CN206789665U - 一种金属空气电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属空气电池，属于金属空气电池领域。它包括电池堆和电解液循环配送装置，所述电解液循环配送装置包括电解液箱和泵体总成，所述电池堆包括若干串联的电池单体，所述电池单体包括电极支架和电极板，所述电池堆的下端还设有回流暂存装置，所述电极支架内设有垂直向的电解液循环通道，所述循环通道包括容腔、垂直出水口和进水口；所述泵体总成分别与所述进水口和回流暂存装置相连通，所述垂直出水口与所述回流暂存装置相连通，所述垂直出水口自电极支架的上端贯穿至电极支架的底端。本实用新型通过在电池单体中设置垂直向的电解液循环通道，在电池堆内形成多个并联的回路，避免相互之间产生堵塞的影响。

Description

一种金属空气电池

技术领域

本实用新型涉及金属空气电池技术领域，特别是涉及一种金属空气电池。

背景技术

铝-空气电池是一种新型高能化学电源，它以铝合金为负极，空气电极为正极、中性或碱性水溶液为电解液，电池运行过程中通过消耗铝合金负极和空气中的氧气对外输出电能。铝-空气电池不需充电，电池运行过程中可通过补充消耗的铝合金负极材料以维持电池持续运行，故也称为金属燃料电池。中性铝-空气电池以食盐水或海水为电解液，碱性铝-空气电池以氢氧化钠或氢氧化钾水溶液为电解液。

目前铝-空气电池应用技术取得了很大的发展，但是仍未能实现大规模应用。主要原因在于一些相关技术尚未十分成熟，仍存在一些问题亟待解决，尤其是直接在电动汽车上的应用。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种金属空气电池，其通过在电池单体中设置垂直向的电解液循环通道，在电池堆内形成多个并联的回路，避免相互之间产生堵塞的影响。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：

一种金属空气电池，包括电池堆和与电池堆相连通的电解液循环配送装置，所述电解液循环配送装置包括电解液箱和泵体总成，所述电池堆包括若干串联的电池单体，所述电池单体包括电极支架和设于所述电极支架内的电极板，所述电池堆的下端还设有回流暂存装置，所述电极支架内设有垂直向的电解液循环通道，所述循环通道包括用于安装所述电极板的容腔、设于所述容腔两侧的垂直出水口和若干设于所述容腔下端的进水口；

所述泵体总成分别与所述进水口和回流暂存装置相连通，所述垂直出水口与所述回流暂存装置相连通，所述垂直出水口自所述电极支架的上端贯穿至电极支架的底端；

所述电解液箱内的电解液经泵体总成输入至进水口，当电解液充满所述容腔时由垂直出水口溢出至底端的回流暂存装置，回流暂存装置内的电解液继续返回至电解液箱形成循环配送。

进一步的，所述回流暂存装置为箱体结构，其上端设有与所述垂直出水口相配合的贯穿孔。

进一步的，所述电极支架包括对称设置的第一支架板和第二支架板，所述第一支架板的下端设有所述进水口，第一支架板的两侧设有所述垂直出水口，所述进水口和垂直出水口均与容腔相连通，形成垂直向的电解液循环通道。

进一步的，所述第一支架板的中部设有分隔板，所述分隔板将容腔左右隔开；所述第一支架板包括第一进水口、与所述第一进水口相连通的第一垂直出水口、第二进水口和与所述第二进水口相连通的第二垂直出水口。

进一步的，所述泵体总成包括与所述进水口相连通的第一水泵和与回流暂存装置相连通的第二水泵。

进一步的，所述泵体总成与回流暂存装置之间还连接有过滤装置和冷却装置。

进一步的，所述电池堆和回流暂存装置设于一壳体内，所述壳体上设有用于穿设管道的通孔。

进一步的，所述垂直出水口的底端设有突出于电极支架外的管接口，所述管接口与贯穿孔相配合。

进一步的，所述电极支架的顶端还设有密封条。

进一步的，电极板包括空气阴极板和金属阳极板，所述金属阳极板为铝、镁或锌制作。

进一步的，所述电极支架包括对称设置的第一支架板和第二支架板，所述第一支架板的底端设有进水口，第一支架板的两侧设有所述垂直出水口，所述进水口与回流暂存装置相连通，所述进水口和垂直出水口均与容腔相连通，形成垂直向的电解液循环通道。

