过所述电池壳体的前端面和后端面四个角上的螺纹孔固定在所述电池壳体的前端面和后端面。

可选地，所述金属极板底座包括两个固定组件、底板和拉环；

两个所述固定组件分别与所述金属极板连接；

两个所述固定组件分别位于所述底板的下表面的两端；

所述拉环粘接在所述底板的上表面；

可选地，所述固定组件包括：固定夹、下端连杆和上端连杆；

所述固定夹的上端与所述下端连杆的下端粘接，所述固定夹的下端用于加紧所述金属极板；

所述下端连杆的上端通过销与所述上端连杆的下端连接；

所述上端连杆的上端与所述底板的下表面粘接。

可选地，所述空气电极的空气侧连接有一根阴极导线；

所述固定夹的内部设置有铜片，一根阳极导线穿过所述下端连杆和所述上端连杆的内部与所述铜片连接。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

一种入墙式自供暖型金属空气燃料电池包括：电池壳体、金属极板、金属极板底座、两块空气电极和肋板；电池壳体外部设置两圈相互平行的肋板，膨胀螺栓穿过固定孔与墙体固定，进而将所述电池壳体固定在墙体上，金属极板与金属极板底座连接，金属极板底座用于将金属极板放进电池壳体内，电解液填充进所述电池壳体内，电池壳体的前端面和后端面分别放置一块空气电极。本发明设计的金属空气燃料电池通过肋板和膨胀螺栓将电池壳体嵌入到墙体内，电池本身作为非承重墙的一部分，节省了电池的工作空间，而且由于电池在墙体内，可以充分利用电池工作时产生的热量，实现自供暖的功能，解决了厂房的取暖需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的入墙式自供暖型金属空气燃料电池的结构示意图；

图2为本发明提供的入墙式自供暖型金属空气燃料电池的金属极板底座的结构示意图；

图3为本发明提供的入墙式自供暖型金属空气燃料电池的电池壳体的结构示意图；

符号说明：

1—排液口，2—肋板，3—固定孔，4—开槽，5—导轨，6—螺纹孔，7—固定夹，8—下端连杆，9—销，10—上端连杆，11—底板，12—拉环，13—电池壳体，14—空气电极，15—金属网，16—金属极板，17—金属极板底座，18—阀，19—固定组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种入墙式自供暖型金属空气燃料电池，节省了电池的占用空间并提高了电池的能量利用率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明中提及的“上端面”、“前端面”、“后端面”、“右端面”是相对于本发明的说明书附图而言的，当采用其他方式放置，或选择其他形式的主视图时，其结构也与相对于本发明的说明书附图而言的结构相同。

一种入墙式自供暖型金属空气燃料电池，所述金属空气燃料电池包括：电池壳体13、金属极板16、金属极板底座17、两块空气电极14和肋板2。

如图1和图3所示，所述电池壳体13外部设置两圈相互平行的肋板2；两圈所述肋板2上均匀分布有多个固定孔3；膨胀螺栓穿过所述固定孔3与墙体固定，进而将所述电池壳体13固定在墙体上；所述金属极板16与所述金属极板底座17连接，所述金属极板底座17用于将所述金属极板16放进所述电池壳体13内；电解液填充进所述电池壳体13内；所述电池壳体13的前端面和后端面分别放置一块空气电极14。

所述金属空气燃料电池还包括阀18；所述排液口1通过管路与所述阀18连接。

传统的金属空气燃料电池体积较大，会占用一定的空间，不利于工业厂房提高空间利用率。同时，传统金属空气燃料电池只用来发电，其在工作过程中产生的热能未被利用，造成了一定的能量浪费。本发明将电池壳体与墙体固定，电池本身可作为非承重墙的一部分，节省了空间，并且电池在墙体内部，可以对墙体加热，充分利用了电池在工作过程中产生的热量，实现了自供暖的功能，解决了厂房的取暖需求。

所述电池壳体13内部设置有两根导轨5；两根所述导轨5互相平行且相对于所述电池壳体13的后端面倾斜设置；所述金属极板16穿过所述开槽4沿两根所述导轨5放进所述电池壳体13内，并放置在两根所述导轨5上。

所述金属空气燃料电池还包括两个金属网15；两个所述金属网15设置在两块空气电极14外侧，两个所述金属网15分别通过所述电池壳体13的前端面和后端面四个角上的螺纹孔6固定在所述电池壳体13的前端面和后端面。

金属网15的作用是与电池壳体13配合压紧空气电极14，同时对空气电极14起到保护、支撑作用，防止空气电极14被外物损伤或在工作过程中向外鼓包。

如图2所示，所述金属极板底座17包括两个固定组件19、底板11和拉环12；两个所述固定组件分别与所述金属极板连接；两个所述固定组件19分别位于所述底板11的下表面的两端；所述拉环12粘接在所述底板11的上表面。

所述固定组件19包括：固定夹7、下端连杆8和上端连杆10；所述固定夹7的上端与所述下端连杆8的下端粘接，所述固定夹的下端用于加紧所述金属极板；所述下端连杆8的上端通过销9与所述上端连杆10的下端连接；所述上端连杆10的上端与所述底板11的下表面粘接。

