CN210154642U - 一种测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池领域，特别涉及一种测量系统。所述测量系统，用于对铝空气电池析出的气体进行测量，包括气体测量装置，所述气体测量装置具有进气孔；铝空气电池，所述铝空气电池包括至少一个电池单体，所述电池单体设有排气孔；传输导管，所述传输导管的一端与所述气体测量装置的进气孔连接，另一端与所述电池单体的排气孔相连。本实用新型的测量系统通过与电池单体连接的气体测量装置，能够收集在不同反应条件下铝空气电池放电过程中，铝阳极自腐蚀所释放的氢气，并实时测量析氢量，而且方便观察电化学放电与否时的自腐蚀析氢量间的差异。

Description

一种测量系统

技术领域

本实用新型涉及电池领域，特别涉及一种测量系统。

背景技术

随着能源危机和环境污染问题的日益突显，人们对清洁可再生能源的需求越来越迫切。铝空气电池作为一种特殊的燃料电池，由于其比能量高、可靠性高、寿命长、成本低廉、环保无毒和储运便捷安全等特点，成为理想的储能设备和动力来源，其实际比能量高达300～400Wh/kg，是铅酸电池的7～8倍、镍氢电池的5.8倍、锂离子电池的2.3倍，可广泛应用于移动基站、便携式电源及电动汽车能源等领域。

然而铝空气电池的发展仍存在一些技术瓶颈亟待突破。阳极铝作为一种两性金属，在碱性环境中会发生严重的析氢腐蚀，释放出大量氢气，降低电流密度和电池法拉第效率。因此需要寻找最佳反应条件来降低阳极的自腐蚀速率。

现有技术中，多采用三电极法对铝空气电池的阳极进行半电池反应来依次确定如铝板成分、反应温度、电解液浓度及缓蚀剂等反应条件对析氢腐蚀的抑制作用，但测试过程繁琐，且因对电极在测试过程中同时释放出气体，无法直接获得自腐蚀析氢量与电化学性能随反应条件的变化关系。而一般的单体铝空气电池由正负极板、壳体、壳体盖板和进出液接口组成，无氢气收集装置，亦无法判定反应条件对阳极铝板自腐蚀的影响，同时无处排放的氢气会促使电池的电解液腔向两侧膨胀，导致空气阴极变形甚至破裂。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是铝空气电池易发生析氢腐蚀，而一般的铝空气电池无氢气收集装置，无法判定反应条件对阳极铝板自腐蚀的影响的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种测量系统，所述测量系统，用于对铝空气电池析出的气体进行测量，包括：

气体测量装置，所述气体测量装置具有进气孔；

铝空气电池，所述铝空气电池包括至少一个电池单体，所述电池单体设有排气孔；

传输导管，所述传输导管的一端与所述气体测量装置的进气孔连接，另一端与所述电池单体的排气孔相连。

进一步的，所述电池单体包括壳体、阴极、壳体盖板和阳极；

所述壳体为框架结构，所述阴极与所述壳体密封连接形成一端开口的腔体，所述壳体盖板与所述壳体连接，所述壳体盖板密封所述腔体开口；

所述阳极设置于所述腔体中，所述阳极的一端与所述壳体盖板相连；

所述排气孔设置在所述壳体盖板上或所述腔体的上部。

进一步的，所述测量系统还包括用于测量所述电池单体内反应温度的温度测量装置，所述温度测量装置设置于所述腔体内，所述温度测量装置与所述壳体盖板或所述壳体相连。

进一步的，所述气体测量装置为排液法气体测量装置。

进一步的，所述气体测量装置包括传输导管、储液瓶和量筒；

所述传输导管一端与所述排气孔连接，所述传输导管另一端与所述储液瓶连接，所述量筒与所述储液瓶连接。

进一步的，所述壳体盖板上设置有拉环，所述拉环与所述壳体盖板连接。

进一步的，所述壳体设置有电解液进液口和出液口；

所述进液口设置在所述壳体的底部，所述出液口与所述进液口间隔设置。

进一步的，所述进液口与所述出液口分别接有快换接头。

进一步的，所述测量系统还包括挡板格栅，所述挡板格栅设置于所述阴极的外侧，所述挡板格栅扣合在所述壳体上，所述挡板为井字形结构。

进一步的，所述阴极数目为2，所述挡板格栅与所述阴极数目相同。

采用上述技术方案，本实用新型所述的具有如下有益效果：

1)本实用新型的测量系统通过与电池单体连接的气体测量装置，能够收集在不同反应条件下铝空气电池放电过程中，铝阳极自腐蚀所释放的氢气，并实时测量析氢量，而且方便观察电化学放电与否时的自腐蚀析氢量间的差异。

