CN214280035U - 利用自产氧方式加热金属空气电池电解液的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了利用自产氧方式加热金属空气电池电解液的系统，包括电解液箱、电堆箱和用于使电解液在电解液箱、电堆箱之间循环的循环管道，所述的循环管道上设置有循环泵；还包括氧烛、连接装置、控制装置和设置在循环管道上的散热器；本实用新型利用氧烛，可使环境氧气浓度稳定在最佳工作浓度区间内，保证金属空气电池放电反应的顺利进行，提高金属空气电池的放电性能；氧烛发生反应产生氧气的过程中释放出热量，并将释放的热量用于加热电解液，使电解液的温度上升到合适的温度值，进一步提高了金属空气电池的性能，解决了金属空气电池在低温环境下，启动时间长、放电性能差的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及金属空气电池技术领域，尤其涉及利用自产氧方式加热金属空气电池电解液的系统。
背景技术
金属空气电池是利用化学反应放出电能，负极为金属，正极为氧气，在反应过程中，会不断消耗氧气；我国幅员辽阔，东北地区气温低，金属空气电池在低温环境下，启动时间长，放电性能差，为解决此问题，通常采取电加热方式提高电解液温度，此方法消耗额外电源，导致系统复杂；且在密闭空间内体积非常受限，氧气含量也是不足的，需额外补充氧气满足电池反应；为补充额外氧气，采用供氧装置产氧，供氧装置通常单独成系统，氧烛为圆柱体或柱体，占用体积大。
随着金属空气电池技术发展，低温启动和密闭环境内供氧应用问题日益凸显，现有技术往往将两者孤立，造成系统复杂，资源浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供利用自产氧方式加热金属空气电池电解液的系统，利用氧烛产氧时释放的热量加热电解液，既能满足金属控电池放电反应所需的氧气供应，又能解决低温启动问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
利用自产氧方式加热金属空气电池电解液的系统，包括电解液箱、电堆箱和用于使电解液在电解液箱、电堆箱之间循环的循环管道，所述的循环管道上设置有循环泵；还包括氧烛、连接装置、控制装置和设置在循环管道上的散热器，所述的氧烛通过连接装置设置在电解液箱的上方；所述的氧烛的底面采用导热材料制成；所述的连接装置包括电磁铁、弹簧和铁块，所述的弹簧用于连接电磁铁的铁芯和铁块；所述的电磁铁的铁芯和铁块分别固定在电解液箱的上表面和氧烛底面的对应位置；所述的控制装置包括微处理器和设置在电解液箱底部的温度变送器，温度变送器的输出端均与微处理器的输入端电连接，微处理器的输出端通过电磁铁控制电路与电磁铁的线圈电连接，微处理器的输出端还与氧烛的触发端和散热器的输入端电连接。
所述氧烛由由上至下依次堆叠的导电层、引燃层和反应层构成，导电层上设置有触发引线，触发引线与导线层内的网状导线连接，用于点燃引燃层内的点火药，引燃层用于为反应层的氧烛药块提供反应所需的热量。
所述的氧烛采用多个，多个氧烛集成在导热板上，所述的导热板通过连接装置设置在电解液箱的上方，多个氧烛的触发端均与微处理器的输出端电连接；电堆箱外设置有氧气浓度传感器，氧气浓度传感器的输出端与微处理器的输入端连接。
所述的连接装置共四个，四个连接装置分别设置在电解液箱的上表面四角处。
所述的电解液箱的上表面和导热板的底面的四角的对应位置均设置有凹槽，所述的电磁铁的铁芯和铁块分别设置在电解液箱的上表面和导热板的底面的凹槽内。