进一步的，所述第一支架板的中部设有分隔板，所述分隔板将容腔左右隔开；所述第一支架板包括第一进水口、与所述第一进水口相连通的第一垂直出水口、第二进水口和与所述第二进水口相连通的第二垂直出水口。

进一步的，所述回流暂存装置包括相互配合的箱体和盖板，所述盖板的两侧设有与所述垂直出水口相配合的贯穿孔，所述盖板的中部设有与所述进水口相连通的进水通道，所述进水通道与所述贯穿孔相隔离；所述进水通道包括若干相互贯通的水平通道和竖直通道，所述水平通道的一端开口连通所述泵体总成，所述水平通道的另一端封闭；所述竖直通道连通所述进水口。

进一步的，所述箱体的侧壁处设有排水孔，所述排水孔连通所述泵体总成。

与现有技术相比，本实用新型的优势在于：

通过在每个电池单体内设置垂直向的电解液循环通，使得整个电池堆内形成多个并联的电解液回流通道，当其中一个单体出现堵塞时，其它电池单体仍然正常发电工作，减少了相互之间的干扰；通过设置过滤装置可有效避免反应沉积物进入电解液箱循环，保证电解液的纯度；通过设置冷却装置对电解液进行降温，保证系统的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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它的附图，其中：

图1是本实用新型金属空气电池的整体结构示意图；

图2是本实用新型金属空气电池的电池堆的结构示意图；

图3是本实用新型金属空气电池的电极支架的结构示意图；

图4是本实用新型金属空气电池的电池单体的结构示意图；

图5是本实用新型金属空气电池的第一支架板的结构示意图；

图6是本实用新型金属空气电池的回流暂存装置的结构示意图；

图7是本实用新型金属空气电池的电池堆的另一实施例的结构示意图；

图8是本实用新型金属空气电池的电极支架的另一结构示意图；

图9是本实用新型金属空气电池的第一支架板的另一结构示意图；

图10是本实用新型金属空气电池的盖板的俯视图；

图11是本实用新型金属空气电池的盖板的侧视图；

附图中各部件的标记如下：1、壳体，2、电池堆，201、第一进水口，202、第二进水口，203、第一支架板,204、第二支架板，205、第一垂直出水口，206、第二垂直出水口，207、分隔板，208、密封条，209、铝阳极板，210、管接口，3、电解液箱，4、第二水泵，5、第一水泵，7、回流暂存装置，701、贯穿孔，8、过滤装置，9、冷却装置，10、三通。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1至图6，一种金属空气电池，包括壳体1、设于壳体1内的电池堆2和与电池堆2相连通的电解液循环配送装置，电解液循环配送装置包括电解液箱3和泵体总成，电池堆2包括若干串联的电池单体，电池单体包括电极支架、设于电极支架顶端的密封条208和设于电极支架内的电极板，电池堆2的下端还设有回流暂存装置7，电极支架内设有垂直向的电解液循环通道，循环通道包括用于安装电极板的容腔、设于容腔两侧的垂直出水口和若干设于容腔下端的进水口；泵体总成分别与进水口和回流暂存装置7相连通，垂直出水口与回流暂存装置7相连通，垂直出水口自电极支架的上端贯穿至电极支架的底端；电解液箱内的电解液经泵体总成输入至进水口，当电解液充满容腔时由垂直出水口溢出至底端的回流暂存装置，回流暂存装置内的电解液继续返回至电解液箱形成循环配送。