2)本实用新型结构简洁、紧凑、体积小以及重量轻，且密封良好、结构稳定，便于加工制造。

3)本实用新型通过析氢量与电化学性能间的变化关系在线获得降低阳极自腐蚀速率的最佳反应条件，测试过程简捷，结果可视，方便判断，为解决现有技术中铝空气电池易发生析氢腐蚀、放电效率低的问题提供判断依据。

4)本实用新型进液口与出液口通过快换接头可外接泵和电解液箱，方便更换电池内的电解液，以确定降低阳极自腐蚀速率最佳的电解液浓度、缓蚀剂种类等条件。

5)本实用新型采用挡板格栅扣合在电池壳体上，能够支撑空气阴极，防止其膨胀变形，避免空气阴极膨胀破裂。

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他的附图。

图1为测量系统的拆分结构示意图；

图2为测量系统的主视结构示意图；

图3为排水法测量气体体积装置结构示意图；

以下对附图作补充说明：

1-壳体；2-阳极；3-阴极；4-挡板格栅；5-壳体盖板；6-排气孔；7-温度传感器；8-拉环；9-进液口；10-出液口；11-进液口快换接头；12-出液口快换接头；13-传输导管；14-水槽；15-集气瓶；16-储液瓶；17-导管；18-量筒。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例1：

结合图1与图2，一种测量系统，所述测量系统，用于对铝空气电池析出的气体进行测量，包括：

气体测量装置，所述气体测量装置具有进气孔；

铝空气电池，所述铝空气电池包括至少一个电池单体，所述电池单体设有排气孔6；

传输导管13，所述传输导管13的一端与所述气体测量装置的进气孔连接，另一端与所述电池单体的排气孔6相连。

所述电池单体包括壳体1、阴极3、壳体盖板5和阳极2；

所述壳体1为框架结构，所述阴极3与所述壳体1密封连接形成一端开口的腔体，所述壳体盖板5与所述壳体1连接，所述壳体盖板5密封所述腔体的开口；

所述阳极2设置于所述腔体中，所述阳极2的一端与所述壳体盖板5相连；

所述排气孔6设置在所述壳体盖板5上或所述腔体的上部。

具体的，所述壳体1为口字型框架结构，所述阴极3有两个，分别置于口字型框架结构两相对的敞开面；在可能的情况下，阴极3也可以是一个，与壳体1相连组成敞口的腔体。所述壳体盖板5上套设有密封圈，所述密封圈能够将壳体1和壳体盖板5之间的缝隙密封；所述阳极2固定在壳体盖板5上，并插入所述壳体1与阴极3所形成的内腔中。

所述测量装置还包括用于测量所述电池单体的内反应温度的温度测量装置，所述温度测量装置设置于所述腔体内，所述温度测量装置设置在所述壳体盖板5上。

优选的，所述温度测量装置为温度传感器7，温度传感器7与数据记录仪连接。温度传感器可根据反应条件的不同，动态反映电池在未放电及放电时，电解液腔内的温度变化，从而为确定最佳反应条件提供依据。

所述气体测量装置为排液法气体测量装置。

具体的，对于铝空气电池来说，铝阳极自腐蚀产生的氢气可采用排水法收集。所述气体测量装置包括传输导管13、集气瓶15和储液槽14；所述传输导管13一端与所述排气孔6连接，所述传输导管13另一端与带刻度的集气瓶15连接，集气瓶15倒扣在储液槽14中；集气瓶15上的刻度可以清楚的观察到上述电池装置所析出气体的量。

所述壳体盖板5设置有拉环8，所述拉环与所述壳体盖板5连接。

设置拉环8是为了方便将壳体盖板5拿出电解液腔，拉环8可以固定住壳体5上，也可以与壳体盖板5一体化成型。

所述壳体设置有电解液进液口9和出液口10；

所述进液口9设置在所述壳体1的侧面底部，所述出液口10设置在与进液口9同侧的上部。

具体的，进液口9设置在壳体1底部位置可以降低电解液注入时电解液与阳极的接触面积，从而降低阳极2腐蚀速率。

所述进液口9与所述出液口10分别接有快换接头。

优选的，所述进液口快换接头11与泵相连接，所述出液口快换接头12与电解液箱连接，方便更换电池内的电解液，以确定降低阳极自腐蚀速率最佳的电解液浓度、缓蚀剂种类等条件。

所述测量装置还包括挡板格栅4，所述挡板格栅4与所述空气阴极3数目相同；所述挡板格栅4设置于所述阴极3的外侧，所述挡板格栅扣4合在所述壳体1上，所述挡板格栅4为井字形结构。挡板格栅4扣合在电池壳体1上，能够支撑空气阴极3，防止其膨胀变形，避免空气阴极3膨胀破裂。

