CN209880770U - 金属空气电池系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种金属空气电池系统及车辆，涉及金属空气电池领域。金属空气电池系统包括储液箱和至少一个金属空气电池。金属空气电池内设有用于容纳电解液的容纳腔。容纳腔内设有用于将气体排出容纳腔的压力阀。储液箱用于储存并向至少一个金属空气电池中补充电解液。储液箱内设有透气防水膜。容纳腔与储液箱之间通过两个相互独立的第一通道和第二通道相连通，第一通道设置有第一单向阀，第二通道设置有第二单向阀，第一单向阀与第二单向阀之间的流通方向相反。本实用新型所采用自循环设计，不需要水泵作为电解液循环的动力源，充分利用金属空气电池自腐蚀反应生成的氢气作为循环动力源，提高整个电池组的功率密度和能量密度。
Description
技术领域
本实用新型涉及金属空气电池领域，特别是涉及一种金属空气电池系统及车辆。
背景技术
金属空气燃料电池是属于新能源电池，金属的电化学当量高，当其在电解液中发生电化学反应时，同时也发生自腐蚀反应，两种反应都会放出大量的热和生成难溶物。过高的温度会导致自腐蚀反应加剧，金属空气电池的比能量下降。金属片负极会逐步剥离生成难溶解的杂质，导致电解液浑浊，电导率下降，电阻增大。所以金属空气燃料电池一般都需要配备相应的循环装置，用来散热和过滤。
但是，金属空气电池尽管有比较高的能量密度，但是功率密度较小，加上水泵的重量和耗能极大减小了金属空气电池的比功率。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是要提供一种金属空气电池系统，以解决因为水泵而导致金属电池比功率小的问题。
本实用新型另一个进一步的目的是要提供一种车辆。
一方面，本实用新型提供了一种金属空气电池系统，包括：
至少一个金属空气电池，金属空气电池内设有用于容纳电解液的容纳腔，容纳腔内设有用于将气体排出容纳腔的压力阀；
储液箱，用于储存并向至少一个金属空气电池中补充电解液，储液箱内设有透气防水膜；
其中，容纳腔与储液箱之间通过两个相互独立的第一通道和第二通道相连通，第一通道设置有第一单向阀，第二通道设置有第二单向阀，第一单向阀与第二单向阀之间的流通方向相反。
可选地，第一单向阀配置成允许储液箱的电解液流入容纳腔，第二单向阀配置成允许容纳腔的电解液流入储液箱，第一通道设置于第二通道的上方。
可选地，第二通道配置成将储液箱和容纳腔的底部相连通。
可选地，第二通道还设有用于过滤杂质的过滤器，过滤器设置于第二单向阀的上游。
可选地，第一通道配置成将储液箱和容纳腔的中上部相连通。
可选地，储液箱还包括用于向储液箱内注入电解液的注液口。
可选地，储液箱内设置有用于给电解液降温的换热器。
可选地，换热器中的冷却液为用于清洗金属空气电池的清洗液。
可选地，容纳腔的底部设有用于过滤杂质的杂质过滤器。
一方面，本实用新型还提供了一种车辆，车辆内安装有上述的金属空气电池系统。
本实用新型的金属空气电池系统，包括储液箱和至少一个金属空气电池。金属空气电池内设有用于容纳电解液的容纳腔。容纳腔内设有用于将气体排出容纳腔的压力阀。储液箱用于储存并向至少一个金属空气电池中补充电解液。储液箱内设有透气防水膜。容纳腔与储液箱之间通过两个相互独立的第一通道和第二通道相连通，第一通道设置有第一单向阀，第二通道设置有第二单向阀，第一单向阀与第二单向阀之间的流通方向相反。本实用新型所采用自循环设计，不需要水泵作为电解液循环的动力源，充分利用金属空气电池自腐蚀反应生成的氢气作为循环动力源，提高整个电池组的功率密度和能量密度。
进一步地，本实用新型的储液箱内设置有用于给电解液降温的换热器，随着金属空气电池温度越高，自腐蚀反应生成的气体速率越快，气压更大，循环速度加快，更多的电解液通过散热器形成负反馈，最终达到温度平衡。
根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本实用新型一个实施例的金属空气电池系统的示意性装置图；
图2是图1所示金属空气电池系统的注入电解液后的示意性装置图；
图3是图1所示金属空气电池系统的容纳腔中气压增大后的示意性装置图；
图4是图1所示金属空气电池系统的液面恢复平衡后的示意性装置图。
具体实施方式
图1是根据本实用新型一个实施例的金属空气电池1系统100的示意性装置图。图2是图1所示金属空气电池系统100的注入电解液后的示意性装置图。图3是图1所示金属空气电池系统100的容纳腔11中气压增大后的示意性装置图。图4是图1所示金属空气电池系统100的液面恢复平衡后的示意性装置图。下面参照图1至图4来描述本实用新型实施例的金属空气电池系统100。
参考图1，本实施例中的金属空气电池系统100，包括储液箱2和至少一个金属空气电池1。由于金属空气电池1技术已经比较成熟，其主要结构在此不再详述。下面详细介绍和本实用新型的创新点相关的部分。在本实施例中，金属空气电池为铝空气电池。金属空气电池1内设有用于容纳电解液的容纳腔11。容纳腔11内设有用于将气体排出容纳腔11的压力阀12。只有当容纳腔11内的压力值达到一定压力值时，压力阀12才能打开。压力阀12的开启值可根据电池的大小及功率等人为设定。储液箱2用于储存并向至少一个金属空气电池1中补充电解液。储液箱2内设有透气防水膜21。容纳腔11与储液箱2之间通过两个相互独立的第一通道3和第二通道4相连通，第一通道3设置有第一单向阀31，第二通道4设置有第二单向阀41，第一单向阀31与第二单向阀41之间的流通方向相反。
