CN205081192U - 一种金属空气电池用进气辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种金属空气电池用进气辅助装置，其特征在于，在金属空气电池组中设置外包围壳体和多孔空心板；其中外围壳体上设置有风扇，导流板和排气口；而多孔空心板上设置有空心板进气口，空心板排气孔，挡气翼板，空心板尾端排气槽。该装置可以提升金属空气电池组的进气效率，同时使进入的气流在空气阴极表面分散更为均匀。

Description

一种金属空气电池用进气辅助装置

技术领域

本实用新型涉及一种金属空气电池用进气辅助装置，属于动力电池技术领域。

背景技术

金属空气电池是以铝、镁、锌等金属或合金作为负极、空气电极为正极、中性或碱性水溶液为电解质构成的一种高能量化学电源，属于半燃料电池。该种电池具有能量密度大、质量轻、材料来源丰富、无污染、可靠性高、寿命长、使用安全等诸多优点。其中，铝空气电池最早于上世纪60年代由美国的Zaromb证明了其技术的可行性；70年代，主要集中于电视广播、航海航标灯、矿井照明等电源用铝空气电池的研究。美国能源部曾投资几百万美元支持劳伦斯-利佛莫国家实验室（LLNL）研制替代内燃机的金属空气电池，后来由LLNL和Electro-dynamics及Dow化学公司联合组成Voltek公司终于开发出实用化的动力型金属空气电池系统，也成为世界上第一个用来推动电动汽车的铝空气电池系统。

金属空气电池以空气作为阴极材料进行发电，可就地取材，省去了阴极材料的重量，从而大大降低了电池整体的重量。然而，大规模成组的铝空气电池堆由于输出功率较高，且摆放较为集中，靠空气的自由流动已经无法提供足够的空气亦即阴极活性材料用来反应发电。因此，需要在电堆安装特定的鼓风系统，从而加大电池单元中空气阴极附近的空气流量，以满足大功率输出。

经过检索，目前已有的一些专利技术对通风这方面问题进行了考虑，如申请号为“201310244781.4”的专利“一种铝空气燃料电池系统”给出了一种电解液箱、电池堆和通风系统的解决方式；申请号为“201410219365.3”的专利“铝空气电池系统”给出了一种包括导向风道和通风风扇的通风系统的解决方式，等。然而，尚没有专利技术对气流在空气阴极的分布均匀进行考虑。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种金属电池用进气辅助装置，针对进入金属空气电池系统的气流在电池单元之间的缝隙穿梭时不可避免的分布不均匀问题，为使空气电池系统中各电池单元上空气阴极表面分配的气流更为均匀，从而使阴极表面发生的反应均匀而高效，提升了阴极整体利用率，因此，有助于提升电池整体的性能，具有很高的实用价值。以提高金属空气电池组（堆）的进气量，改善气流在电池单元上空气阴极表面的分布，提高空气阴极的利用效率，进而提升电池的整体性能。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种金属空气电池用进气辅助装置，由铝空气电池壳体、排气口、导流板、风扇、多孔空心板、空心板进气口、空心板排气孔、挡气翼板、空心板尾端排气槽、电池单元组成，其特征在于：在金属空气电池组外侧设置进气口带有风扇的壳体，在每两个电池单元之间设置多孔空心板；电池壳体是一密封壳体，且在该密封壳体上设置有装有风扇的进气口、排气口和导流板；多孔空心板为长方体空心结构，一端开有空心板进气口，相对的一端开有空心板尾端排气槽，两侧由挡气翼板组成，其挡气翼板面积应与电池单元的空气阴极面积相等；多孔空心板的挡气翼板上均匀设置有空心板排气孔，挡气板的空心板进气口一端向两侧伸出阻挡翼，用来阻挡气体由多孔空心板与电池单元之间通过。

所述的铝空气电池壳体为耐碱的塑料材质，风扇的设置为1-10个，导流板和排气口的数量和与电池组中电池单元数相同。

所述的多孔空心板的厚度为2~10mm。

所述的空心板排气孔的尺寸为1-8mm，孔隙率为40%~70%。

所述的空心板进气口的面积为空心板尾端排气槽面积的1.5-5倍。

本实用新型的积极效果在于：（1）通过在壳体上设置进气口、风扇和导流板，可增加金属空气电池系统的进气量，是进入各电池之间的气流量分布更为均匀。（该装置可以提升金属空气电池组的进气效率，同时使进入的气流在空气阴极表面分散更为均匀。2）空心板尾端排气槽2-4面积为空心板进气口2-1面积的1/5~2/3，有利于在空心板内形成反向背压，提高进入空心板内气体的利用效率。（3）通过在电池单元之间设置多孔空心板可改善空气阴极表面的气流分布，提升阴极面积的利用效率。因此，该实用新型可提升金属空气电池空气阴极上参与发电反应的活性物质（空气中的氧气）的量，从而有助于提升电池整体的功率性能；同时，多孔空心板的设计又使气流在空气阴极表面的分布更为均匀，从而参与反应的有效空气阴极面积增大，提升放电功率的同时也有助于延长金属空气电池的使用寿命。

