CN116646569B - 一种高效铝空气电池及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝空气电池技术领域，具体涉及一种高效铝空气电池及其使用方法，反应盒中设有单向过滤组件，包括滑动安装在反应盒中的滑块，滑块上滑动安装有两个过滤架，过滤架上转动安装有滤网，滑块下移时滤网不会转动，滑块上移时滤网转动，滑块靠近反应盒内壁一侧安装有刮板；晶体回收组件，包括对称设置在反应盒内底壁上的两个回收架，刮板底壁上转动安装有密封板，活动板下移使通孔和下料孔逐渐重合。本方案在反应盒中添加了刮板和过滤架，对铝板和集气板进行清理，且在过滤架上移时会将上层的晶体导向底部，而在过滤架下移时会将晶体集中起来并排到收集盒中，实现了对游离的晶体和附着的晶体同时处理，提高了铝电池的放电效率。
Description
技术领域
本发明涉及铝空气电池技术领域，具体涉及一种高效铝空气电池及其使用方法。
背景技术
铝/空气电池：以空气中的氧为正极活性物质，金属铝为负极活性物质，氢氧化钾或中性盐水溶液（NaCl溶液）为电解质的一种金属空气电池，通过更换负极铝机械式再充电。空气取之不尽。铝原材料资源丰富，成本低，电负性较小。
现有的铝空气电池在使用过程中会产生氢氧化铝或者氯化铝等，而这些副产物会融入到电解液中，在溶解度达到饱和时出现析出晶体，这些析出晶体一方面会附着在铝板的外壁上，阻碍其进行正常的反应，从而导致放电效率降低，另一方面这些晶体游离在电解液中还会阻塞集气板的正常出气，导致空气通入率降低，也会降低放电效率。现有技术中所采取的措施是定期的更换电解液，或者添加泵体来使得电解液流动，在流动的过程中对电解液进行过滤，但是附着在铝板以及集气板上的晶体仍然不能得到有效的处理。
发明内容
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种高效铝空气电池及其使用方法，能够有效解决现有技术电解液中析出晶体去除的效率和质量较低的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明提供一种高效铝空气电池，包括箱体和安装在箱体一侧的风机，还包括：反应盒，设置在箱体中，所述反应盒中设有单向过滤组件，包括滑动安装在反应盒中的滑块，所述滑块上滑动安装有两个过滤架，所述过滤架上转动安装有滤网，所述滑块下移时滤网不会转动，所述滑块上移时滤网转动，所述滑块靠近反应盒内壁一侧安装有刮板；晶体回收组件，用于对反应盒中析出晶体的回收，包括对称设置在反应盒内底壁上的两个回收架，两个所述回收架相远离一侧外壁上均开设有回收槽，两个所述回收槽相靠近一侧均开设有下料孔，所述反应盒底部设有与下料孔相连通的收集箱，所述刮板底壁上转动安装有密封板，所述回收架上活动插设有活动板，且活动板上设有通孔，所述密封板下移先将回收槽堵住再挤压活动板下移，所述活动板下移使通孔和下料孔逐渐重合。
进一步地，所述单向过滤组件还包括转动安装在过滤架中的转动杆，且转动杆位于远离刮板的一方，所述过滤架靠近刮板的一侧内顶壁上设有挡板。
进一步地，所述刮板顶壁上开设有朝向滤网一侧的第一斜面，所述过滤架上下两侧均开设有朝向滤网一侧的第二斜面。
进一步地，所述反应盒靠近风机一侧外壁上设有第一集气板，所述反应盒远离风机一侧外壁上设有第二集气板，所述第一集气板和第二集气板顶壁之间连接有连接管，所述第一集气板的顶部侧壁上连接有分流管，所述第二集气板底部侧壁上连接有集流管，所述分流管和风机之间连接有进气管，所述集流管连接有出气管，所述滑块顶壁上开设有螺纹孔，且螺纹孔中螺纹安装有往复丝杠，所述往复丝杠顶端贯穿连接管的底壁，所述往复丝杠位于连接管的一端设有扇叶。
进一步地，所述滑块顶壁上开设有两个滑槽，两个所述过滤架靠近滑块一侧外壁上均固定安装有滑板，且滑板和滑槽相互配合，所述反应盒的内侧壁上开设有加固槽，所述滑板靠近加固槽一侧连接有加固板，所述箱体上方设有上盖，所述上盖底壁上设有多个铝板，且铝板与反应盒一一对应，所述上盖底壁上对称设有多对压板，所述压板下移压动两个加固板相互靠近。
进一步地，所述铝板顶壁上设有连接块，所述上盖底壁上开设有与连接块相匹配的连接槽。