本实用新型所述的一种利用自产氧方式加热金属空气电池电解液的系统，利用氧烛，可使环境氧气浓度稳定在最佳工作浓度区间内，保证金属空气电池放电反应的顺利进行，提高金属空气电池的放电性能；氧烛发生反应产生氧气的过程中释放出热量，并将释放的热量用于加热电解液，使电解液的温度上升到合适的温度值，进一步提高了金属空气电池的性能，解决了金属空气电池在低温环境下，启动时间长、放电性能差的问题；本实用新型还利用连接装置和控制装置，控制氧烛是否对电解液箱加热，以保证电解液的温度能够稳定在最佳温度值附近，进一步提高了金属空气电池的放电性能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型所述多个氧烛的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动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。
如图1和图2所示：本实用新型所述的一种利用自产氧方式加热金属空气电池电解液的系统，包括电解液箱3、电堆箱2和用于使电解液在电解液箱3、电堆箱2之间循环的循环管道5，所述的循环管道5上设置有循环泵4；还包括氧烛6、连接装置、控制装置和设置在循环管道5上的散热器10，所述的氧烛6通过连接装置设置在电解液箱3的上方；所述的氧烛6的底面采用导热材料制成；所述的连接装置包括电磁铁、弹簧8和铁块9，所述的弹簧8用于连接电磁铁的铁芯7和铁块9；所述的电磁铁的铁芯7和铁块9分别固定在电解液箱3的上表面和氧烛6底面的对应位置；所述的控制装置包括微处理器和设置在电解液箱3底部的温度变送器，温度变送器的输出端均与微处理器的输入端电连接，微处理器的输出端通过电磁铁控制电路与电磁铁的线圈电连接，微处理器的输出端还与氧烛6的触发端和散热器10的输入端电连接。
本实用新型所述的利用自产氧方式加热金属空气电池电解液的系统的工作原理为：
氧烛6利用主要含氯酸盐的氧烛6药块发生化学反应产氧，反应方程式如下：
2NaClO3 =2NaCl+3O2 +Q1；
其中NaClO3焓值为-365.8kJ/mol，NaCl焓值为-411.2kJ/mol，O2焓值为0 kJ/mol，因此Q1为90.8 kJ/mol，即每mol NaClO3参与反应释放90.8 kJ热量；
在微处理器内设置电解液加热目标温度值T1；金属空气电池1工作时，微处理器触发氧烛6工作释放氧气，保证环境氧气浓度值满足金属空气电池1放电反应的需求；进一步的，微处理器通过设置在电解液箱3底部的温度变送器采集电解液箱3内的电解液温度；若电解液温度低于电解液加热目标温度值T1，则微处理器控制电磁阀动作，电磁阀通过磁力吸附铁块9、压缩弹簧8，使导热板64的底面与电解液箱3的上表面接触，通过氧烛6产氧过程中释放的热量为电解液箱3加热。
进一步的，本实用新型所述的利用自产氧方式加热金属空气电池电解液的系统还包括散热器10，所述的散热器10设置在电解液箱3、电堆箱2之间的循环管道5上，所述的微处理器的输出端通过散热器10控制电路与散热器10的输入端电连接；通过散热器10的设置，还能够降低电解液的温度，使电解液的温度稳定在最佳工作温度区间内，进一步提高金属空气电池1的性能。
优选方案为：所述氧烛6由由上至下依次堆叠的导电层61、引燃层62和反应层63构成，导电层61上设置有触发引线，触发引线与导线层内的网状导线连接，用于点燃引燃层62内的点火药，引燃层62用于为反应层63的氧烛6药块提供反应所需的热量；氧烛6的设置，既能够为金属空气电池1反应供给充足的氧气，又能够在产生氧气时释放大量的热量，为电解液加热，保证金属空气电池1工作在合适的温度。
优选方案为：所述的氧烛6采用多个，多个氧烛6集成在导热板64上，所述的导热板64通过连接装置设置在电解液箱3的上方，多个氧烛6的触发端均与微处理器的输出端电连接，电堆箱2外设置有氧气浓度传感器，氧气浓度传感器的输出端与微处理器的输入端连接，以便于调节氧烛6触发的数量；具体的，金属空气电池1工作时，微处理器触发固定数目的氧烛6，具体数量可根据单个氧烛6释放氧气的速率决定，金属空气电池1工作过程中，微处理器通过设置在电堆箱2外部的氧气浓度传感器采集实时环境氧气浓度值，当实时环境氧气浓度值小于环境氧气浓度目标值C1时，微处理器增加氧烛6触发的数目。