综上，本实用新型结构简单，容易实施，有利于提升金属空气电池的整体性能，因此具有很高的实用价值。

附图说明

图1为进气辅助装置结构示意图。

图2为局部放大结构示意图。

图3为局部放大结构示意图。

图4为多孔空心板结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步描述，如图1-4所示，一种金属空气电池用进气辅助装置，由1.铝空气电池壳体1-1.排气口1-2.导流板1-3.风扇2.多孔空心板2-1.空心板进气口2-2.空心板排气孔2-3.挡气翼板2-4.空心板尾端排气槽3.电池单元组成，其特征在于：在金属空气电池组外侧设置进气口带有风扇的壳体1，在每两个电池单元之间设置多孔空心板2；电池壳体1是一密封壳体，且在该密封壳体上设置有装有风扇的进气口1-3、排气口1-1和导流板1-2；多孔空心板2为长方体空心结构，一端开有空心板进气口2-1，相对的一端开有空心板尾端排气槽2-4，两侧由挡气翼板2-3组成，其挡气翼板2-3面积应与电池单元的空气阴极面积相等；多孔空心板2的挡气翼板2-3上均匀设置有空心板排气孔2-2，挡气板的空心板进气口一端向两侧伸出阻挡翼，用来阻挡气体由多孔空心板与电池单元之间通过。

所述的铝空气电池壳体1选用耐碱的塑料材质，如PE、PP、PVC、PTFE等板材。密封壳体大小可依据电池组的体积任意设置，而风扇1-3的数量可根据电池体积和风扇功率设置为1-10个，导流板1-2和排气口1-1的数量和与电池组中电池单元数相同。

所述的多孔空心板2，其材质选用耐碱的塑料材质，如PE、PP、PVC、PTFE等板材；厚度在2~10mm之间。

所述的空心板排气孔的尺寸在1-8mm之间，孔隙率应在40%~70%之间。

所述的空心板进气口2-1的面积应为空心板尾端排气槽2-4面积的1.5-5倍。

使用该装置的金属空气电池时，空气或氧气流从风扇进气口1-3进入，经过导流板1-2的引导，分别通过空心板进气口2-1进入每两个电池单元之间的多孔空心板2中，大部分气体通过位于挡气翼板2-3上的空心板排气孔2-2均匀流入电池单元3的空气阴极上发生反应，剩余的部分气体通过空心板尾端排气槽2-4排出，最终从壳体排气口1-1排到电池外部。

在金属空气电池组外侧设置进气口带有风扇的壳体1，在每两个电池单元之间设置多孔空心板2，该装置使用5个电池单元。

Claims (5)

1.一种金属空气电池用进气辅助装置，由铝空气电池壳体、排气口、导流板、风扇、多孔空心板、空心板进气口、空心板排气孔、挡气翼板、空心板尾端排气槽、电池单元组成，其特征在于：在金属空气电池组外侧设置进气口带有风扇的壳体，在每两个电池单元之间设置多孔空心板；电池壳体是一密封壳体，且在该密封壳体上设置有装有风扇的进气口、排气口和导流板；多孔空心板为长方体空心结构，一端开有空心板进气口，相对的一端开有空心板尾端排气槽，两侧由挡气翼板组成，其挡气翼板面积应与电池单元的空气阴极面积相等；多孔空心板的挡气翼板上均匀设置有空心板排气孔，挡气板的空心板进气口一端向两侧伸出阻挡翼，用来阻挡气体由多孔空心板与电池单元之间通过。

2.根据权利要求1所述的一种金属空气电池用进气辅助装置，其特征在于所述的铝空气电池壳体为耐碱的塑料材质，风扇的设置为1-10个，导流板和排气口的数量和与电池组中电池单元数相同。

3.根据权利要求1所述的一种金属空气电池用进气辅助装置，其特征在于所述的多孔空心板的厚度为2~10mm。

4.根据权利要求1所述的一种金属空气电池用进气辅助装置，其特征在于所述的空心板排气孔的尺寸为1-8mm，孔隙率为40%~70%。

5.根据权利要求1所述的一种金属空气电池用进气辅助装置，其特征在于所述的空心板进气口的面积为空心板尾端排气槽面积的1.5-5倍。