CN210272549U - 一种电液分离组件及含其的金属-空气发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电液分离组件及含其的金属‑空气发电机，所述电液分离组件包括至少一个出液分液器和出液储槽，所述出液分液器设在所述出液储槽的内部，所述出液分液器具有叶轮，将流到出液分液器的电解液打散。所述电液分离组件将连续的电解液分离成离散状态，有效地降低了电解液流出时的电阻，提升了发电功率。

Description

一种电液分离组件及含其的金属-空气发电机

技术领域

本实用新型属于金属-空气发电技术领域，具体涉及一种电液分离组件及含其的金属-空气发电机。

背景技术

传统的柴油发电机柴油发电机是一种小型发电设备，以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电，可用于各种家庭、办公室、大中小型企业日常发电以及应急发电。柴油发电机产品具有高能耗、高污染、高噪音、运输及存放不安全的特点。

随着社会经济的发展，人们对能源问题和环境问题的关注和投入越来越大。金属-空气电池是一种清洁的新能源，其金属负极包括镁、铝、锌、铁等。以铝空气电池为例，铝空气电池以高纯度铝为负极、氧为正极，以氢氧化钾或氢氧化钠水溶液为电解质，在铝空气电池放电时产生化学反应，铝转化为氧化铝，只消耗铝和少量的水。氧化铝又可通过电解工艺得到金属铝，循环利用。现有的铝空气电池采用多个发电单体串联以满足电压需求，并且铝空气电池仍然处于实验室研究阶段，与大规模发电应用还有较大距离。

传统的金属-空气电池的实际输出功率低于理论值。另外，现有的金属-空气发电机技术中，一般包括多个发电模组单元，输入电解液时，很难同时做到各个单元进液均匀且输入电解液的装置结构简单，导致成本较高，各个单元放电电压不一致。

实用新型内容

现有的金属-空气电池的实际输出功率低于理论值，本实用新型经过不断研究发现，使用后的电解液在输出时，会在电池内形成一个较大的电阻，消耗了自身的功率。

为了解决上述至少一个问题，本实用新型提供一种电液分离组件，所述电液分离组件包括至少一个出液分液器和出液储槽，所述出液分液器设在所述出液储槽的内部，所述出液分液器具有叶轮，将流到出液分液器的电解液打散。

所述电液分离组件包括驱动控制器，所述驱动控制器设在出液储槽的外部，并连接所述出液分液器的转动轴，能控制出液分液器的转速。所述驱动控制器具有显示并调节出液分液器的转动速度的显示器和调节旋钮。

所述出液分液器的边缘设有叶轮，所述出液分液器的形状选自圆形、方形、菱形、三角形和梯形，优选的，所述出液分液器的形状为圆形。在本实用新型的一个具体实施方式中，所述出液分液器为圆形叶轮。

优选的，所述出液分液器的转动轴垂直于电解液流动方向，使得出液分液器能够在电解液的流动方向上转动，电解液流到所述出液分液器的边缘时，即刻被转动的出液分液器打散，不能继续成股连续流动。

现有的金属-空气电池的电解液流出时在发电机内形成一个较大的电阻，消耗了自身的功率。本实用新型意料不到地发现，所述电液分离组件将连续的电解液分离成离散状态，有效的降低了电解液流出时的电阻，提升了发电功率。

所述出液分液器的转动轴连接驱动控制器，所述驱动控制器设置在所述出液储槽的外部，并控制出液分液器的转动速度。当一个出液分液器对应多个电解液出口时，或电解液流速较慢时，驱动控制器加快出液分液器的转速，当电解液流速较快时，驱动控制器降低出液分液器的转速，保证从电解液出口流出的电解液均被出液分液器打散，同时又不会造成严重的电解液迸溅，撞击出液分液器导致其损坏。

优选的，所述驱动控制器具有显示并调节出液分液器的转动速度的显示器和调节旋钮。

优选的，所述出液分液器的数量为1-100个，更优选的，所述出液分液器的数量与所述金属-空气发电机的电解液出口的数量相同。根据所述金属-空气发电机中电解液出口的数量和出液分液器的大小，合理设计所述出液分液器的数量。

