[發(fā)明專利]一種水系電池系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010046466.0
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111224172B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王廣軍;余為偉
• 申請（專利權(quán)）人: 荊門市探夢科技有限公司
• 主分類號: H01M10/36
• 分類號: H01M10/36;H01M10/38
• 代理公司: 荊門市森皓專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42253
• 代理人: 王麗

本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域，公開了一種水系電池系統(tǒng)，包括反應(yīng)腔、水電極、金屬電極、電極隔離片和電解液腔；反應(yīng)腔上設(shè)有氫氣出氣口；水電極和金屬電極分別位于反應(yīng)腔內(nèi)；電極隔離片設(shè)置于反應(yīng)腔內(nèi)，用于將水電極和金屬電極隔開；電解液腔，其內(nèi)盛有電解液，通過管路與反應(yīng)腔連通；水電極和金屬電極分別通過導(dǎo)線引出反應(yīng)腔作為輸出端，反應(yīng)腔內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣作為二次能源通過氫氣出氣口排出存儲或者使用，通過金屬電極作為能量載體，以電解液中的水作為反應(yīng)物，無毒無害，反應(yīng)產(chǎn)物氫氣可以作為二次能源，進(jìn)一步提高能量密度，而且安全系數(shù)高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域，尤其是涉及一種水系電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為了解決傳統(tǒng)化石能源帶來的環(huán)境問題以及能源危機(jī)等問題，目前各國都在大力發(fā)展新能源技術(shù)，很多歐洲國家已經(jīng)給出了燃油車輛的禁售時間。

在眾多新能源技術(shù)中鋰電池技術(shù)是目前發(fā)展最為迅速的新能源技術(shù)。但是由于鋰電池本身化學(xué)體系上的制約，其弊端非常明顯，無法跟燃油能源系統(tǒng)相抗衡：

1、鋰電池充電時間通常需要幾十分鐘到數(shù)小時，便利性大打折扣；

2、鋰電池的理論能量密度只有240Wh/Kg～350Wh/Kg遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于燃油的能量密度，這就造成鋰電池汽車在續(xù)航里程上無法跟燃油車相比；

3、鋰電池在安全方面也存在很大問題，近年來已經(jīng)有多起鋰電池汽車熱失控著火事件發(fā)生；

4、鋰電池的生產(chǎn)過程，需要在高度干燥環(huán)境下，所以成本比較高，使用過程中充電耗時久。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水系電池系統(tǒng)，通過金屬電極作為能量載體，以電解液中的水作為反應(yīng)物，無毒無害，反應(yīng)產(chǎn)物氫氣可以作為二次能源，進(jìn)一步提高能量密度，而且安全系數(shù)高。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種水系電池系統(tǒng)，包括：

反應(yīng)腔，其上設(shè)有氫氣出氣口；

水電極，位于反應(yīng)腔內(nèi)，作為水的還原反應(yīng)場所；

金屬電極，位于反應(yīng)腔內(nèi)，作為金屬陽極氧化反應(yīng)場所；

電極隔離片，設(shè)置于反應(yīng)腔內(nèi)，用于將水電極和金屬電極隔開；

電解液腔，其內(nèi)盛有電解液，通過管路與反應(yīng)腔連通，所述電解液腔內(nèi)的電解液通過管路往返于反應(yīng)腔和電解液腔之間；

所述水電極和金屬電極分別通過導(dǎo)線引出反應(yīng)腔作為輸出端，所述反應(yīng)腔內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣作為二次能源通過氫氣出氣口排出存儲或者使用。

進(jìn)一步地，所述金屬電極的密度為ρ(g/cm³)，總質(zhì)量為WM(g)，所述水電極的總投影面積為SH₂O(cm²)，滿足：其中K＝1/4為量綱調(diào)整系數(shù)。

進(jìn)一步地，還包括與氫氣出氣口連通的氫氣腔，所述氫氣腔用于將反應(yīng)腔內(nèi)產(chǎn)生的氫氣存儲起來，連接氫氣出氣口與氫氣腔的管路上設(shè)有單向閥、開關(guān)和氣泵。

進(jìn)一步地，還包括氫燃料電池和/或熱機(jī)，所述反應(yīng)腔和/或氫氣腔通過管路分別與氫燃料電池和/或熱機(jī)連通，且連接管路上分別均設(shè)有單向閥、開關(guān)和氣泵。

進(jìn)一步地，還包括與反應(yīng)腔連通的保護(hù)液腔，所述保護(hù)液腔內(nèi)盛有陽極保護(hù)液，所述反應(yīng)腔與保護(hù)液腔的連接管路上設(shè)有雙向泵。

進(jìn)一步地，所述金屬電極采用鋰、鈉、鉀、鈣、鎂、鋁、鋅和鐵中的任意一種或者任意幾種的合金。

進(jìn)一步地，所述電解液為堿性溶液或鹽溶液。

進(jìn)一步地，所述堿性溶液為氫氧化鈉溶液或者氫氧化鉀溶液，所述鹽溶液為氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鈉，氯化鉀、硫酸鉀和硝酸鉀、硝酸鋁中的任意一種。