实施例2：

参考图1与图2并结合图3，一种测量系统，所述测量系统，用于对铝空气电池析出的气体进行测量，包括：

气体测量装置，所述气体测量装置具有进气孔；

铝空气电池，所述铝空气电池包括至少一个电池单体，所述电池单体设有排气孔6；

传输导管13，所述传输导管13的一端与所述气体测量装置的进气孔连接，另一端与所述电池单体的排气孔6相连。

所述电池单体包括壳体1、阴极3、壳体盖板5和阳极2；

所述壳体1为框架结构，所述阴极3与所述壳体1密封连接形成一端开口的腔体，所述壳体盖板5与所述壳体1连接，所述壳体盖板5密封所述腔体的开口；

所述阳极2设置于所述腔体中，所述阳极2的一端与所述壳体盖板5相连；

所述排气孔6设置在所述壳体盖板5上或所述腔体的上部。

所述测量装置还包括用于测量所述电池单体的内反应温度的温度测量装置，所述温度测量装置设置于所述腔体内，所述温度测量装置设置在所述壳体上部。

所述气体测量装置为排液法气体测量装置。

所述气体测量装置包括传输导管13、储液瓶16和量筒18；

优选的，所述传输导管13一端与所述排气孔6连接，所述传输导管13另一端与所述储液瓶16连接，所述量筒18与所述储液瓶16连接。在保证能够实现收集电池析出气体，测量的体积的条件下，本装置还可以适当的变形，例如，将所述传输导管13第一端与所述排气孔6连接，所述传输导管13第二端与气体流量计连接，集气装置与所述气体流量计连接。

所述壳体盖板设置有拉环8，所述拉环固定在所述壳体盖板5上。

所述壳体设置有电解液进液口9和出液口10；

所述进液口设置在所述壳体1侧壁的底部，所述出液口10设置在壳体1另一侧壁底部。

所述进液口9与所述出液口分别接有快换接头。

所述测量装置还包括挡板格栅4，所述挡板格栅4与所述阴极3数目均为2，所述挡板格栅4设置于所述阴极3的外侧，所述挡板格栅4扣合在所述壳体1上，所述挡板为井字形结构。

优选的，采用两个阴极3可以提高电池放电效率，增大输出电流。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测量系统，用于对铝空气电池析出的气体进行测量，其特征在于，包括：

气体测量装置，所述气体测量装置具有进气孔；

铝空气电池，所述铝空气电池包括至少一个电池单体，所述电池单体设有排气孔(6)；

传输导管(13)，所述传输导管(13)的一端与所述气体测量装置的进气孔连接，另一端与所述电池单体的排气孔(6)相连。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于：所述电池单体包括壳体(1)、阴极(3)、壳体盖板(5)和阳极(2)；

所述壳体(1)为框架结构，所述阴极(3)与所述壳体(1)密封连接形成一端开口的腔体，所述壳体盖板(5)与所述壳体(1)连接，所述壳体盖板(5)密封所述腔体开口；

所述阳极(2)设置于所述腔体中，所述阳极(2)的一端与所述壳体盖板(5)相连；

所述排气孔(6)设置在所述壳体盖板(5)上或所述腔体的上部。

3.根据权利要求2所述的测量系统，其特征在于：所述测量系统还包括用于测量所述电池单体内反应温度的温度测量装置，所述温度测量装置设置于所述腔体内，所述温度测量装置与所述壳体盖板(5)或所述壳体(1)相连。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的测量系统，其特征在于：所述气体测量装置为排液法气体测量装置。

5.根据权利要求4所述的测量系统，其特征在于：所述气体测量装置包括传输导管(13)、储液瓶(16)和量筒(18)；

所述传输导管(13)一端与所述排气孔(6)连接，所述传输导管(13)另一端与所述储液瓶(16)连接，所述量筒(18)与所述储液瓶(16)连接。

6.根据权利要求2所述的测量系统，其特征在于：所述壳体盖板(5)上设置有拉环(8)，所述拉环(8)与所述壳体盖板(5)连接。

7.根据权利要求2或6所述的测量系统，其特征在于：所述壳体(1)设置有电解液进液口(9)和出液口(10)；

所述进液口(9)设置在所述壳体(1)的底部，所述出液口(10)与所述进液口(9)间隔设置。

8.根据权利要求7所述的测量系统，其特征在于：所述进液口(9)与所述出液口(10)分别接有快换接头。

9.根据权利要求2所述的测量系统，其特征在于：所述测量系统还包括挡板格栅(4)，所述挡板格栅(4)设置于所述阴极(3)的外侧，所述挡板格栅(4)扣合在所述壳体(1)上，所述挡板为井字形结构。

10.根据权利要求9所述的测量系统，其特征在于：所述阴极(3)数目为2，所述挡板格栅(4)与所述阴极(3)数目相同。

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