回流暂存装置7为箱体结构，其上端设有多组与垂直出水口相配合的贯穿孔701。电极支架包括对称设置的第一支架板203和第二支架板204，第一支架板203和第二支架板204的结构相同，第一支架板203下端的侧壁处设有进水口，第一支架板203的两侧设有垂直出水口，进水口和垂直出水口均与容腔相连通，形成垂直向的电解液循环通道。第一支架板203的中部设有分隔板207，分隔板207将容腔左右隔开；第一支架板203包括第一进水口201、与第一进水口201相连通的第一垂直出水口205、第二进水口202和与第二进水口202相连通的第二垂直出水口206，第一垂直出水口205和第二垂直出水口206的底端设有突出于电极支架外的管接口210，管接口210与贯穿孔701相配合，两者之间通过密封圈进行密封。泵体总成包括与第一进水口201和第二进水口202相连通的第一水泵5、与垂直出水口相连通的第二水泵4，第一进水口201和第二进水口202同时连接到三通10，三通10的第三端连通第一水泵5。泵体总成与回流暂存装置7之间还连接有过滤装置8和冷却装置9，过滤装置8可为滤芯，冷却装置9可为鳍片散热盘管，具体的，过滤装置8、冷却装置9和第二水泵4串联连通，过滤装置8通过管道直接与回流暂存装置7相连通，第二水泵4直接与电解液箱3相连通；过滤装置8用于滤掉电池内的反应沉积物，保证反应速率；冷却装置9用于给电解液降温，保证安全。电池堆2和回流暂存装置7设于一壳体内，壳体上设有用于穿设管道的通孔。电极板包括空气阴极板和铝阳极板209，本实施例中，同一电极支架内放置有两块铝阳极板209，且相互独立的进行化学反应。当然，阳极板也可采用镁或锌制作，根据发电需要可进行更改。

使用时，先在电解液箱3中注入电解液，后启动泵体总成，第一水泵5将电解液抽送至三通10后分两路由第一进水口201和第二进水口202进入电极支架内，电解液充满左右两个容腔时，多余的电解液由第一垂直出水口205和第二垂直出水口206分别溢出，下落至回流暂存装置7内，后第二水泵4将回流暂存装置7内的电解液抽回至电解液箱3中形成循环配送，同时反应后的沉积物被过滤器8阻留而不得进入电解液箱3中，而电解液的反应热由冷却装置9散走。

实施例2

同实施例1，所不同的是，请参阅图7至图11，第一支架板203的底端设有进水口，该进水口垂直向设置，第一支架板203的两侧设有垂直出水口，进水口与回流暂存装置7相连通，进水口和垂直出水口均与容腔相连通，形成垂直向的电解液循环通道。第一支架板203的中部设有分隔板207，分隔板207将容腔左右隔开；第一支架板203包括第一进水口201、与第一进水口201相连通的第一垂直出水口205、第二进水口202和与第二进水口202相连通的第二垂直出水口206。

回流暂存装置7包括相互配合的箱体和盖板704，盖板704的两侧设有与垂直出水口相配合的贯穿孔701，盖板704的中部设有与进水口相连通的进水通道，进水通道与贯穿孔701相隔离；进水通道包括若干相互贯通的水平通道703和竖直通道702，水平通道703的一端开口连通泵体总成，水平通道703的另一端封闭；竖直通道702连通进水口；具体的，水平通道703沿盖板704的宽度方向设有两个，两者分别通过管道连接三通10；竖直通道702的数量和位置排布与第一进水口201及第二进水口202相匹配。箱体的侧壁处设有排水孔705，排水孔705连通过滤装置8、冷却装置9和第二水泵4。本实施例中，电解液循环在盖板704内形成，电解液垂直进入容腔，后垂直下落至箱体内。

使用时，先在电解液箱3中注入电解液，后启动泵体总成，第一水泵5将电解液抽送至三通10后经过水平通道703和竖直通道702进入电极支架内，电解液充满左右两个容腔时，多余的电解液分别由第一垂直出水口205和第二垂直出水口206溢出，下落至回流暂存装置7内，后第二水泵4将回流暂存装置7内的电解液抽回至电解液箱3中形成循环配送，同时反应后的沉积物被过滤器8阻留而不得进入电解液箱3中，而电解液的反应热由冷却装置9散走。