优选的，当所述电液分离组件包括多个出液分液器时，多个出液分液器的转动轴相互连接后，统一连接到所述驱动控制器上，这样一个驱动控制器即可同时控制多个出液分液器的转速，操作简便。

所述出液分液器同时位于所述出液储槽的内部，出液分液器可以可拆卸地固定在所述金属-空气发电机的外侧，也可以可拆卸地固定在出液储槽的内部。

所述出液储槽为只具有侧面和底面壳体的立方体形状的液槽，出液储槽的顶面对应并固定在电解液出口和出液分液器所在的金属-空气发电机外侧的区域。

所述出液储槽的底面或侧面设有电解液总出口，电解液从电解液出口流出后，被出液分液器打散，然后汇聚到出液储槽中，最后从所述电解液总出口排出所述金属-空气发电机。

本实用新型所述的电液分离组件还可以包括进液分液装置，所述进液分液装置包括进液分液器和分液隔板。所述进液分液器为只具有侧面和底面壳体的立方体形状的液槽，所述进液分液器的底部设有电解液总进口，进液分液器的顶面对应并固定在所述金属-空气发电机的电解液进口所在的区域。

所述分液隔板包括主板和至少两个翅片，所述主板和翅片竖直固定在进液分液器内部的底面，并与底面留有缝隙。所述主板的长度等于进液分液器底面的长度，分液隔板的高度等于进液分液器的高度。

所述翅片设在主板的侧面，并伸向进液分液器的侧面。优选的，两个所述翅片设在主板的同一侧面，并伸向进液分液器的同一侧面。优选的，两个所述翅片分别设在主板的两侧，并分别伸向进液分液器的两个相对的侧面。

优选的，所述翅片与主板垂直。

所述主板设在所述电解液总进口的中间，所述翅片分别设在所述电解液总进口的两侧，所述主板设在电解液进口的中间，即所述主板的一侧将电解液总进口分为两部分，另一侧将电解液进口分为两部分。

优选的，所述翅片的数量为2-10个，翅片设置在所述主板的一侧或两侧，同时设置在所述电解液总进口的两侧。

使用时，电解液从所述电解液总进口进入进液分液器，电解液被所述分液隔板的主板阻隔，流体压力被迅速分散且沿着所述主板均匀分布，使得电解液不能直接流入距离电解液总进口最近的电解液进口，而是沿着所述主板均匀分布，并逐渐在所述进液分液器内部累积。当电解液高度等于进液分液器的高度时，电解液以相同的流速同时进入各个发电模组单元的电解液进口。由于电解液总进口处的电解液流动压力最大、流速最快，所以所述分液隔板的翅片协助主板进一步分散电解液总进口的流体流动压力。通过所述分液隔板和进液分液器，实现对电解液的缓冲，导引电解液以均衡的速率同时进入不同发电模组单元的电解液进口，进而使各个发电模组单元放电均衡稳定。

本实用新型所述的电解液出口为所述金属-空气发电机的各个发电模组单元的电解液出口，一般金属-空气发电机具有多个发电模组单元，即具有多个电解液出口；所述的电解液进口为所述金属-空气发电机的各个发电模组单元的电解液进口，一般金属-空气发电机具有多个发电模组单元，即具有多个电解液进口。

本实用新型还提供一种金属-空气发电机，所述发电机包括至少两个发电模组单元和所述的电液分离组件，相邻所述发电模组单元的正极和负极依次串联，每个所述发电模组单元包括一个电解液出口、一个电解液进口和金属电极片，所述电液分离组件设置在所述电解液出口的下方，能够将从电解液出口流出的电解液打散。

所述电液分离组件的出液分液器设置在所述金属-空气发电机的各个发电模组单元的电解液出口的下方，能够将从电解液出口流出的电解液打散。

所述电液分离组件还包括所述的进液分液装置，所述进液分液装置设置在所述金属-空气发电机的各个发电模组单元的电解液进口的位置，使得进液分液装置的主板位于电解液进口的中间。

优选的，所述金属-空气发电机为铝-空气发电机，所述金属-空气发电机的金属电极片为铝电极片。

所述发电模组单元包括铝电极片、两个空气电极和单元框体，两个所述空气电极分别设在单元框体的正反两个侧面，两个所述空气电极之间设置所述铝电极片，所述铝电极片固定卡接在所述单元框体内部，且铝电极片与空气电极相互平行。

