一種金屬空氣電池用進(jìn)氣輔助裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種金屬空氣電池用進(jìn)氣輔助裝置，屬于動(dòng)力電池技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬空氣電池是以鋁、鎂、鋅等金屬或合金作為負(fù)極、空氣電極為正極、中性或堿性水溶液為電解質(zhì)構(gòu)成的一種高能量化學(xué)電源，屬于半燃料電池。該種電池具有能量密度大、質(zhì)量輕、材料來源豐富、無污染、可靠性高、壽命長、使用安全等諸多優(yōu)點(diǎn)。其中，鋁空氣電池最早于上世紀(jì)60年代由美國的Zaromb證明了其技術(shù)的可行性；70年代，主要集中于電視廣播、航海航標(biāo)燈、礦井照明等電源用鋁空氣電池的研究。美國能源部曾投資幾百萬美元支持勞倫斯-利佛莫國家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)研制替代內(nèi)燃機(jī)的金屬空氣電池，后來由LLNL和Electro-dynamics及Dow化學(xué)公司聯(lián)合組成Voltek公司終于開發(fā)出實(shí)用化的動(dòng)力型金屬空氣電池系統(tǒng)，也成為世界上第一個(gè)用來推動(dòng)電動(dòng)汽車的鋁空氣電池系統(tǒng)。
[0003]金屬空氣電池以空氣作為陰極材料進(jìn)行發(fā)電，可就地取材，省去了陰極材料的重量，從而大大降低了電池整體的重量。然而，大規(guī)模成組的鋁空氣電池堆由于輸出功率較高，且擺放較為集中，靠空氣的自由流動(dòng)已經(jīng)無法提供足夠的空氣亦即陰極活性材料用來反應(yīng)發(fā)電。因此，需要在電堆安裝特定的鼓風(fēng)系統(tǒng)，從而加大電池單元中空氣陰極附近的空氣流量，以滿足大功率輸出。
[0004]經(jīng)過檢索，目前已有的一些專利技術(shù)對通風(fēng)這方面問題進(jìn)行了考慮，如申請?zhí)枮椤?01310244781.4”的專利“一種鋁空氣燃料電池系統(tǒng)”給出了一種電解液箱、電池堆和通風(fēng)系統(tǒng)的解決方式；申請?zhí)枮椤?01410219365.3”的專利“鋁空氣電池系統(tǒng)”給出了一種包括導(dǎo)向風(fēng)道和通風(fēng)風(fēng)扇的通風(fēng)系統(tǒng)的解決方式，等。然而，尚沒有專利技術(shù)對氣流在空氣陰極的分布均勻進(jìn)行考慮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種金屬電池用進(jìn)氣輔助裝置，針對進(jìn)入金屬空氣電池系統(tǒng)的氣流在電池單元之間的縫隙穿梭時(shí)不可避免的分布不均勻問題，為使空氣電池系統(tǒng)中各電池單元上空氣陰極表面分配的氣流更為均勻，從而使陰極表面發(fā)生的反應(yīng)均勻而高效，提升了陰極整體利用率，因此，有助于提升電池整體的性能，具有很高的實(shí)用價(jià)值。以提高金屬空氣電池組(堆)的進(jìn)氣量，改善氣流在電池單元上空氣陰極表面的分布，提高空氣陰極的利用效率，進(jìn)而提升電池的整體性能。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種金屬空氣電池用進(jìn)氣輔助裝置，由鋁空氣電池殼體、排氣口、導(dǎo)流板、風(fēng)扇、多孔空心板、空心板進(jìn)氣口、空心板排氣孔、擋氣翼板、空心板尾端排氣槽、電池單元組成，其特征在于:在金屬空氣電池組外側(cè)設(shè)置進(jìn)氣口帶有風(fēng)扇的殼體，在每兩個(gè)電池單元之間設(shè)置多孔空心板；電池殼體是一密封殼體，且在該密封殼體上設(shè)置有裝有風(fēng)扇的進(jìn)氣口、排氣口和導(dǎo)流板；多孔空心板為長方體空心結(jié)構(gòu)，一端開有空心板進(jìn)氣口，相對的一端開有空心板尾端排氣槽，兩側(cè)由擋氣翼板組成，其擋氣翼板面積應(yīng)與電池單元的空氣陰極面積相等；多孔空心板的擋氣翼板上均勻設(shè)置有空心板排氣孔，擋氣板的空心板進(jìn)氣口一端向兩側(cè)伸出阻擋翼，用來阻擋氣體由多孔空心板與電池單元之間通過。