进一步地，所述刮板上设有铰链，所述密封板转动安装在铰链上，所述铰链远离滤网一侧设有限位板，所述刮板底壁上设有固定板，所述密封板底部靠近固定板一侧设有第三斜面。
进一步地，所述回收槽底壁上开设有朝向下料孔的第五斜面，所述回收架顶壁开设有朝向下料孔的第四斜面。
进一步地，所述下料孔的内底壁上开设有安装槽，所述活动板贯穿回收架的顶壁并延伸至安装槽中，且活动板底部和安装槽底壁之间连接有复位弹簧，所述活动板的顶壁设有连接板。
一种高效铝空气电池的使用方法，包括以下步骤：
S1：电池工作时自动启动风机，风机中的空气在去除掉二氧化碳后进入到进气管中，通过分流管进入到多个第一集气板中，空气通过连接管进入到第二集气板，通过扇叶带动往复丝杠转动，带动滑块上下滑动；
S2：当滑块下移时，反应盒的液体从底部冲击滤网，此时滤网不会翻转，将内部的析出晶体阻挡住并推向反应盒的底部，而当滑块上移时，反应盒的液体从顶部冲击滤网，此时滤网翻转，析出晶体跟随水流流向滤网下方，最终晶体在重力一个滤网的压动下集中在下方的回收架上；
S3：滑块下移时，其下方的密封板受到液体的冲击一端向上偏转，偏转的密封板压在回收槽槽口处，对回收槽进行密封，并且密封板在回收槽的挤压下发生回转，压动活动板下移打开下料孔，使得析出晶体跟随少量的液体流道收集箱中。
本发明提供的技术方案，与已知的现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本方案在反应盒中添加了刮板和过滤架，对铝板和集气板进行清理，且在过滤架上移时会将上层的晶体导向底部，而在过滤架下移时会将晶体集中起来并排到收集盒中，实现了对游离的晶体和附着的晶体同时处理，提高了铝电池的放电效率。
2、本方案中的刮板和过滤架的移动是采用空气的流动来驱动的，使得总体的工作成本以及生产成本较低。
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，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明的整体示意图；
图2为本发明中反应盒部分的结构示意图；
图3为本发明中反应盒和集气板部分的爆炸示意图；
图4为图3中A部分结构的放大图；
图5为本发明中铝板部分结构示意图；
图6为图5中B部分结构的放大图；
图7为本发明中清理架部分的结构示意图；
图8为图7中C部分结构的放大图；
图9为图7中D部分结构的放大图；
图10为本发明中回收架部分的结构示意图；
图11为图10中E部分结构的放大图；
图12为本发明中清理架部分正面剖视图；
图13为本发明中清理架下移时的状态图；
图14为本发明中清理架上移时的状态图；
图15为本发明中回收架部分的工作状态图；
图16为本发明中挡板部分的结构示意图；
图17为本发明中连接管部分的剖视图。
图中的标号分别代表：1、箱体；2、风机；3、收集箱；4、反应盒；5、第一集气板；6、第二集气板；7、连接管；8、进气管；9、出气管；10、分流管；11、集流管；12、铝板；13、上盖；14、滑块；15、过滤架；16、刮板；17、往复丝杠；18、加固槽；19、加固板；20、压板；21、滑板；22、滤网；23、密封板；24、限位板；25、固定板；26、第一斜面；27、第二斜面；28、第三斜面；29、挡板；30、回收架；31、回收槽；32、下料孔；33、第四斜面；34、第五斜面；35、安装槽；36、活动板；37、通孔；38、连接板；39、连接块；40、扇叶。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，描的实施例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作出创造性劳动前提下获得的有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例：参考图1-图17，一种高效铝空气电池，包括箱体1和安装在箱体1一侧的风机2，为了方便对电池中的游离的晶体和附着状态下晶体进行共同处理，本方案还包括反应盒4，设置在箱体1中，反应盒4中设有单向过滤组件，包括滑动安装在反应盒4中的滑块14，滑块14上滑动安装有两个过滤架15，过滤架15上转动安装有滤网22，滑块14下移时滤网22不会转动，滑块14上移时滤网22转动，滑块14靠近反应盒4内壁一侧安装有刮板16，单向过滤组件还包括转动安装在过滤架15中的转动杆，且转动杆位于远离刮板16的一方，过滤架15靠近刮板16的一侧内顶壁上设有挡板29，刮板16顶壁上开设有朝向滤网22一侧的第一斜面26，过滤架15上下两侧均开设有朝向滤网22一侧的第二斜面27。