所述铝电极片顶部的两端分别设有第一负极和第二负极。

优选的，所述铝电极片的形状与所述单元框体的形状相同，铝电极片比单元框体的尺寸略小，保证所述铝电极片基本占据单元框体的内部空间，更优选的，所述铝电极片和单元框体的形状为长方体。所述单元框体的正反侧面为面积较大的两个侧面，单元框体的左右侧面为面积较小的两个侧面。

所述空气电极包括第一空气电极和第二空气电极，并分别设置在所述铝电极片的两侧，所述第一空气电极包括第一集流网及其两端的正极板，所述第二空气电极包括第二集流网。

所述第一集流网和第二集流网均设有横纵交错的金属丝，使得进入所述发电模组单元的空气在所述第一集流网和第二集流网上均匀通过，进而空气与铝电极片的放电反应在整个铝电极片的表面更加均匀地进行。优选的，所述第二集流网与第一集流网的形状、尺寸和材质相同。

所述第一集流网的左右两端分别连接有第一正极板和第二正极板，所述第一正极板和第二正极板分别伸出并贴合所述单元框体的左右两个侧面，所述第一正极板与同一侧面上的第一负极相互平行、互不接触，防止正、负极接触而短路，同样，所述第二正极板与同一侧面上的第二负极相互平行、互不接触。

所述第一正极板和第二正极板伸出并贴合单元框体的左右两个侧面之后，分别接触所述第二集流网左右两端的边缘，使得第一集流网和第二集流网通过第一正极板、第二正极板连接，进而环绕所述铝电极片一周，使得进入所述发电模组单元的空气在所述第一集流网和第二集流网上均匀通过，进而空气与铝电极片的放电反应在铝电极片两侧的表面都能更加均匀地进行，提高铝电极片的利用率。

所述空气电极的材质为金属导电材质，优选的，所述空气电极的材质选自金属铜或银。

本实用新型意料不到地发现，所述铝电极片具有两个负极，所述空气电极具有两个正极板作为正极，使得所述铝电极片放电更加均匀稳定。所述第一空气电极设置在铝电极片的背面一侧的设计，便于所述第一正极板与第一负极之间保持一定距离，第二正极板与第二负极之间保持一定距离，防止正、负极接触而短路。

在所述铝电极片两侧设置第一集流网和第二集流网，并使用第一正极板、第二正极板将第一集流网和第二集流网连接成环绕所述铝电极片一周的空气电极的设计，使得铝电极片与空气的放电反应在铝电极片的两侧同时进行，不仅提高了铝电极片的利用率和使用时间，而且提高了所述发电模组单元的放电功率。

在所述铝电极片与第一集流网之间设置第一催化防水透气膜，在所述铝电极片与第二集流网之间设置第二催化防水透气膜，所述催化剂均匀涂覆在所述第一催化防水透气膜和第二催化防水透气膜的两侧，提高铝电极片与空气的反应速率。优选的，所述催化剂为二氧化锰、银、钴、镍中的一种或两种以上的组合。

优选的，所述空气电极还可以包括防水透气膜，所述防水透气膜将所述铝电极片、第一集流网、第二集流网与单元框体的外部隔离开来。具体的，所述防水透气膜包括第一防水透气膜和第二防水透气膜，所述第一防水透气膜设在第一集流网的外侧，第二防水透气膜设在第二集流网的外侧，即所述第一防水透气膜和第一催化防水透气膜之间夹有第一集流网，第二防水透气膜和第二催化防水透气膜之间夹有第二集流网。

本实用新型所述的防水透气膜为聚四氟乙烯和乙炔黑经混合压制而成的膜，例如，其中聚四氟乙烯的质量分数为50％-60％，乙炔黑的质量分数为40％-50％。

所述第一防水透气膜和第二防水透气膜分别设在单元框体的正反两个侧面，使单元框体内部形成独立封闭的空间，所述第一催化防水透气膜和第二催化防水透气膜之间形成电解液腔体，所述发电模组单元的电解液从所述单元框体的电解液进口进入所述电解液腔体，并在流体流动的作用下，只能在所述电解液腔体中流动，同时伴随铝电极片与空气的放电反应，为所述铝电极片提供放电反应的液体环境。多层防水透气膜能够有效防止电解液向外渗透，进而防止漏电或电路短路情况的发生，同时又允许空气进入所述电解液腔体。

