[發明專利]圓柱形液流金屬空氣電池及電池組

有效

• 申請號: 201710941490.9
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107768779B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 肖輝
• 申請（專利權）人: 昆明納太科技有限公司
• 主分類號: H01M12/06
• 分類號: H01M12/06;H01M8/18;H01M8/04276
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 林青中;萬志香

本發明公開了一種布液設計相對簡單的圓柱形液流金屬空氣電池及電池組。該圓柱形液流金屬空氣電池包括進液帽、空氣陰極、出液帽、金屬陽極以及陽極帽。該圓柱形液流金屬空氣電池及電池組的結構簡單緊湊，由于電解液可以采用從下至上的旋流方式，因此電解液在整個電池內部能夠均勻流動，不易形成死角，有利于發揮更好的電池性能，而且該圓柱形液流金屬空氣電池的電解液循環方式，只需要設置簡單的能夠使電解液旋轉流動上升的注液口及出液口即可，無需復雜的勻流布液裝置，因而裝備成本相對較低，可廣泛推廣使用。

技術領域

本發明涉及空氣電池技術領域，尤其是涉及一種圓柱形液流金屬空氣電池及電池組。

背景技術

金屬空氣電池是以金屬為負極活性材料和空氣電極經電化學反應組合而成的一種燃料電池。其發揮了燃料電池的眾多優點，將鋅、鋁、鎂等金屬作為電池負極，與空氣電極構成一個連續產生電能的裝置，具有無毒、安全、高能量密度的優點。金屬空氣電池反應過程中會有大量反應產物在電解液中產生，例如，鋁空氣電池反應產生氫氧化鋁沉淀，鎂空氣電池會產生氫氧化鎂沉淀，同時，在較大功率放電情況下，還會產生大量熱量，這時維持溫度穩定是十分必要的。采用液流式的電池結構是一個很好的解決方案，即電池設計進液和出液，電解液在電池內流動，一方面有利于反應產物和熱量及時帶出，另一方面還利于增強擴散，提高放電倍率性能。目前液流式的金屬空氣電池多為平板框式結構，為了保證電解液在平板結構內均勻的流動，通常需要設置較為復雜的布液結構(控制電解液在電解池內均勻流動的裝置)。另外對于平板式結構的金屬空氣電池，空氣電極通常布置在平板的兩個表面，底邊和側面都需要設置塑料框架，輔助材料相對校多，整體較為笨重。

發明內容

基于此，有必要提供一種布液設計相對簡單的圓柱形液流金屬空氣電池及電池組。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下。

一種圓柱形液流金屬空氣電池，包括進液帽、空氣陰極、出液帽、金屬陽極以及陽極帽；

所述進液帽具有陰極安裝套，所述進液帽設有進液口，所述進液口通過注液口與所述陰極安裝套圍成的內部空間相連通；

所述出液帽具有出液腔，并設有與所述出液腔相連通的連通口、出液口以及陽極安裝口；

所述空氣陰極為兩端開口的空心圓筒狀結構，所述空氣陰極的一端與所述陰極安裝套連接，另一端與所述出液帽連接，所述空氣陰極的內部空腔與所述陰極安裝套圍成的內部空間相連通，并通過所述連通口與所述出液腔相連通；

所述金屬陽極為圓柱形結構，所述金屬陽極安裝在所述陽極帽上，所述金屬陽極依次穿過所述陽極安裝口、所述出液腔及所述連通口后插入至所述空氣陰極中，所述金屬陽極與所述空氣陰極之間形成有供電解液流動的流通空間，從所述進液口經由所述注液口進入的電解液能夠在所述流通空間內旋轉流動并從所述出液口流出；

所述陽極帽蓋設在所述陽極安裝口上。

在其中一個實施例中，所述進液帽具有液倉，所述液倉的內部為加液腔，所述進液口與所述加液腔連通，所述注液口設在所述液倉的圓柱形側壁上并與所述加液腔連通；

所述陰極安裝套圍繞所述液倉設置，所述陰極安裝套與所述液倉之間具有進液間隙，所述進液間隙通過所述注液口與所述加液腔連通，所述進液間隙與所述流通空間連通。

在其中一個實施例中，所述陰極安裝套套設在所述空氣陰極上，所述空氣陰極的內壁與所述液倉的外壁之間形成所述進液間隙。

在其中一個實施例中，所述注液口緊靠所述進液間隙的底部，所述出液口設在所述出液腔的側壁上且所述出液口緊靠所述出液帽的頂部；且沿所述液倉的圓柱形側壁的周向，所述注液口的內壁呈斜面狀，相應地，沿所述出液帽的周向，所述出液口的內壁也呈斜面狀，以使從所述注液口進入所述進液間隙的電解液與能夠旋轉上升，并最終從所述出液口流出。