CN206864578U - 一种测试用金属空气液流电池装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出简单实用且能精确控制反应面积的一种测试用金属空气液流电池装置，包括：依次设置的空气极挡板、空气极、密封垫片、电池腔、密封垫片、金属极、和金属极挡板，所述电池腔、所述空气极挡板和所述金属极挡板的两侧分别设有凸出且对应的定位孔。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测试用金属空气液流电池装置。
背景技术
金属空气电池以活泼金属和空气中的氧气反应，在特定的电解液中进行氧化还原反应释放电能。金属空气电池以其具有的极高的体积比能量和高的能量密度，逐渐受到人们的关注和重视。目前金属空气电池的研究集中在铝、镁、锌等金属之中，金属空气电池负极包含锂、钠、铝、镁、锌等，而由于铝、镁、锌等金属储存丰富，成本低廉，逐渐体现出其作为金属空气电池负极的优势。虽然以铝为代表的金属空气电池呈现出诸多优点，但目前对金属空气电池的研究还不够深入，且没有统一的，结构简单方便且能精确控制的测试用空气电池装置。
实用新型内容
为解决以上问题，促进对金属空气电池的研究，本实用新型提出一种简单实用且能精确控制反应面积的测试用金属空气液流电池装置。
本实用新型采用的技术方案是：提供一种测试用金属空气液流电池装置，包括：依次设置的空气极挡板、空气极、密封垫片、电池腔、密封垫片、金属极、和金属极挡板，所述电池腔、所述空气极挡板和所述金属极挡板的两侧分别设有凸出且对应的定位孔。
根据本实用新型，金属极利用密封垫片与电池腔接触，外侧用金属极挡板固定；同样地，空气极利用密封垫片与电池腔接触，外侧用金属极固定，且电池腔、空气极挡板和金属极挡板的两侧分别设有凸出且对应的定位孔，可用以将极片挡板（即空气极挡板和金属极挡板）与电池腔基本定位与固定， 用于定位各部件以及进而用于以螺丝等固定整个电池装置。由此，可将极片与密封垫片紧密贴合，保证电池密封不漏液的同时，保持了整个电池结构的完整性。本实用新型能够精确控制正负极反应区面积，且本装置设计对称合理，结构简单、体积小、外形美观，适宜多种金属空气电池的装配与测试，适宜材料研究测试用。
较佳地，所述空气极挡板和金属极挡板为方形片状结构。
较佳地，所述电池腔为方形腔体。
较佳地，所述电池腔的与所述空气极和所述金属极分别接触的两面中央设有方形通孔。
由此，可用于精确控制反应中金属极与空气极的反应面积。
较佳地，所述电池腔为方形体。
较佳地，所述电池腔的两侧还设有电解液出口和电解液进口，并且所述电解液出口和电解液进口分别在所述电池腔的两侧上下设置。
由此，本实用新型通有电解液进液口和出液口，可构成液流电池。且电解液出口和电解液进口分别在电池腔两侧上下设置，可保证电解液充分填充电池腔。
较佳地，所述电池腔的顶部中央设有参比电极插入通孔，在所述电池腔的顶部还设有空气通孔。
本实用新型设有参比电极插入通孔，用以插入参比电极，方便检测电池各部件的电势，进一步方便了电池的研究；且设置的空气通孔，用以排出反应中产生的气体，保证了电池的稳定安全运行。
较佳地，所述电解液出口和电解液进口分别与电解液储液槽及连通泵相连。
由此，可进一步制成金属空气液流电池。
较佳地，所述空气极挡板的中央设有方形通孔。
由此，可用于精确控制反应中空气极与空气的接触面积。
本实用新型的有益效果在于：
1、提出了一种测试用金属空气液流电池装置，用以进行金属空气电池的研究；
2、结构简单体积较小，成本低，环境友好；
3、精确控制反应面积，为金属空气电池的研究提供了数据保证。
根据下述具体实施方式并参考附图，将更好地理解本实用新型的上述内容及其它目的、特征和优点。
附图说明
图1为本实用新型一实施形态的测试用金属空气液流电池装置的前视爆炸图；
图2为本实用新型一实施形态的测试用金属空气液流电池装置的俯视爆炸图；
图3为本实用新型一实施形态的测试用金属空气液流电池装置的整体前视图；
图4为本实用新型一实施形态的测试用金属空气液流电池装置的整体侧视图；
图5至图7分别是全电池、负极及正极(vs甘汞电极)电极电位图；
符号说明：
1金属极挡板，
2金属极，
3密封垫片，
4电池腔，
5密封垫片，
6空气极，
7空气极挡板；
8中央方形通孔，
9定位孔，
10电解液进口，
11电解液出口；
12参比电极插入通孔，
13空气通孔。
具体实施方式
下面结合具体实施形态和附图来说明本实用新型的实质性特点和显著性的进步。应理解，这些实施形态仅用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
针对现有技术中没有统一的，结构简单方便且能精确控制的测试用空气电池装置，本实用新型提供了一种测试用金属空气液流电池装置，包括：依次设置的空气极挡板、空气极、密封垫片、电池腔、密封垫片、金属极、和金属极挡板，所述电池腔、所述空气极挡板和所述金属极挡板的两侧分别设有凸出且对应的定位孔。该装置是一种精确控制正负极反应区面积的电池装置，且进一步还通有进液出液口可构成液流电池，并设有参比电极插孔与排气孔，结构简单紧凑，适宜材料研究测试用。本装置设计对称合理，结构简单、体积小、外形美观，适宜多种金属空气电池的装配与测试。
所述空气极挡板和金属极挡板均为方形片状结构。空气极挡板中央设有一个方形通孔，用以控制空气极与空气的接触面积。
所述空气极挡板和金属极挡板两侧设有凸出对应的定位孔，用以将极片挡板与电池腔基本定位与固定。
所述电池腔为设置一定体积的方形腔体。中部掏空四周密闭，且分别于金属极与空气接触的两侧中央设有面积与垫片中心面积相同的方形通孔，用于控制反应过程中金属极与空气极的反应面积，且与空气极挡板中央的方形通孔对应。