所述第一防水透气膜和第二防水透气膜分别粘结固定在所述单元框体的边框外部的正反两个侧面，所述铝电极片、第一集流网、第二集流网、催化防水透气膜和导电夹层均固定在单元框体的边框内部且位于第一防水透气膜和第二防水透气膜之间。所述第一防水透气膜和第二防水透气膜能够进一步防止所述发电模组单元内的电解液向外渗透，进而防止漏电或电路短路情况的发生，同时又允许空气进入发电模组单元内进行放电反应。

所述单元框体包括边框和导液管，所述边框位于单元框体的周围，所述导液管位于所述边框的底部。所述单元框体的边框的形状与所述铝电极片的形状相同。

所述边框底部的底面上设有电解液进口，所述边框底部设有凹陷的液槽，所述液槽与电解液进口相通。所述导液管设置在所述边框底部的液槽内部，即导液管设置在所述电解液进口的上方。电解液从所述电解液进口进入单元框体后，受所述导液管阻挡，均匀充满所述液槽，然后向上流动，进入所述电解液腔体中，实现电解液均匀分散流入电解液腔体中，提高放电反应的稳定性和输出电压的稳定性。

所述边框两侧的顶部分别设有电解液分流出口，边框两侧立柱的内部分别设有流道，两个所述电解液分流出口分别与两条所述流道相通，两条流道的底部由所述导液管相连通，一条所述流道的底部在所述边框底部的底面上设有电解液出口。

所述电解液进口、导液管和电解液分液出口均设置所述电解液腔体内部。使用时，电解液从所述电解液进口输入，进入电解液腔体，电解液在电解液腔体中由下至上流动，为所述铝电极片的放电反应提供导电液体环境，当电解液流动到所述边框顶部时，从所述电解液分流出口流入边框两侧立柱的内部的流道中，电解液在所述流道中由上至下流动，当电解液运动到流道底部时，边框一侧立柱内流道的电解液直接从所述电解液出口排出，边框另一侧立柱内流道的电解液进入所述导液管，电解液通过导液管后，进入所述边框一侧立柱内的流道，最后从所述电解液出口排出。

所述单元框体的结构为电解液在所述电解液腔体内部提供了一种流动方式，如上所述，所述流动方式为在电解液腔体内由下至上流动，然后在所述边框两侧的立柱内由上至下流动，最终流出单元框体，所述流动方式避免了相反流向的电解液直接接触，防止在电解液腔体内部形成湍流甚至气旋，有利于放电反应在整个所述铝电极片上均匀进行，提高输出电压的稳定性。

所述单元框体还可以有另一种形式，所述边框一侧立柱的顶部设有电解液分流出口，设有所述电解液分流出口的侧面立柱内部设有流道，所述电解液分流出口与流道相通，所述边框的底面上且相对所述电解液分流出口的一侧设有电解液出口，所述导液管连通所述流道与电解液出口。

优选的，所述电解液出口所在边框的一侧的底部设有一小段竖直流道，所述导液管连通两个所述流道，使得导液管水平放置。使用时，电解液从所述电解液进口进入所述液槽，被所述导液管阻挡，能够在液槽内均匀累积，当电解液充满所述液槽后，开始由下至上地在所述电解液腔体内的整个宽度内流动，当电解液流动到单元框体的顶部时，从所述电解液分流出口流入流道，在所述流道内由上至下流动到所述边框的底部，然后进入所述导液管，在导液管中温度较高的电解液与导液管外的液槽内的新鲜的温度较低的电解液进行热交换，温度较高的电解液沿导液管流入所述电解液分流出口对侧的竖直流道内，再由所述电解液出口排出单元框体。

本实用新型意料不到地发现，经过所述铝电极片与空气的放电反应后，由于反应放热，电解液温度升高，当温度较高的电解液流经所述导液管时，对从所述电解液进口流出的温度较低的电解液形成热交换，即使用过的温度较高的电解液在导液管内部，并通过导液管管壁，将热量传递给从电解液进口流入的新鲜的温度较低的电解液，使得所述电解液腔体的下部和上部的热量相互协调，降低温差和电解液腔体的整体温度，有利于所述发电模组单元稳定放电。