[0007]所述的鋁空氣電池殼體為耐堿的塑料材質(zhì)，風(fēng)扇的設(shè)置為1-10個(gè)，導(dǎo)流板和排氣口的數(shù)量和與電池組中電池單元數(shù)相同。
[0008]所述的多孔空心板的厚度為2~10mmo
[0009]所述的空心板排氣孔的尺寸為l_8mm，孔隙率為40%~70%。
[0010]所述的空心板進(jìn)氣口的面積為空心板尾端排氣槽面積的1.5-5倍。
[0011]本實(shí)用新型的積極效果在于:(1)通過在殼體上設(shè)置進(jìn)氣口、風(fēng)扇和導(dǎo)流板，可增加金屬空氣電池系統(tǒng)的進(jìn)氣量，是進(jìn)入各電池之間的氣流量分布更為均勻。(該裝置可以提升金屬空氣電池組的進(jìn)氣效率，同時(shí)使進(jìn)入的氣流在空氣陰極表面分散更為均勾。2)空心板尾端排氣槽2-4面積為空心板進(jìn)氣口 2-1面積的1/5~2/3，有利于在空心板內(nèi)形成反向背壓，提高進(jìn)入空心板內(nèi)氣體的利用效率。(3)通過在電池單元之間設(shè)置多孔空心板可改善空氣陰極表面的氣流分布，提升陰極面積的利用效率。因此，該實(shí)用新型可提升金屬空氣電池空氣陰極上參與發(fā)電反應(yīng)的活性物質(zhì)(空氣中的氧氣)的量，從而有助于提升電池整體的功率性能；同時(shí)，多孔空心板的設(shè)計(jì)又使氣流在空氣陰極表面的分布更為均勻，從而參與反應(yīng)的有效空氣陰極面積增大，提升放電功率的同時(shí)也有助于延長金屬空氣電池的使用壽命。
[0012]綜上，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)施，有利于提升金屬空氣電池的整體性能，因此具有很高的實(shí)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0013]圖1為進(jìn)氣輔助裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為多孔空心板結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步描述，如圖1-4所示，一種金屬空氣電池用進(jìn)氣輔助裝置，由1.鋁空氣電池殼體1-1.排氣口 1-2.導(dǎo)流板1-3.風(fēng)扇2.多孔空心板2-1.空心板進(jìn)氣口 2-2.空心板排氣孔2-3.擋氣翼板2-4.空心板尾端排氣槽3.電池單元組成，其特征在于:在金屬空氣電池組外側(cè)設(shè)置進(jìn)氣口帶有風(fēng)扇的殼體1，在每兩個(gè)電池單元之間設(shè)置多孔空心板2 ;電池殼體1是一密封殼體，且在該密封殼體上設(shè)置有裝有風(fēng)扇的進(jìn)氣口 1-3、排氣口 1-1和導(dǎo)流板1-2 ;多孔空心板2為長方體空心結(jié)構(gòu)，一端開有空心板進(jìn)氣口 2-1，相對的一端開有空心板尾端排氣槽2-4，兩側(cè)由擋氣翼板2-3組成，其擋氣翼板2-3面積應(yīng)與電池單元的空氣陰極面積相等；多孔空心板2的擋氣翼板2-3上均勻設(shè)置有空心板排氣孔2-2，擋氣板的空心板進(jìn)氣口一端向兩側(cè)伸出阻擋翼，用來阻擋氣體由多孔空心板與電池單元之間通過。
[0018]所述的鋁空氣電池殼體1選用耐堿的塑料材質(zhì)，如PE、PP、PVC、PTFE等板材。密封殼體大小可依據(jù)電池組的體積任意設(shè)置，而風(fēng)扇1-3的數(shù)量可根據(jù)電池體積和風(fēng)扇功率設(shè)置為1-10個(gè)，導(dǎo)流板1-2和排氣口 1-1的數(shù)量和與電池組中電池單元數(shù)相同。
[0019]所述的多孔空心板2，其材質(zhì)選用耐堿的塑料材質(zhì)，如PE、PP、PVC、PTFE等板材；厚度在2~10_之間。