优选方案为：所述的连接装置共四个，四个连接装置分别设置在电解液箱3的上表面四角处；保证导热板64的底面与电解液箱3的上表面接触和分离时的稳定性。
优选方案为：所述的电解液箱3的上表面和导热板64的底面的四角的对应位置均设置有凹槽，所述的电磁铁的铁芯7和铁块9分别设置在电解液箱3的上表面和导热板64的底面的凹槽内，凹槽的设置，一方面可以优化空间利用，另一方面也能进一步保证导热板64的底面与电解液箱3的上表面接触和分离时的稳定性。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型所述的一种利用自产氧方式加热金属空气电池电解液的系统，利用氧烛6，可使环境氧气浓度稳定在最佳工作浓度区间内，保证金属空气电池1放电反应的顺利进行，提高金属空气电池1的放电性能；氧烛6发生反应产生氧气的过程中释放出热量，并将释放的热量用于加热电解液，使电解液的温度上升到合适的温度值，进一步提高了金属空气电池1的性能，解决了金属空气电池1在低温环境下，启动时间长、放电性能差的问题；本实用新型还利用连接装置和控制装置，控制氧烛6是否对电解液箱3加热，以保证电解液的温度能够稳定在最佳温度值附近，进一步提高了金属空气电池1的放电性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.利用自产氧方式加热金属空气电池电解液的系统，包括电解液箱、电堆箱和用于使电解液在电解液箱、电堆箱之间循环的循环管道，所述的循环管道上设置有循环泵；其特征在于：还包括氧烛、连接装置、控制装置和设置在循环管道上的散热器，所述的氧烛通过连接装置设置在电解液箱的上方；所述的氧烛的底面采用导热材料制成；所述的连接装置包括电磁铁、弹簧和铁块，所述的弹簧用于连接电磁铁的铁芯和铁块；所述的电磁铁的铁芯和铁块分别固定在电解液箱的上表面和氧烛底面的对应位置；所述的控制装置包括微处理器和设置在电解液箱底部的温度变送器，温度变送器的输出端均与微处理器的输入端电连接，微处理器的输出端通过电磁铁控制电路与电磁铁的线圈电连接，微处理器的输出端还与氧烛的触发端和散热器的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的利用自产氧方式加热金属空气电池电解液的系统，其特征在于：所述氧烛由由上至下依次堆叠的导电层、引燃层和反应层构成，导电层上设置有触发引线，触发引线与导线层内的网状导线连接，用于点燃引燃层内的点火药，引燃层用于为反应层的氧烛药块提供反应所需的热量。
3.根据权利要求2所述的利用自产氧方式加热金属空气电池电解液的系统，其特征在于：所述的氧烛采用多个，多个氧烛集成在导热板上，所述的导热板通过连接装置设置在电解液箱的上方，多个氧烛的触发端均与微处理器的输出端电连接；电堆箱外设置有氧气浓度传感器，氧气浓度传感器的输出端与微处理器的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的利用自产氧方式加热金属空气电池电解液的系统，其特征在于：所述的连接装置共四个，四个连接装置分别设置在电解液箱的上表面四角处。
5.根据权利要求4所述的利用自产氧方式加热金属空气电池电解液的系统，其特征在于：所述的电解液箱的上表面和导热板的底面的四角的对应位置均设置有凹槽，所述的电磁铁的铁芯和铁块分别设置在电解液箱的上表面和导热板的底面的凹槽内。
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