为了方便对反应盒4中游离的晶体以及附着状态下的晶体进行处理，本方案在滑块14上设置了两个过滤架15，两个过滤架15分布在铝板12的两侧，在过滤架15跟随滑块14上下移动的过程中会将铝板12上附着的晶体刮除使其成为游离状态；而在过滤架15的一侧设置了刮板16，通过刮板16的上下滑动来对集气板外壁上的附着物进行清理。
由于滤网22两侧的过滤效果是相同的，本方案在设计上使得滤网22可以在过滤架15上可以转动，但是这个转动是单向的，如图12-图14所示，过滤架15上设置了一个不位于中心的转动杆，使得在过滤架15在上下移动时滤网22在受到电解液的冲击下是不平衡的，而在过滤架15的内壁上设置了挡板29，这样就可以使得过滤架15下移时滤网22不会转动，而在过滤架15上移时滤网22会发生偏转：
如图13，在过滤架15下移时，电解液自下而上冲向滤网22，滤网22不会偏转，此时反应盒4底部的电解液受到刮板16和过滤架15的下压作用下从滤网22中通过，一方面可以提高滤网22的稳定性以及滤网22与过滤架15之间的密封性，另一方面，滤网22会对经过的电解液进行过滤，将游离的晶体进行压向反应盒4的底部；
如图14，在过滤架15上移时，电解液自上而下冲向滤网22，滤网22在冲击下发生偏转，此时滤网22起到的过滤作用较小，电解液在没有过滤的情况下流向反应盒4的底部，刮板16和过滤架15在上移过程会将集气板以及铝板12的外壁上的附着物进行刮除，而刮除下来的晶体会跟随电解液的流动流向反应盒4的下方，此时滤网22不会有过滤的作用。
综上，通过滑块14的上下运动，可以将附着状态的晶体转化为游离状态的晶体，再通过滤网22的下压将游离状态的晶体集中于反应盒4的底部。
参考图1-图17，反应盒4靠近风机2一侧外壁上设有第一集气板5，反应盒4远离风机2一侧外壁上设有第二集气板6，第一集气板5和第二集气板6顶壁之间连接有连接管7，第一集气板5的顶部侧壁上连接有分流管10，第二集气板6底部侧壁上连接有集流管11，分流管10和风机2之间连接有进气管8，集流管11连接有出气管9，滑块14顶壁上开设有螺纹孔，且螺纹孔中螺纹安装有往复丝杠17，往复丝杠17顶端贯穿连接管7的底壁，往复丝杠17位于连接管7的一端设有扇叶40。
进一步的，滑块14的上下滑动是通过往复丝杠17和滑块14上的螺纹孔进行实现的，而往复丝杠17的转动是通过第一集气板5和第二集气板6之间的气流进行实现的，具体的为，风机2通过进气管8将处理过的气流导进各个分流管10中，再由各个分流管10流向各个第一集气板5中，再由第一集气板5流经连接管7进入到第二集气板6中，再由出气管9将第二集气板6中的气体集中排出，所以连接管7中会有不断的空气流动，在流动的过程中扇叶40被带动，扇叶40带动往复丝杠17转动，通过螺纹传动的作用来带动滑块14上下往复滑动，以此来完成上述的对晶体集中收集的过程。
参考图1-图17，滑块14顶壁上开设有两个滑槽，两个过滤架15靠近滑块14一侧外壁上均固定安装有滑板21，且滑板21和滑槽相互配合，反应盒4的内侧壁上开设有加固槽18，滑板21靠近加固槽18一侧连接有加固板19，箱体1上方设有上盖13，上盖13底壁上设有多个铝板12，且铝板12与反应盒4一一对应，上盖13底壁上对称设有多对压板20，压板20下移压动两个加固板19相互靠近，铝板12顶壁上设有连接块39，上盖13底壁上开设有与连接块39相匹配的连接槽。
为了提高过滤架15对铝板12的清理质量，本方案在反应盒4两侧内壁上开设了加固槽18，如图4-图6所示，在铝板12跟随上盖13自上而下安装到反应盒4中时，上盖13下方的压板20会插设到加固槽18中，并且压板20会挤压两个加固板19，两个加固板19相互靠近，从而带动两个过滤架15相互靠近，值得注意的是，刮板16为弹性材料，即刮板16与集气板之间是弹性接触，从而保证刮板16的清理效率，而铝板12采用的是滑动安装，这样可以方便进行拆卸和安装。
