CN204441424U - 一种铝空气燃料电池单元及其组成的铝空气燃料电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种铝空气燃料电池单元及其组成的铝空气燃料电池，所述铝空气燃料电池单元包括铝负极和电池单元壳体。所述铝负极置于电池单元壳体内部中央，由铝负极最长的两条边长所组成的第一侧面与第二侧面上分别设置多个沟槽。所述电池单元壳体内还设有第一空气正极、第二空气正极、第一空气分流板、第二空气分流板，铝负极置于第一空气正极与第二空气正极之间，第一空气正极、第二空气正极置于第一空气分流板与第二空气分流板之间。多个铝空气燃料电池单元组成铝空气燃料电池。本实用新型改进铝空气燃料电池中的铝负极，有效地降低了铝空气燃料电池中电极极化的程度，从而提高铝空气燃料电池的性能。

Description

一种铝空气燃料电池单元及其组成的铝空气燃料电池
技术领域
本实用新型涉及的是金属空气燃料电池领域，具体涉及的是一种铝空气燃料电池单元及其组成的铝空气燃料电池。
背景技术
金属空气燃料电池是一种以空气中的氧为正极、金属为负极，中性或者碱性电解液为介质，在催化剂的作用下发生化学反应而产生电能的一种化学电源。其中，铝空气燃料电池经过多年的研究正逐渐投入商业化运作，并且凭借其自身优越的性能由原来的备用电源领域发展到用于驱动电动自行车、电动汽车。但是铝空气电池中的电极通过大电流时产生极化现象，使得电池电势差减少，电池内部阻力增加。而影响电极极化现象的因素之一就是在铝空气燃料电池的液态电解液与铝负极之间发生的副反应：6AL+6H2O→2Al(OH)3+H2↑。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种铝空气燃料电池单元及其组成的铝空气燃料电池，解决铝空气燃料电池电极产生严重极化现象从而影响铝空气燃料电池电压、电量等性能的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种铝空气燃料电池单元及其组成的铝空气燃料电池，所述铝空气燃料电池单元包括铝负极、电池单元壳体。
所述铝负极为长方体板状结构，铝负极其中一个端面上设有卡扣至电池单元壳体的凸起结构。由铝负极最长的两条边长所组成的第一侧面与第二侧面上分别设置多个长度相等的沟槽，所述沟槽相互平行纵向跨越第一侧面、第二侧面。由于沟槽的设计加快气体脱离铝负极外表面的速度，同时减少铝负极有效表面固体颗粒的形成，有效地降低电极极化的程度，使得铝空气燃料电池内阻减少，电压升高。
所述沟槽的形状可以为V型、波浪型、刀锋型等，使得第一侧面与第二侧面的表面凹凸不平。
所述铝负极置于电池单元壳体内部中央，凸起结构将铝负极固定于电池单元壳体内部。电池单元壳体内还设有第一空气正极、第二空气正极、第一空气分流板、第二空气分流板，所述第一空气正极相隔一定距离设于铝负极的第一侧面一侧，所述第二空气正极相隔一定距离设于铝负极的第二侧面一侧。所述第一空气分流板设于第一空气正极远离铝负极一侧，与第一空气正极相邻。第二空气分流板设于第二空气正极远离铝负极一侧，与第二空气正极相邻。第一空气分流板与第二空气分流板的表面分别设有多个开槽或者穿孔，使得空气可通过开槽或者穿孔接触铝负极。
所述电池单元壳体开有连接鼓风机的进气口、连接分支泵的电解液入口、电解液溢流口和低氧空气出口。进气口在鼓风机的作用下将空气送入第一空气分流板和第二空气分流板。电解液入口在分支泵的作用下将电解液输送至电池单元壳体内部，使电池单元壳体内部充满电解液，多余的电解液通过电解液溢流口流出。铝空气燃料电池单元反应后产生的气体通过低氧空气出口排出，防止铝空气燃料电池单元压力过大发生爆炸。
所述铝空气燃料电池包括铝空气燃料电池单元、电解液进料管、总泵、储液罐。
多个铝空气电池单元通过电解液进料管连接组成铝空气燃料电池。所述电解液进料管一端连接总泵。所述总泵另连接储液罐，将储液罐中储存的电解液通过电解液进料管输送到各个铝空气电池单元。电解液进料管的另一端连接电解液出口，电解液出口连通储液罐，循环使用电解液。铝空气燃料电池上开有多个送风口，输送空气进入铝空气电池中。
作为优选，所述铝负极厚度为8mm～12mm，长度和高度为20cm×20cm。第一空气正极、第二空气正极的厚度为0.5mm～0.7mm，长度和高度为20cm×20cm。铝负极和第一空气正极间的距离为1mm～2mm，第一空气正极与相邻的第一空气分流板间的距离为4mm～5mm。
作为优选，所述电池单元壳体由绝缘的聚丙烯制成。
本实用新型改进铝空气燃料电池中的铝负极，有效地降低了铝空气燃料电池中电极极化的程度，从而提高铝空气燃料电池的性能。
附图说明
图1为一种铝空气燃料电池单元内部铝负极结构轴测图。
图2为一种铝空气燃料电池单元结构俯视图。
其中：101、铝空气燃料电池单元，102、铝负极，102a、第一侧面，102b、第二侧面，103、V型沟槽，104a、第一空气正极，104b、第二空气正极，105a、第一空气分流板、105b、第二空气分流板，106、电池单元壳体，107、进气口，108、鼓风机，109、电解液入口，110、分支泵，111、电解液溢流口，112、低氧空气出口。
图3为一种铝空气燃料电池单元结构简略侧视图。
图4为一种铝空气燃料电池单元组成的铝空气燃料电池结构示意图。
其中：807、送风口，810、总泵，811、电解液出口，815、铝空气燃料电池，816、电解液进料管，817、储液罐，818、排水管。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
一种铝空气燃料电池单元，包括铝负极102、电池单元壳体106。
参阅图1和图2，所述铝负极102为长方体板状结构，铝负极102其中一个端面上设有卡扣至电池单元壳体的凸起结构。由铝负极最长的两条边长所组成的第一侧面102a与第二侧面102b上分别设置多个长度相等的V型沟槽103，所述V型沟槽103相互平行纵向跨越第一侧面102a、第二侧面102b。由于V型沟槽103的设计加快气体脱离铝负极102外表面的速度，同时减少铝负极102有效表面固体颗粒的形成，有效地降低电极极化的程度，使得铝空气燃料电池单元101内阻减少，电压升高。
所述铝负极102置于电池单元壳体106内部中央，凸起结构将铝负极102固定于电池单元壳体106内部。
所述电池单元壳体106内还设有第一空气正极104a、第二空气正极104b、第一空气分流板105a、第二空气分流板105b，所述第一空气正极104a相隔一定距离设于第一侧面102a一侧，所述第二空气正极104b相隔一定距离设于第二侧面102b一侧。所述第一空气分流板105a设于第一空气正极104a远离铝负极102一侧，与第一空气正极104a相邻。第二空气分流板105b设于第二空气正极104b远离铝负极102一侧，与第二空气正极104b相邻。第一空气分流板105a与第二空气分流板105b的表面分别设有多个开槽或者穿孔，使得空气可通过开槽或者穿孔接触铝负极102。
所述电池单元壳体106开有连接鼓风机108的进气口107、连接分支泵110的电解液入口109、电解液溢流口111和低氧空气出口112。进气口107在鼓风机108的作用下将空气送入第一空气分流板105a和第二空气分流板105b。电解液入口109在分支泵110的作用下将电解液输送至电池单元壳体106内部，使电池单元壳体106内部充满电解液，多余的电解液通过电解液溢流口111流出。铝空气燃料电池单元101反应后产生的气体通过低氧空气出口112排出，防止铝空气燃料电池单元101压力过大发生爆炸。
参阅图3，所述第一空气分流板105a与第二空气分流板105b间设有平行设置的第一空气正极104a、第二空气正极104b和铝负极102。所述铝负极102厚度为8mm，长度和高度为20cm×20cm。第一空气正极104a、第二空气正极104b的厚度为0.7mm，长度和高度为20cm×20cm。铝负极102和第一空气正极间104a的距离为1.5mm，第一空气正极104a与相邻的第一空气分流板105a间的距离为4mm。铝负极102和第二空气正极间104b的距离为1.5mm，第二空气正极104b与相邻的第二空气分流板105b间的距离为4mm。
参阅图4，所述铝空气燃料电池815包括铝空气燃料电池单元101、电解液进料管816、总泵810、储液罐817。
多个铝空气电池单元101通过电解液进料管816连接，所述电解液进料管816一端连接总泵810。所述总泵810另连接储液罐817，将储液罐817中储存的电解液通过电解液进料管816输送到各个铝空气电池单元101。电解液进料管816的另一端连接电解液出口811，电解液出口811连通储液罐817，循环使用电解液。铝空气燃料电池815上设有多个送风口807，输送空气进入铝空气电池815中。
具体实施中，所述电池单元壳体106由绝缘的聚丙烯制成。