[0020]所述的空心板排氣孔的尺寸在l_8mm之間，孔隙率應(yīng)在40%~70%之間。
[0021]所述的空心板進(jìn)氣口 2-1的面積應(yīng)為空心板尾端排氣槽2-4面積的1.5-5倍。
[0022]使用該裝置的金屬空氣電池時(shí)，空氣或氧氣流從風(fēng)扇進(jìn)氣口 1-3進(jìn)入，經(jīng)過導(dǎo)流板1-2的引導(dǎo)，分別通過空心板進(jìn)氣口 2-1進(jìn)入每兩個(gè)電池單元之間的多孔空心板2中，大部分氣體通過位于擋氣翼板2-3上的空心板排氣孔2-2均勻流入電池單元3的空氣陰極上發(fā)生反應(yīng)，剩余的部分氣體通過空心板尾端排氣槽2-4排出，最終從殼體排氣口 1-1排到電池外部。
[0023]在金屬空氣電池組外側(cè)設(shè)置進(jìn)氣口帶有風(fēng)扇的殼體1，在每兩個(gè)電池單元之間設(shè)置多孔空心板2，該裝置使用5個(gè)電池單元。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種金屬空氣電池用進(jìn)氣輔助裝置，由招空氣電池殼體、排氣口、導(dǎo)流板、風(fēng)扇、多孔空心板、空心板進(jìn)氣口、空心板排氣孔、擋氣翼板、空心板尾端排氣槽、電池單元組成，其特征在于:在金屬空氣電池組外側(cè)設(shè)置進(jìn)氣口帶有風(fēng)扇的殼體，在每兩個(gè)電池單元之間設(shè)置多孔空心板；電池殼體是一密封殼體，且在該密封殼體上設(shè)置有裝有風(fēng)扇的進(jìn)氣口、排氣口和導(dǎo)流板；多孔空心板為長方體空心結(jié)構(gòu)，一端開有空心板進(jìn)氣口，相對的一端開有空心板尾端排氣槽，兩側(cè)由擋氣翼板組成，其擋氣翼板面積應(yīng)與電池單元的空氣陰極面積相等；多孔空心板的擋氣翼板上均勻設(shè)置有空心板排氣孔，擋氣板的空心板進(jìn)氣口一端向兩側(cè)伸出阻擋翼，用來阻擋氣體由多孔空心板與電池單元之間通過。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬空氣電池用進(jìn)氣輔助裝置，其特征在于所述的鋁空氣電池殼體為耐堿的塑料材質(zhì)，風(fēng)扇的設(shè)置為1-10個(gè)，導(dǎo)流板和排氣口的數(shù)量和與電池組中電池單元數(shù)相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬空氣電池用進(jìn)氣輔助裝置，其特征在于所述的多孔空心板的厚度為2~10mmo4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬空氣電池用進(jìn)氣輔助裝置，其特征在于所述的空心板排氣孔的尺寸為l_8mm，孔隙率為40%~70%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬空氣電池用進(jìn)氣輔助裝置，其特征在于所述的空心板進(jìn)氣口的面積為空心板尾端排氣槽面積的1.5-5倍。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種金屬空氣電池用進(jìn)氣輔助裝置，其特征在于，在金屬空氣電池組中設(shè)置外包圍殼體和多孔空心板；其中外圍殼體上設(shè)置有風(fēng)扇，導(dǎo)流板和排氣口；而多孔空心板上設(shè)置有空心板進(jìn)氣口，空心板排氣孔，擋氣翼板，空心板尾端排氣槽。該裝置可以提升金屬空氣電池組的進(jìn)氣效率，同時(shí)使進(jìn)入的氣流在空氣陰極表面分散更為均勻。
【IPC分類】H01M12/02
【公開號】CN205081192
【申請?zhí)枴緾N201520862305
【發(fā)明人】許德超, 陳慧明, 姜濤, 張克金, 王金興
【申請人】中國第一汽車股份有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年11月3日