以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种金属空气电池，包括电池堆和与电池堆相连通的电解液循环配送装置，所述电解液循环配送装置包括电解液箱和泵体总成，所述电池堆包括若干串联的电池单体，所述电池单体包括电极支架和设于所述电极支架内的电极板，其特征在于：

所述电池堆的下端还设有回流暂存装置，所述电极支架内设有垂直向的电解液循环通道，所述循环通道包括用于安装所述电极板的容腔、设于所述容腔两侧的垂直出水口和若干设于所述容腔下端的进水口；

所述泵体总成分别与所述进水口和回流暂存装置相连通，所述垂直出水口与所述回流暂存装置相连通，所述垂直出水口自所述电极支架的上端贯穿至电极支架的底端；

所述电解液箱内的电解液经泵体总成输入至进水口，当电解液充满所述容腔时由垂直出水口溢出至底端的回流暂存装置，回流暂存装置内的电解液继续返回至电解液箱形成循环配送。

2.根据权利要求1所述的一种金属空气电池，其特征在于，所述回流暂存装置为箱体结构，其上端设有与所述垂直出水口相配合的贯穿孔。

3.根据权利要求1所述的一种金属空气电池，其特征在于，所述电极支架包括对称设置的第一支架板和第二支架板，所述第一支架板下端的侧壁处设有所述进水口，第一支架板的两侧设有所述垂直出水口，所述进水口和垂直出水口均与容腔相连通，形成垂直向的电解液循环通道。

4.根据权利要求3所述的一种金属空气电池，其特征在于，所述第一支架板的中部设有分隔板，所述分隔板将容腔左右隔开；所述第一支架板包括第一进水口、与所述第一进水口相连通的第一垂直出水口、第二进水口和与所述第二进水口相连通的第二垂直出水口。

5.根据权利要求1所述的一种金属空气电池，其特征在于，所述泵体总成包括与所述进水口相连通的第一水泵和与回流暂存装置相连通的第二水泵。

6.根据权利要求1或5所述的一种金属空气电池，其特征在于，所述泵体总成与回流暂存装置之间还连接有过滤装置和冷却装置。

7.根据权利要求1所述的一种金属空气电池，其特征在于，所述电池堆和回流暂存装置设于一壳体内，所述壳体上设有用于穿设管道的通孔。

8.根据权利要求2所述的一种金属空气电池，其特征在于，所述垂直出水口的底端设有突出于电极支架外的管接口，所述管接口与贯穿孔相配合。

9.根据权利要求1所述的一种金属空气电池，其特征在于，所述电极支架的顶端还设有密封条。

10.根据权利要求1所述的一种金属空气电池，其特征在于，所述电极板包括空气阴极板和金属阳极板，所述金属阳极板为铝、镁或锌制作。

11.根据权利要求1所述的一种金属空气电池，其特征在于，所述电极支架包括对称设置的第一支架板和第二支架板，所述第一支架板的底端设有进水口，第一支架板的两侧设有所述垂直出水口，所述进水口与回流暂存装置相连通，所述进水口和垂直出水口均与容腔相连通，形成垂直向的电解液循环通道。

12.根据权利要求11所述的一种金属空气电池，其特征在于，所述第一支架板的中部设有分隔板，所述分隔板将容腔左右隔开；所述第一支架板包括第一进水口、与所述第一进水口相连通的第一垂直出水口、第二进水口和与所述第二进水口相连通的第二垂直出水口。

13.根据权利要求11所述的一种金属空气电池，其特征在于，所述回流暂存装置包括相互配合的箱体和盖板，所述盖板的两侧设有与所述垂直出水口相配合的贯穿孔，所述盖板的中部设有与所述进水口相连通的进水通道，所述进水通道与所述贯穿孔相隔离；所述进水通道包括若干相互贯通的水平通道和竖直通道，所述水平通道的一端开口连通所述泵体总成，所述水平通道的另一端封闭；所述竖直通道连通所述进水口。

14.根据权利要求13所述的一种金属空气电池，其特征在于，所述箱体的侧壁处设有排水孔，所述排水孔连通所述泵体总成。