[實(shí)用新型]鋅氧電池高壓氧氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420701230.6
• 申請(qǐng)日: 2014-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204230348U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱梅;王言琴;尹成龍;葛浩森;徐獻(xiàn)芝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01M8/04
• 分類(lèi)號(hào): H01M8/04
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電池控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種鋅氧電池高壓氧氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

氧電池工作會(huì)產(chǎn)生大量的熱，現(xiàn)有的鋅氧電池結(jié)構(gòu)對(duì)于這些熱量缺乏有效的驅(qū)散途徑，會(huì)造成電池體局部或整體溫度過(guò)高，可能導(dǎo)致電池零件變形引發(fā)泄漏，或隔膜紙高溫失效甚至導(dǎo)致燃燒等一系列安全隱患。另外鋅氧電池工作后期會(huì)有電解液滲透穿過(guò)碳電極，具有腐蝕性的電解液匯聚成水滴滴落，可能導(dǎo)致短路等安全問(wèn)題，并且接觸人體腐蝕皮膚。因此，在鋅氧電池的使用過(guò)程中，產(chǎn)生的熱量需要快速驅(qū)散的問(wèn)題以及防止電解液透穿過(guò)碳電極是極其重要的，亟需開(kāi)發(fā)一種能夠幫助電池散熱，同時(shí)能夠阻礙電解液滲透穿過(guò)碳電極的新系統(tǒng)。

現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)鋅氧電池是由金屬鋅、集流體、隔膜紙、氣體擴(kuò)散電極（碳電極）、塑料電池殼，不銹鋼密封倉(cāng)，絕緣塑料帶和電解液組成，氣體擴(kuò)散電極和金屬鋅分別構(gòu)成電池的正極和負(fù)極，另有配套的為鋅氧電池提供氧氣環(huán)境的不銹鋼罐。電池的安裝方式：將電池各零件組裝好，放入裝有高壓氧氣的不銹鋼罐中，密封后即可工作放電。《具有冷卻功能的鋅氧電池組》（專(zhuān)利號(hào)ZL2013101311304）介紹的利用冷卻液循環(huán)達(dá)到冷卻目的的裝置，該裝置的缺陷是只能周期性冷卻電池，無(wú)法持續(xù)對(duì)電池進(jìn)行冷卻，所以電池還是會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)過(guò)熱。并且碳電極上下兩側(cè)氧氣壓強(qiáng)一致，無(wú)法防止工作后期電解液滲透過(guò)碳電極。所以還需要更好的冷卻和防滲透系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)鋅氧電池溫度工作溫度過(guò)高熱量無(wú)法快速驅(qū)散和電解液可能滲透過(guò)碳電極的問(wèn)題，提出鋅氧電池高壓氧氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)，利用離開(kāi)電池的高溫氧氣帶走一部分熱量，經(jīng)過(guò)冷卻的低溫氧氣流回電池，可以降低電池溫度；同時(shí)，利用氧氣循環(huán)系統(tǒng)與大氣壓之間的氣壓差阻礙電解液的滲透過(guò)程，可以有效防止電解液滲透穿過(guò)碳電極。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：

一種鋅氧電池高壓氧氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)，包括鋅氧電池組、高壓氧氣罐、氧氣緩沖罐、氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備、高溫氧氣散熱器，所述鋅氧電池組有多個(gè)單節(jié)鋅氧電池，所述單節(jié)鋅氧電池上設(shè)有密封倉(cāng)；所述高壓氧氣罐通過(guò)管道一連接至氧氣緩沖罐，所述氧氣緩沖罐上通過(guò)管道二連接至密封倉(cāng)，所述管道一上設(shè)有閥門(mén)二，所述管道二上設(shè)有閥門(mén)二，所述管道二從閥門(mén)二之后分為上下分支，分別連接至密封倉(cāng)的氧氣入口和氧氣出口，所述管道二的上分支上還依次連接有高溫氧氣散熱器以及氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備。

所述氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備為耐純氧風(fēng)扇、氧氣泵或鼓風(fēng)機(jī)。

所述的鋅氧單電池包括不銹鋼殼，所述的不銹鋼內(nèi)部設(shè)有塑料下蓋，底部設(shè)有碳電極，所述碳電極兩端密封粘貼在塑料下蓋上，其上方設(shè)有膈膜紙，使得所述碳電極與所述的不銹鋼底部之間形成一個(gè)密封的密封倉(cāng)，所述密封倉(cāng)上開(kāi)設(shè)有氧氣入口和氧氣出口；所述膈膜紙內(nèi)部包括有鋅餅，所述鋅餅上引出有鋅集流耳，還包括塑料上蓋，所述塑料上蓋蓋合在塑料下蓋內(nèi)形成電解槽，所述電解槽內(nèi)填充有電解液，所述塑料上蓋還設(shè)有開(kāi)口，所述鋅集流耳從開(kāi)口中穿出。當(dāng)單節(jié)鋅電池組成鋅電池組時(shí)，所述下一節(jié)鋅氧電池的鋅集流體與上一節(jié)電池的不銹鋼殼配合在一起，實(shí)現(xiàn)電池組的連接，所有單節(jié)鋅電池上下疊放并通過(guò)固定裝置固定，所述固定裝置為夾板或螺釘。

本實(shí)用新型使用時(shí)，由于單節(jié)鋅電池的密封倉(cāng)與管道二連通，這樣密封倉(cāng)內(nèi)填充了帶流通的高壓氧氣，而電解槽內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓1atm，所述碳電極兩側(cè)形成了壓力差，這個(gè)壓力差可以有效阻止電解液滲透穿過(guò)多孔碳電極。正常工作時(shí)閥一是關(guān)閉的，閥二是打開(kāi)的，當(dāng)氧氣消耗導(dǎo)致循環(huán)氣壓低于1atm時(shí)，關(guān)閉閥二，打開(kāi)閥一補(bǔ)充氧氣，當(dāng)緩沖罐氣壓達(dá)到1.1atm時(shí)關(guān)閉閥一，打開(kāi)閥二，電池可以繼續(xù)正常工作。通過(guò)氧氣緩沖罐可以防止高壓氧氣突然沖入電池，對(duì)碳電極造成破壞。

所述氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備為氧氣循環(huán)提供循環(huán)的動(dòng)力，這樣流出密封倉(cāng)的氧氣可以帶走電池工作產(chǎn)生的熱量，通過(guò)高溫氧氣散熱器和管道壁傳導(dǎo)到外部，降低鋅氧電池的溫度，保障安全性。

本實(shí)用新型的有益效果體現(xiàn)在：

1）本實(shí)用新型通過(guò)不銹鋼殼與碳電極形成一個(gè)密閉的密封倉(cāng)，用于流通高壓氧氣，起到提供氧氣，散熱和防止電解液滲透的三重功效。

2）本實(shí)用新型將每節(jié)鋅氧電池的密封倉(cāng)與氧氣循環(huán)系統(tǒng)的管道連通在一起，通過(guò)管道中的耐純氧風(fēng)扇提供動(dòng)力，形成氧氣的循環(huán)，達(dá)到散熱目的。

3）本實(shí)用新型在高壓氧氣罐之后安置氧氣緩沖罐，以防止氣壓突然升高破壞碳電極。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型鋅氧單電池結(jié)構(gòu)示意圖；