继续参考图1，在一个优选地实施例中，第一单向阀31配置成允许储液箱2的电解液流入容纳腔11，第二单向阀41配置成允许容纳腔11的电解液流入储液箱2，第一通道3设置于第二通道4的上方。第二通道4配置成将储液箱2和容纳腔11的底部相连通。第一通道3配置成将储液箱2和容纳腔11的中上部相连通。进一步地，储液箱2还包括用于向储液箱2内注入电解液的注液口22。
参考图2-4，金属空气电池系统100的工作原理如下：
1)参考图2，从注液口22注入电解液(图中虚线为液面高度)，使电解液大致充满容纳腔11；
2)参考图3，随着金属空气电池1的自腐蚀反应，容纳腔11内的气压增大，电解液液面降低，电解液从第二单向阀41流入储液箱2，储液箱2内的液面上升，储液箱2内的空气从防水透气膜逸出；
3)参考图4，随着容纳腔11内的气压进一步增大，压力阀12开启，储液箱2内电解液从第一单向阀31流入容纳腔11，液面恢复平衡，完成循环。
本实施例中所采用自循环设计，不需要水泵作为电解液循环的动力源，充分利用金属空气电池1自腐蚀反应生成的氢气作为循环动力源，提高整个电池组的功率密度和能量密度。
进一步地，第二通道4还设有用于过滤杂质的过滤器，过滤器设置于第二单向阀41的上游。
进一步地，容纳腔11的底部还可以设有用于过滤杂质的杂质过滤器13。可以收集反应过程中产生的杂质，以保证电导率不变，提高电池效率。
在另一个优选地实施例中，本实用新型的储液箱2内设置有用于给电解液降温的换热器5，随着金属空气电池1温度越高，自腐蚀反应生成的气体速率越快，气压更大，循环速度加快，更多的电解液通过散热器形成负反馈，最终达到温度平衡。换热器5中的冷却液为用于清洗金属空气电池1的清洗液，图中的箭头方向为冷却液的循环方向。
本实用新型还提供了一种车辆，车辆内安装有上述任一实施例中的金属空气电池系统100，此处不再详述。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (10)
1.一种金属空气电池系统，其特征在于，包括：
至少一个金属空气电池，所述金属空气电池内设有用于容纳电解液的容纳腔，所述容纳腔内设有用于将气体排出所述容纳腔的压力阀；
储液箱，用于储存并向至少一个所述金属空气电池中补充电解液，所述储液箱内设有透气防水膜；
其中，所述容纳腔与所述储液箱之间通过两个相互独立的第一通道和第二通道相连通，所述第一通道设置有第一单向阀，所述第二通道设置有第二单向阀，所述第一单向阀与所述第二单向阀之间的流通方向相反。
2.根据权利要求1所述的金属空气电池系统，其特征在于，
所述第一单向阀配置成允许所述储液箱的电解液流入所述容纳腔，所述第二单向阀配置成允许所述容纳腔的电解液流入所述储液箱，所述第一通道设置于所述第二通道的上方。
3.根据权利要求2所述的金属空气电池系统，其特征在于，
所述第二通道配置成将所述储液箱和所述容纳腔的底部相连通。
4.根据权利要求1所述的金属空气电池系统，其特征在于，
所述第二通道还设有用于过滤杂质的过滤器，所述过滤器设置于所述第二单向阀的上游。
5.根据权利要求2所述的金属空气电池系统，其特征在于，
所述第一通道配置成将所述储液箱和所述容纳腔的中上部相连通。
6.根据权利要求1所述的金属空气电池系统，其特征在于，
所述储液箱还包括用于向所述储液箱内注入电解液的注液口。
7.根据权利要求1所述的金属空气电池系统，其特征在于，
所述储液箱内设置有用于给所述电解液降温的换热器。
8.根据权利要求7所述的金属空气电池系统，其特征在于，
所述换热器中的冷却液为用于清洗金属空气电池的清洗液。
9.根据权利要求1所述的金属空气电池系统，其特征在于，
所述容纳腔的底部设有用于过滤杂质的杂质过滤器。
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆内安装有如权利要求1-9中任一项所述的金属空气电池系统。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112542599A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-03-23 | 郑州佛光发电设备有限公司 | 一种金属空气电池双向自清洁系统及方法 |
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- 2019-06-13 CN CN201920889242.9U patent/CN209880770U/zh active Active
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| CN112542599B (zh) * | 2020-12-28 | 2021-11-26 | 郑州佛光发电设备有限公司 | 一种金属空气电池双向自清洁系统及方法 |
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