所述导液管的材质为耐腐蚀的轻质的金属材质，优选的，所述导液管的材质为不锈钢。

附图说明

图1所示为电液分离组件的结构图。

图2所示为另一种可选的电液分离组件的结构图。

图3所示为空气电极7与铝电极片9的组装结构图。

图4所示为单元框体8的结构图。

图5所示为单元框体8的放大结构图。

图6所示为发电模组单元的组装示意图。

附图中，1-出液分液器，101-转动轴，2-出液储槽，201-电解液总出口，3-驱动控制器，301-显示器，302-转速控制旋钮，4-电解液出口，5-第一负极，501-第二负极，6-电解液进口， 7-空气电极，701-第一空气电极，702-第二空气电极，703-第一集流网，704-第二集流网，705- 第一正极板，706-第二正极板，707-第一催化防水透气膜，708-第二催化防水透气膜，709- 第一防水透气膜，710-第二防水透气膜，8-单元框体，801-边框，802-导液管，803-液槽，804- 电解液分流出口，9-铝电极片。

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。

以下实施例中防水透气膜为聚四氟乙烯和乙炔黑经混合压制而成的膜，其中聚四氟乙烯的质量分数为50％，乙炔黑的质量分数为50％，催化剂为二氧化锰。

实施例1

本实施例的电液分离组件的结构图如图1所示，出液分液器1设置在金属-空气发电机的各个发电模组单元的电解液出口4的下方，从电解液出口4流出的电解液能够流到出液分液器1上。

出液分液器1为圆形叶轮。出液分液器1的转动轴101垂直于电解液流动方向，使得出液分液器1能够在电解液的流动方向上转动，电解液流到出液分液器1的边缘时，即刻被转动的出液分液器1打散，不能继续成股连续流动。电液分离组件1将连续的电解液分离成离散状态，有效的降低了金属-空气电池的电解液流出时的电阻，提升了发电功率。

出液分液器1的转动轴101连接驱动控制器3，驱动控制器3设置在出液储槽2的外部，并控制出液分液器1的转动速度，保证从电解液出口4流出的电解液均被出液分液器1打散，同时又不会造成严重的电解液迸溅，撞击出液分液器1导致其损坏。驱动控制器3的表面设有显示器301和转速控制旋钮302，显示器301显示出液分液器1的转度，转速控制旋钮302调节出液分液器1的转速。

本实施例中，六个电解液出口4下方对应两个出液分液器1，两个出液分液器1的转动轴101相互连接后，统一连接到驱动控制器3上。

出液分液器1同时位于出液储槽2的内部，出液分液器1可拆卸地固定在金属-空气发电机的外侧。出液储槽2为只具有侧面和底面壳体的立方体形状的液槽，出液储槽2的顶面对应并固定在电解液出口4和出液分液器1所在的金属-空气发电机外侧的区域。出液储槽2的侧面设有电解液总出口201，电解液从电解液出口4流出后，被出液分液器1打散，然后汇聚到出液储槽2中，最后从电解液总出口201排出金属-空气发电机。

实施例2

本实施例的电液分离组件的结构图如图2所示，一个电解液出口4的下方设置一个出液分液器1，出液分液器1的表面与电解液出口4平行，出液分液器1的转动轴101连接驱动控制器3。本实施例的其它结构与实施例1的结构相同。

实施例3

本实施例的进液分液装置包括进液分液器和分液隔板。进液分液器为只具有侧面和底面壳体的立方体形状的液槽，进液分液器的底部设有电解液总进口，进液分液器的顶面对应并固定在金属-空气发电机的电解液进口6所在的区域。

分液隔板包括主板和两个翅片，和翅片竖直固定在进液分液器内部的底面，并与底面留有缝隙。主板的长度等于进液分液器底面的长度，分液隔板的高度等于进液分液器的高度。

翅片设在主板的同一侧面，并伸向进液分液器的同一侧面，翅片与主板垂直。主板设在电解液总进口的中间，两个翅片分别设在电解液总进口的两侧，主板设在电解液进口的中间，即主板的一侧将电解液总进口分为两部分，另一侧将电解液进口6分为两部分。