Claims (2)

1.一种铝空气燃料电池单元及其组成的铝空气燃料电池，其特征在于所述铝空气燃料电池单元包括长方体板状结构的铝负极和电池单元壳体，所述铝负极置于电池单元壳体内部中央，铝负极其中一个端面上设有卡扣至电池单元壳体的凸起结构，由铝负极最长的两条边长所组成的第一侧面与第二侧面上分别设置多个长度相等的沟槽，所述沟槽相互平行纵向跨越第一侧面、第二侧面；所述电池单元壳体内还设有第一空气正极、第二空气正极、第一空气分流板、第二空气分流板，所述第一空气正极设于第一侧面一侧，第一空气正极与第一侧面间留有空隙，所述第二空气正极设于第二侧面一侧，第二空气正极与第二侧面间留有空隙，所述第一空气分流板设于第一空气正极远离铝负极一侧，与第一空气正极相邻但不相连，第二空气分流板设于第二空气正极远离铝负极一侧，与第二空气正极相邻但不相连，所述第一空气分流板与第二空气分流板的表面分别设有多个开槽或者穿孔；所述电池单元壳体开有连接鼓风机的进气口、连接分支泵的电解液入口、电解液溢流口和低氧空气出口，进行物质的交换；所述铝空气燃料电池包括铝空气燃料电池单元、电解液进料管、总泵、储液罐，多个铝空气电池单元通过电解液进料管连接，所述电解液进料管一端连接所述总泵，总泵连接储液罐，电解液进料管的另一端连接电解液出口，电解液出口连通储液罐，循环使用电解液，铝空气燃料电池上开有多个输送空气的送风口。
2.根据权利要求1所述一种铝空气燃料电池单元及其组成的铝空气燃料电池，其特征在于所述铝负极厚度为8mm～12mm，长度和高度为20cm×20cm；第一空气正极的厚度为0.5mm～0.7mm，长度和高度为20cm×20cm；第二空气正极的厚度为0.5mm～0.7mm，长度和高度为20cm×20cm；铝负极和第一空气正极间的距离为1mm～2mm，第一空气正极与相邻的第一空气分流板间的距离为4mm～5mm；铝负极和第二空气正极间的距离为1mm～2mm，第二空气正极与相邻的第二空气分流板间的距离为4mm～5mm。
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