参考图1-图17，晶体回收组件，用于对反应盒4中析出晶体的回收，包括对称设置在反应盒4内底壁上的两个回收架30，两个回收架30相远离一侧外壁上均开设有回收槽31，两个回收槽31相靠近一侧均开设有下料孔32，回收槽31底壁上开设有朝向下料孔32的第五斜面34，回收架30顶壁开设有朝向下料孔32的第四斜面33，反应盒4底部设有与下料孔32相连通的收集箱3，刮板16底壁上转动安装有密封板23，刮板16上设有铰链，密封板23转动安装在铰链上，铰链远离滤网22一侧设有限位板24，刮板16底壁上设有固定板25，密封板23底部靠近固定板25一侧设有第三斜面28，回收架30上活动插设有活动板36，且活动板36上设有通孔37，下料孔32的内底壁上开设有安装槽35，活动板36贯穿回收架30的顶壁并延伸至安装槽35中，且活动板36底部和安装槽35底壁之间连接有复位弹簧，活动板36的顶壁设有连接板38，密封板23下移先将回收槽31堵住再挤压活动板36下移，活动板36下移使通孔37和下料孔32逐渐重合。
为了方便对收集在反应盒4底部的晶体进行回收，本方案在刮板16的底部安装了可以转动的密封板23，观察图13和图15可以看出，在密封板23跟随刮板16下移时会在电解液流动的作用下抬起一端，值得注意的是，密封板23的转动连接处不位于其中心处，所以电解液冲击时其受力不稳定。而密封板23倾斜的目的是，一方面可以防止其顶部堆积晶体，另一方面，密封板23处于倾斜状态的情况下更方便完成先密封回收槽31再压动活动板36，如图15所示，密封板23处于倾斜状态，且其较高端与活动板36距离较远，晶体在反应盒4底部堆积在回收架30上，在第四斜面33和第五斜面34的作用下晶体堆积在下料孔32处，此时活动板36未被下压，密封板23较低端先于回收槽31接触，并在回收槽31的顶壁的压动下，密封板23回转，在回转的过程中密封板23较高端转向活动板36，活动板36被压下，且回收槽31被逐渐密封，值得注意的是，密封板23底部设有密封软垫，活动板36下移时通孔37与下料孔32重合，堆积在下料孔32处的晶体跟随回收槽31和密封板23之间的少量液体流进下方的收集箱3中，以此来完成对晶体的回收。
一种高效铝空气电池的使用方法，包括以下步骤：
S1：电池工作时自动启动风机2，风机2中的空气在去除掉二氧化碳后进入到进气管8中，通过分流管10进入到多个第一集气板5中，空气通过连接管7进入到第二集气板6，通过扇叶40带动往复丝杠17转动，带动滑块14上下滑动；
S2：当滑块14下移时，反应盒4的液体从底部冲击滤网22，此时滤网22不会翻转，将内部的析出晶体阻挡住并推向反应盒4的底部，而当滑块14上移时，反应盒4的液体从顶部冲击滤网22，此时滤网22翻转，析出晶体跟随水流流向滤网22下方，最终晶体在重力一个滤网22的压动下集中在下方的回收架30上；
S3：滑块14下移时，其下方的密封板23受到液体的冲击一端向上偏转，偏转的密封板23压在回收槽31槽口处，对回收槽31进行密封，并且密封板23在回收槽31的挤压下发生回转，压动活动板36下移打开下料孔32，使得析出晶体跟随少量的液体流道收集箱3中。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种高效铝空气电池，包括箱体（1）和安装在箱体（1）一侧的风机（2），其特征在于，还包括：
反应盒（4），设置在箱体（1）中，所述反应盒（4）中设有单向过滤组件，包括滑动安装在反应盒（4）中的滑块（14），所述滑块（14）上滑动安装有两个过滤架（15），所述过滤架（15）上转动安装有滤网（22），所述滑块（14）下移时滤网（22）不会转动，所述滑块（14）上移时滤网（22）转动，所述滑块（14）靠近反应盒（4）内壁一侧安装有刮板（16）；
晶体回收组件，用于对反应盒（4）中析出晶体的回收，包括对称设置在反应盒（4）内底壁上的两个回收架（30），两个所述回收架（30）相远离一侧外壁上均开设有回收槽（31），两个所述回收槽（31）相靠近一侧均开设有下料孔（32），所述反应盒（4）底部设有与下料孔（32）相连通的收集箱（3），所述刮板（16）底壁上转动安装有密封板（23），所述回收架（30）上活动插设有活动板（36），且活动板（36）上设有通孔（37），所述密封板（23）下移先将回收槽（31）堵住再挤压活动板（36）下移，所述活动板（36）下移使通孔（37）和下料孔（32）逐渐重合；