使用时，电解液从电解液总进口进入进液分液器，电解液被分液隔板的主板阻隔，流体压力被迅速分散且沿着主板均匀分布，使得电解液不能直接流入距离电解液总进口最近的电解液进口6，而是沿着主板均匀分布，并逐渐在进液分液器内部累积。当电解液高度等于进液分液器的高度时，电解液以相同的流速同时进入各个发电模组单元的电解液进口6。由于电解液总进口处的电解液流动压力最大、流速最快，所以分液隔板的翅片协助主板进一步分散电解液总进口的流体流动压力。通过分液隔板和进液分液器，实现对电解液的缓冲，导引电解液以均衡的速率同时进入不同发电模组单元的电解液进口6，进而使各个发电模组单元放电均衡稳定。

制备例1空气电极

本制备例的单元框体8为制备例2中的单元框体8，本制备例的发电模组单元为制备例3 中的发电模组单元。单元框体8的正反侧面为面积较大的两个侧面，单元框体8的左右侧面为面积较小的两个侧面。

本制备例的空气电极7与铝电极片9的组装结构图如图3所示，空气电极7设置在铝电极片9的两侧，空气电极7包括第一空气电极701和第二空气电极702，第一空气电极701设置在铝电极片9的背面一侧，第二空气电极702设置在铝电极片9的正面一侧。第一空气电极701包括第一集流网703及其两端的正极板，第二空气电极702包括第二集流网704。

第一集流网703和第二集流网704均设有横纵交错的金属丝，使得进入发电模组单元的空气在第一集流网703和第二集流网704上均匀通过，进而空气与铝电极片9的放电反应在整个铝电极片9的表面更加均匀地进行。第二集流网703与第一集流网704的形状为长方形，空气电极7的材质为金属铜。

第一集流网703的左右两端分别连接有第一正极板705和第二正极板706，第一正极板 705和第二正极板706分别伸出并贴合单元框体8的左右两个侧面，第一正极板705与同一侧面上的第一负极5相互平行、互不接触，防止正、负极接触而短路，同样，第二正极板706 与同一侧面上的第二负极501相互平行、互不接触。

第一正极板705和第二正极板706伸出并贴合单元框体8的左右两个侧面之后，分别接触第二集流网704左右两端的边缘，使得第一集流网703和第二集流网704通过第一正极板 705、第二正极板706连接，进而环绕铝电极片9一周，使得进入发电模组单元的空气在第一集流网703和第二集流网704上均匀通过，进而空气与铝电极片9的放电反应在铝电极片9 两侧的表面都能更加均匀地进行，提高铝电极片9的利用率和使用时间，而且提高了发电模组单元的放电功率。

本实用新型意料不到地发现，铝电极片9具有两个负极，空气电极7具有两个正极板作为正极，使得铝电极片9放电更加均匀稳定。第一空气电极701设置在铝电极片9的背面一侧的设计，便于第一正极板705与第一负极5之间保持一定距离，第二正极板706与第二负极501之间保持一定距离，防止正、负极接触而短路。

在铝电极片9与第一集流网703之间设置第一催化防水透气膜707，在铝电极片9与第二集流网704之间设置第二催化防水透气膜708，催化剂二氧化锰均匀涂覆在第一催化防水透气膜707和第二催化防水透气膜708的两侧，提高铝电极片9与空气的反应速率。

防水透气膜将铝电极片9、第一集流网703、第二集流网704与单元框体8的外部隔离开来。具体的，防水透气膜包括第一防水透气膜709和第二防水透气膜710，第一防水透气膜 709设在第一集流网703的外侧，第二防水透气膜710设在第二集流网704的外侧，即第一防水透气膜709和第一催化防水透气膜707之间夹有第一集流网703，第二防水透气膜710和第二催化防水透气膜708之间夹有第二集流网704。

制备例2单元框体

本制备例的空气电极7为制备例1中的空气电极7，发电模组单元为制备例3中的发电模组单元。

本制备例的单元框体8的结构图如图4所示，单元框体8包括边框801和导液管802，边框801位于单元框体8的周围，导液管802位于边框801的底部。单元框体8的边框801 的形状为长方体。