固定夹7下端用于固定金属极板16，上端粘接到下端连杆8的末端，实现金属极板随下端连杆8的旋转运动，下端连杆8通过销9与上端连杆10连接，保证下端连杆8能够旋转；上端连杆10、拉环12分别与底板11粘接到一起。

所述金属极板16与金属极板底座17通过固定夹7固定到一起，组成金属阳极总成，拉环12用于与其它机械设备或人力配合，抬起金属阳极总成。

所述空气电极14的空气侧连接有一根阴极导线；所述固定夹的内部设置有铜片，一根阳极导线穿过所述下端连杆和所述上端连杆的内部与所述铜片连接。

本发明的入墙式自供暖型金属空气燃料电池如图1所示。电池壳体13通过两圈相互平行的肋板2、固定孔3和膨胀螺栓固定在墙体上，电池壳体13的顶面通过开槽4取放金属极板16以及加入电解液，电池壳体13的前端面和后端面分别与一块空气电极14紧密贴合，同时通过前端面和后端面的四个角上的螺纹孔6与金属网15固定；空气电极14的空气侧连接一根导线，形成电池的正极，也就是阴极；在金属极板底座17的固定夹7内部设置有铜片进行导电，另一根导线穿过下端连杆8和上端连杆10的内部与铜片连接，从而形成电池的负极，也就是阳极；金属阳极总成通过其顶部的拉环12，依靠其它机械设备或人力来进行取放，完成金属极板16的更换；电池壳体13的排液口1通过水管与阀18相连，然后再通过水管连接到厂房的排水系统中，当需要更换电解液时，只需打开阀18，将旧电解液排入厂房的排水系统，待壳体冲洗干净后，再关闭阀18，然后从壳体13的顶面开槽4加入新的电解液即可。

金属空气燃料电池在工作过程中会产生沉淀，沉淀在电解液中累积过多会增大电解液的内阻，降低电池的放电效率，设计循环过滤装置会增加电池的结构复杂性和成本，而且清理沉淀也是一项繁琐的工作。本发明的入墙式金属空气燃料电池，使得电池结构简单，通过设置开槽，方便更换金属电极和电解液。

本发明设计的入墙式自供暖型金属空气燃料电池，适用于厂房，电池壳体可以嵌入到墙体中，电池本身可作为非承重墙的一部分，节省了空间。

本发明的电池利用金属氧化，释放能量，实现离网发电的作用，电池工作消耗金属阳极，只需要定期更换金属阳极和电解液，电池即可再生。

在满足厂房离网用电需求的同时，本发明还充分利用电池工作时产生的热量，实现自供暖的功能，解决厂房的取暖需求。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种入墙式自供暖型金属空气燃料电池，其特征在于，所述金属空气燃料电池包括：

电池壳体、金属极板、金属极板底座、两块空气电极和肋板；

所述电池壳体外部设置两圈相互平行的肋板；

两圈所述肋板上均匀分布有多个固定孔；

膨胀螺栓穿过所述固定孔与墙体固定，进而将所述电池壳体固定在墙体上；

所述金属极板与所述金属极板底座连接，所述金属极板底座用于将所述金属极板设置并固定在所述电池壳体内；

电解液填充进所述电池壳体内；

所述电池壳体的前端面和后端面分别放置一块所述空气电极；

所述金属极板底座包括两个固定组件、底板和拉环；

两个所述固定组件分别与所述金属极板连接；

两个所述固定组件分别位于所述底板的下表面的两端；

所述拉环粘接在所述底板的上表面；

所述电池壳体的上端面设置开槽；

所述金属极板底座用于将所述金属极板通过所述开槽放进所述电池壳体内；

所述电池壳体的右端面下方位置设置排液口，所述排液口通过管路与排水系统连接；

电解液通过所述开槽填充进所述电池壳体内，废弃电解液通过所述排液口排出；

所述电池壳体内部设置有两根导轨；

两根所述导轨互相平行且相对于所述电池壳体的后端面倾斜设置；

所述金属极板穿过所述开槽沿两根所述导轨放进所述电池壳体内，并放置在两根所述导轨上；

所述固定组件包括：固定夹、下端连杆和上端连杆；

所述固定夹的上端与所述下端连杆的下端粘接，所述固定夹的下端用于加紧所述金属极板；

所述下端连杆的上端通过销与所述上端连杆的下端连接；

所述上端连杆的上端与所述底板的下表面粘接；

所述空气电极的空气侧连接有一根阴极导线；

所述固定夹的内部设置有铜片，一根阳极导线穿过所述下端连杆和所述上端连杆的内部与所述铜片连接。

2.根据权利要求1所述的入墙式自供暖型金属空气燃料电池，其特征在于，所述金属空气燃料电池还包括阀；

所述阀设置在所述排液口与排水系统之间的管路上。

3.根据权利要求1所述的入墙式自供暖型金属空气燃料电池，其特征在于，所述金属空气燃料电池还包括两个金属网；

两个所述金属网设置在两块空气电极外侧，两个所述金属网分别通过所述电池壳体的前端面和后端面四个角上的螺纹孔固定在所述电池壳体的前端面和后端面。

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