[發明專利]一種金屬空氣電池系統用電解液存儲盒

有效

• 申請號: 201210499799.4
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN103855446A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 孫公權;王二東;陳利康
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M12/06
• 分類號: H01M12/06;H01M8/06;H01M8/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發明涉及金屬/空氣電池，具體地說是一種鎂、鋁、鋅等金屬/空氣電池用電解液存儲盒。

背景技術

金屬/空氣電池是一種采用金屬（如鎂、鋁、鋅等）為陽極燃料，空氣中氧氣作為氧化劑，堿液或中性鹽水作為電解質溶液的電化學反應裝置。我國鎂、鋁、鋅等金屬儲量豐富、且價格低廉，因此金屬/空氣電池在我國通訊電源、野外應急電源、照明電源及儲備電源等可移動電源的諸多領域具有廣闊的應用前景。金屬/空氣電池具有能量密度高、反應物和產物無污染、工作安靜等特點。以鎂/空氣電池為例，其理論能量密度高達3910Wh/kg。鎂/空氣電池電極反應和電池總反應分別為：

陽極電極反應：Mg+2OH^-→Mg(OH)₂+2e^-????-2.69V????(1)

陰極電極反應：1/2O₂+H₂O+2e^-→2OH^-?????+0.4V?????(2)

電池總反應：Mg+1/2O₂+H₂O→Mg(OH)₂?????+3.09V????(3)

由上式可知，鎂/空氣電池在反應過程中消耗金屬鎂、空氣中的氧氣和水，生成氫氧化鎂。無論是反應物還是產物均無污染，且反應物廉價易得。鎂/空氣電池在使用前，需將電解液（常為氯化鈉水溶液）加注至電池內。反應一段時間后，由于電解液中水的損失（反應消耗、蒸發損失）及產物在電解液中的累積，電解液變得粘稠，離子傳導能力下降，導致電池性能下降甚至電池失效。此時，需及時將產物排出從而使鎂/空氣電池繼續工作。由上述鎂/空氣電池的工作過程可以看出，產物的管理是影響金屬/空氣電池穩定性、維護性的重要因素。

為了使產物氫氧化鎂能及時從電池系統中排出，通常對金屬空氣電池中的電解液采取連續循環的工作方式。這樣，產物氫氧化鎂等便會隨著電解液排出至電解液存儲池中。然而由于排出至電解液存儲池中的產物在循環泵的作用下得不到充分的沉淀，仍會有部分氫氧化鎂等粘稠狀混合物隨循環管理流通至電池系統中，導致金屬空氣電池性能下降甚至失效。

發明內容

本發明針對現有金屬/空氣電池產物管理系統存在的缺點，提出一種用于金屬/空氣電池系統中的電解液存儲盒，并通過產物隔擋板的一次沉淀，以及產物隔離網的一次或兩次以上的產物分離，使循環至金屬/空氣電池系統中的電解液中的氫氧化鎂等固體產物大量減少，并通過清理電解液存儲盒中的已分離產物，提高電解液的循環利用率、穩定電池系統的溫度并延長電池系統的穩定運行時間。為實現上述目的，本發明采用以下具體方式來實現：

一種金屬空氣電池系統用電解液存儲盒，與金屬空氣電池系統的電解液腔相連，包括電解液存儲盒（1）為一中空容器，容器內部從左至右依次設有產物隔離擋板（2）、產物過濾網（3）；

產物隔離擋板（2）、產物過濾網（3）將容器分隔成相互獨立的腔室；

所述產物隔離擋板（2）與電解液存儲盒（1）的左側壁面的腔室為產物腔（4），產物隔離擋板（2）高度小于容器側壁面高度；

所述產物隔離擋板（2）與其右側的產物過濾網（3）間的腔室為電解液/產物混合腔（5）；

電解液存儲盒（1）的右側壁面與與其相近的產物過濾網（3）間的腔室為電解液腔（6）；

于金屬空氣電池系統的電解液腔上部設有電解液循環口、電解液腔下部設有電解液加注口；

電解液存儲盒中的產物腔（4）與金屬空氣電池系統的電解液循環口通過管路相連，電解液存儲盒中的電解液腔（6）與金屬空氣電池系統的電解液加注口通過管路相連。

于金屬空氣電池系統的電解液腔底部設有產物排出口，電解液存儲盒的產物腔（4）與金屬空氣電池系統的產物排出口通過管路相連。

所述產物過濾網（3）為兩個以上，產物過濾網（3）從左至右依次設置，將產物隔離擋板（2）與容器右側壁面間的空腔分隔成相互獨立的腔室，作為電解液/產物混合腔（5）；

相鄰產物過濾網（3），左側產物過濾網（3）的網孔大于右側產物過濾網（3）的網孔。

于產物腔（4）、一個或兩個以上電解液/產物混合腔（5）上電解液存儲盒（1）的下部分別設置有可開啟和關閉的產物清理口（10）。

所述產物隔離擋板（2）與電解液存儲盒（1）的下壁面間成45-90°傾角設置。