如图5所示，边框801底部的底面上设有电解液进口6，边框801底部设有凹陷的液槽 803，液槽803与电解液进口6相通。导液管802设置在边框801底部的液槽803内部，即导液管802设置在电解液进口6的上方。电解液从电解液进口6进入单元框体8后，受导液管802阻挡，均匀充满液槽803，然后向上流动，进入第一催化防水透气膜707和第二催化防水透气708之间形成电解液腔体中，实现电解液均匀分散流入电解液腔体中，提高放电反应的稳定性和输出电压的稳定性。导液管802的材质为不锈钢。

边框801两侧的顶部分别设有电解液分流出口804，边框801两侧立柱的内部分别设有流道，两条流道的底部由导液管802相连通，一条流道的底部在边框801底部的底面上设有电解液出口4。

电解液进口6、导液管802和电解液分液出口804均设置电解液腔体内部。使用时，电解液从电解液进口6输入，进入电解液腔体，电解液在电解液腔体中由下至上流动，为铝电极片9的放电反应提供导电液体环境，当电解液流动到边框801顶部时，从电解液分流出口 804流入边框801两侧立柱的内部的流道中，电解液在流道中由上至下流动，当电解液运动到流道底部时，边框801一侧立柱内流道的电解液直接从电解液出口4排出，边框801另一侧立柱内流道的电解液进入导液管802，电解液通过导液管802后，进入边框801一侧立柱内的流道，最后从电解液出口4排出。

单元框体8的结构为电解液在电解液腔体内部提供了一种流动方式，在电解液腔体内由下至上流动，然后在边框801两侧的立柱内由上至下流动，最终流出单元框体8，流动方式避免了相反流向的电解液直接接触，防止在电解液腔体内部形成湍流甚至气旋，有利于放电反应在整个铝电极片9上均匀进行，提高输出电压的稳定性。

经过铝电极片9与空气的放电反应后，由于反应放热，电解液温度升高，当温度较高的电解液流经导液管802时，对从电解液进口6流出的温度较低的电解液形成热交换，即使用过的温度较高的电解液在导液管802内部，并通过导液管802管壁，将热量传递给从电解液进口6流入的新鲜的温度较低的电解液，使得电解液腔体的下部和上部的热量相互协调，降低温差和电解液腔体的整体温度，有利于发电模组单元稳定放电。

空气电极7与单元框体8的组装形式如下，第一防水透气膜709和第二防水透气膜710 分别设在单元框体8的正反两个侧面，使单元框体8内部形成独立封闭的空间，空间为电解液腔体，即第一催化防水透气膜707和第二催化防水透气膜708之间形成电解液腔体。铝电极片9、第一集流网703、第二集流网704、催化防水透气膜均固定在单元框体8的边框801 内部且位于第一防水透气膜709和第二防水透气膜710之间。

发电模组单元的电解液从单元框体8的电解液进口6进入电解液腔体，并在流体流动的作用下，只能在电解液腔体中流动，同时伴随铝电极片9与空气的放电反应，为铝电极片9 提供放电反应的液体环境。多层防水透气膜能够有效防止电解液向外渗透，进而防止漏电或电路短路情况的发生，同时又允许空气进入电解液腔体。

制备例3发电模组单元

本制备例的空气电极7为制备例1中的空气电极7，单元框体8为制备例2中的单元框体8。

本制备例的发电模组单元的组装示意图如图6所示，发电模组单元包括铝电极片9、两个空气电极7和单元框体8，两个空气电极7之间设置铝电极9，铝电极片9固定卡接在单元框体8内部，两个空气电极7分别设在单元框体8的正反两个侧面，且铝电极片9与空气电极7相互平行，铝电极片9的顶部两端分别连接第一负极5和第二负极501。空气电极7两端延伸到单元框体8外部的左右两个侧面处并分别连接两个正极板，即第一正极板和第二正极板分别接触连接相邻的发电模组单元的第一负极5和第二负极501，完成两个相邻的发电模组单元的正负极串联。