所述电池腔两侧设有电解液进出口，电解液进出口在两侧上下设置，电解液从设置在下部的口进入，从设置在上部的口出，保证了电池腔电解液充分填满。电解液进出口与导管与泵与电解液储液罐相连。
所述电池腔上部中央部位设有通孔，用以插入参比电极，位置与金属极空气极极片对应，用以准确监控极片电位。在顶部的一侧设有另一通孔，用以排气，防止反应过程中过度密封导致电池壳出现的安全问题。
为了更好地理解本实用新型，下面结合附图以一种具体的实施例阐释本实用新型的技术特点。图1为本实用新型一实施形态的测试用金属空气液流电池装置的前视爆炸图；图2为本实用新型一实施形态的测试用金属空气液流电池装置的俯视爆炸图；图3为本实用新型一实施形态的测试用金属空气液流电池装置的整体前视图；图4为本实用新型一实施形态的测试用金属空气液流电池装置的整体侧视图。
如图1至图4，根据本实用新型的一具体实施例，将金属极2仔细对应补满密封垫片3及电池腔4的中央方形通孔8，三者紧密贴合后，利用金属极挡板1将三者压紧固定；对应地，在电池腔的另一侧，将空气极6附有催化剂部分仔细对应补满密封垫片5及电池腔4的中央方形通孔8，三者紧密贴合后利用空气极挡板7将三者压紧固定。金属极挡板、电池腔、密封垫片及空气极挡板主体部分均设计为边长为例如3cm的方形结构，金属极及空气极挡板厚度例如为1.5mm，电池腔厚度例如为1cm。密封垫片及电池腔两侧及空气极中央设有边长为1cm的通孔，用于控制反应面积及定位。电池各部分压实之后，用两套螺丝螺母利用定位孔9将电池各部分固定。电池装配结束之后，从外部连接储液槽，从电解液进口10通入电解液，从电解液出口11排除电解液，从而保证整个电池腔能够充满电解液。参比电极利用参比电极插入通孔12插入，空气通孔13用以排气，保证电池内部稳定。
具体材料：
负极：一系铝片，纯度99.6%，裁剪成1.5cm*3cm大小；电解液：4M KOH溶液为电解液，利用蠕动泵通入电池腔；正极：MnCo2O4涂布在碳纸上,并利用镍网作为集流体引出。以甘汞电极作为参比电极，进行电池放电测试。
测试条件：恒流放电。放电密度35mA·cm-1。
图5至图7分别是全电池、负极及正极(vs甘汞电极)电极电位图，如图5至图7显示，在35mA·cm-1的电流密度下，电池能平稳放电12个小时以上，电池性能稳定，测试精确。
由以上具体实施方式可知，本实用新型装置具有结构简单，反应控制精确，体积较小，且在实时测试电池的同时保证了电池的稳定。
在不脱离本实用新型的基本特征的宗旨下，本实用新型可体现为多种形式，因此本实用新型中的实施形态是用于说明而非限制，由于本实用新型的范围由权利要求限定而非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括在权利要求书中。
Claims (8)
1.一种测试用金属空气液流电池装置，其特征在于，包括：依次设置的空气极挡板、空气极、密封垫片、电池腔、密封垫片、金属极、和金属极挡板，所述电池腔、所述空气极挡板和所述金属极挡板的两侧分别设有凸出且对应的定位孔。
2.根据权利要求1所述的测试用金属空气液流电池装置，其特征在于，所述空气极挡板与所述金属极挡板为方形片状结构。
3.根据权利要求1所述的测试用金属空气液流电池装置，其特征在于，所述电池腔的与所述空气极和所述金属极分别接触的两面中央设有方形通孔。
4.根据权利要求1所述的测试用金属空气液流电池装置，其特征在于，所述电池腔为方形体。
5.根据权利要求1所述的测试用金属空气液流电池装置，其特征在于，所述电池腔的两侧还设有电解液出口和电解液进口，并且所述电解液出口和电解液进口分别在所述电池腔的两侧上下设置。
6.根据权利要求1所述的测试用金属空气液流电池装置，其特征在于，所述电池腔的顶部中央设有参比电极插入通孔，在所述电池腔的顶部还设有空气通孔。
7.根据权利要求5所述的测试用金属空气液流电池装置，其特征在于，所述电解液出口和电解液进口分别与电解液储液槽及连通泵相连。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的测试用金属空气液流电池装置，其特征在于，所述空气极挡板的中央设有方形通孔。
Priority Applications (1)
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| CN201720773733.8U CN206864578U (zh) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | 一种测试用金属空气液流电池装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109216831A (zh) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种测试用金属空气液流电池装置 |
| CN114397346A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-04-26 | 中国科学技术大学 | 一种新型锌空气电池充电过程尾气原位定量分析装置 |
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2017
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| CN114397346A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-04-26 | 中国科学技术大学 | 一种新型锌空气电池充电过程尾气原位定量分析装置 |
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