所述反应盒（4）靠近风机（2）一侧外壁上设有第一集气板（5），所述反应盒（4）远离风机（2）一侧外壁上设有第二集气板（6），所述第一集气板（5）和第二集气板（6）顶壁之间连接有连接管（7），所述第一集气板（5）的顶部侧壁上连接有分流管（10），所述第二集气板（6）底部侧壁上连接有集流管（11），所述分流管（10）和风机（2）之间连接有进气管（8），所述集流管（11）连接有出气管（9），所述滑块（14）顶壁上开设有螺纹孔，且螺纹孔中螺纹安装有往复丝杠（17），所述往复丝杠（17）顶端贯穿连接管（7）的底壁，所述往复丝杠（17）位于连接管（7）的一端设有扇叶（40）；
所述滑块（14）顶壁上开设有两个滑槽，两个所述过滤架（15）靠近滑块（14）一侧外壁上均固定安装有滑板（21），且滑板（21）和滑槽相互配合，所述反应盒（4）的内侧壁上开设有加固槽（18），所述滑板（21）靠近加固槽（18）一侧连接有加固板（19），所述箱体（1）上方设有上盖（13），所述上盖（13）底壁上设有多个铝板（12），且铝板（12）与反应盒（4）一一对应，所述上盖（13）底壁上对称设有多对压板（20），所述压板（20）下移压动两个加固板（19）相互靠近。
2.根据权利要求1所述的一种高效铝空气电池，其特征在于，所述单向过滤组件还包括转动安装在过滤架（15）中的转动杆，且转动杆位于远离刮板（16）的一方，所述过滤架（15）靠近刮板（16）的一侧内顶壁上设有挡板（29）。
3.根据权利要求2所述的一种高效铝空气电池，其特征在于，所述刮板（16）顶壁上开设有朝向滤网（22）一侧的第一斜面（26），所述过滤架（15）上下两侧均开设有朝向滤网（22）一侧的第二斜面（27）。
4.根据权利要求3所述的一种高效铝空气电池，其特征在于，所述铝板（12）顶壁上设有连接块（39），所述上盖（13）底壁上开设有与连接块（39）相匹配的连接槽。
5.根据权利要求4所述的一种高效铝空气电池，其特征在于，所述刮板（16）上设有铰链，所述密封板（23）转动安装在铰链上，所述铰链远离滤网（22）一侧设有限位板（24），所述刮板（16）底壁上设有固定板（25），所述密封板（23）底部靠近固定板（25）一侧设有第三斜面（28）。
6.根据权利要求5所述的一种高效铝空气电池，其特征在于，所述回收槽（31）底壁上开设有朝向下料孔（32）的第五斜面（34），所述回收架（30）顶壁开设有朝向下料孔（32）的第四斜面（33）。
7.根据权利要求6所述的一种高效铝空气电池，其特征在于，所述下料孔（32）的内底壁上开设有安装槽（35），所述活动板（36）贯穿回收架（30）的顶壁并延伸至安装槽（35）中，且活动板（36）底部和安装槽（35）底壁之间连接有复位弹簧，所述活动板（36）的顶壁设有连接板（38）。
8.适用于上述权利要求7的一种高效铝空气电池的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：电池工作时自动启动风机（2），风机（2）中的空气在去除掉二氧化碳后进入到进气管（8）中，通过分流管（10）进入到多个第一集气板（5）中，空气通过连接管（7）进入到第二集气板（6），通过扇叶（40）带动往复丝杠（17）转动，带动滑块（14）上下滑动；
S2：当滑块（14）下移时，反应盒（4）的液体从底部冲击滤网（22），此时滤网（22）不会翻转，将内部的析出晶体阻挡住并推向反应盒（4）的底部，而当滑块（14）上移时，反应盒（4）的液体从顶部冲击滤网（22），此时滤网（22）翻转，析出晶体跟随水流流向滤网（22）下方，最终晶体在重力一个滤网（22）的压动下集中在下方的回收架（30）上；
S3：滑块（14）下移时，其下方的密封板（23）受到液体的冲击一端向上偏转，偏转的密封板（23）压在回收槽（31）槽口处，对回收槽（31）进行密封，并且密封板（23）在回收槽（31）的挤压下发生回转，压动活动板（36）下移打开下料孔（32），使得析出晶体跟随少量的液体流道收集箱（3）中。
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