发电模组单元中，铝电极片9的背面依次设置第一催化防水透气膜707、第一集流网703、和第一防水透气膜709，铝电极片9的正面依次设置第二催化防水透气膜708、第二集流网 704和第二防水透气膜710。铝电极片9通过第一负极5和第二负极501固定在单元框体8的负极插槽上。第一防水透气膜709和第一催化防水透气膜707之间夹有第一集流网703，第二防水透气膜710和第二催化防水透气膜708之间夹有第二集流网704。第一防水透气膜709 和第二防水透气膜710分别密封单元框体8的正反两面，第一催化防水透气膜707和第二催化防水透气膜708之间形成电解液腔体。

单元框体8底部设有电解液进口6，电解液从电解液进口6输入，进入电解液腔体，并由下至上流动。当电解液流动到单元框体8顶部时，从电解液分流出口804流入边框801两侧立柱的内部的流道中，且由上至下流动到流道底部，边框801一侧立柱内流道的电解液直接从电解液出口4排出，边框801另一侧立柱内流道的电解液进入导液管802，电解液通过导液管802后，进入边框801一侧立柱内的流道，最后从电解液出口4排出。

Claims (9)

1.一种电液分离组件，其特征在于，所述电液分离组件包括至少一个出液分液器和出液储槽，所述出液分液器设在所述出液储槽的内部，所述出液分液器具有叶轮，将流到出液分液器的电解液打散。

2.根据权利要求1所述的电液分离组件，其特征在于，所述电液分离组件包括驱动控制器，所述驱动控制器设在出液储槽的外部，并连接所述出液分液器的转动轴，能控制出液分液器的转速。

3.根据权利要求2所述的电液分离组件，其特征在于，所述驱动控制器具有显示并调节出液分液器的转动速度的显示器和调节旋钮。

4.根据权利要求1所述的电液分离组件，其特征在于，所述出液分液器的边缘设有叶轮，出液分液器的转动轴垂直于电解液流动方向。

5.根据权利要求1所述的电液分离组件，其特征在于，所述的电液分离组件还包括进液分液装置，所述进液分液装置包括进液分液器和分液隔板，所述进液分液器为只具有侧面和底面壳体的立方体形状的液槽，所述进液分液器的底部设有电解液总进口；所述分液隔板包括主板和至少两个翅片，所述主板和翅片竖直固定在进液分液器内部的底面，并与底面留有缝隙，所述主板的长度等于进液分液器底面的长度，分液隔板的高度等于进液分液器的高度；

所述主板设在所述电解液总进口的中间，同时，所述主板设在电解液进口的中间；

所述翅片设在主板的侧面，并伸向进液分液器的侧面，所述翅片分别设在所述电解液总进口的两侧。

6.一种金属-空气发电机，其特征在于，所述发电机包括至少两个发电模组单元和权利要求1所述的电液分离组件，相邻所述发电模组单元的正极和负极依次串联，每个所述发电模组单元包括一个电解液出口、一个电解液进口和金属电极片，所述电液分离组件设置在所述电解液出口的下方，能够将从电解液出口流出的电解液打散。

7.根据权利要求6所述的金属-空气发电机，其特征在于，所述电液分离组件的出液分液器设置在所述金属-空气发电机的各个发电模组单元的电解液出口的下方，能够将从电解液出口流出的电解液打散。

8.根据权利要求6所述的金属-空气发电机，其特征在于，所述电液分离组件还包括进液分液装置，所述进液分液装置包括进液分液器和分液隔板，所述进液分液器为只具有侧面和底面壳体的立方体形状的液槽，所述进液分液器的底部设有电解液总进口；所述分液隔板包括主板和至少两个翅片，所述主板和翅片竖直固定在进液分液器内部的底面，并与底面留有缝隙，所述主板的长度等于进液分液器底面的长度，分液隔板的高度等于进液分液器的高度；

所述主板设在所述电解液总进口的中间，同时，所述主板设在电解液进口的中间；

所述翅片设在主板的侧面，并伸向进液分液器的侧面，所述翅片分别设在所述电解液总进口的两侧；

所述进液分液装置设置在所述金属-空气发电机的各个发电模组单元的电解液进口的位置，使得进液分液装置的主板位于电解液进口的中间。

9.根据权利要求6-8任一项所述的金属-空气发电机，其特征在于，所述金属-空气发电机的金属电极片为铝电极片。

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