[發明專利]可持續工作電池系統

有效

• 申請號: 202010873871.X
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111969231B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 雷紅紅;雷新望;肖建軍;張志剛;張艷娜;王磊;王瑞智
• 申請（專利權）人: 鄭州佛光發電設備有限公司
• 主分類號: H01M8/065
• 分類號: H01M8/065;H01M8/06
• 代理公司: 北京北匯律師事務所 11711
• 代理人: 李英杰

本發明公開了一種可持續工作電池系統，包括反應箱、陽極加注裝置、電解液加注裝置；所述反應箱上部設置顆粒加注箱，用于向電池反應腔提供顆粒狀金屬陽極；所述陽極加注裝置包括陽極儲備箱，所述陽極儲備箱用于儲備顆粒狀金屬陽極，所述陽極儲備箱底部和所述顆粒加注箱頂部通過第一管道連通，所述陽極儲備箱底部上表面具有收斂于所述第一管道與陽極儲備箱連接處、相對于水平面向上傾斜的斜坡，所述顆粒狀金屬陽極從所述第一管道進入所述顆粒加注箱，所述顆粒加注箱底部上表面具有從所述第一管道與顆粒加注箱連接處下方對應處向周圍、相對于水平面向下傾斜的斜坡。本發明技術方案解決了燃料電池更換、維護頻繁、困難，不能長時間持續工作的問題。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，具體地涉及一種可持續工作電池系統。

背景技術

石油是目前常用能源，但為不可再生能源，且對環境污染嚴重。太陽能、水能、風能、核能等為可再生能源，但具有一定地域性或技術本身屬性更適合于集中發電，難以走進千家萬戶。鋰電池作為儲能電池目前得到了廣泛的應用，但安全問題已成為其進一步發展的技術瓶頸。除上述電池外，近些年燃料電池(如鎂空、鋁空、鋅空等)因其高安全、高比能、低成本、綠色環保且可再生等特點逐漸引起人們的重視，但因金屬陽極和電解液維護更換難問題，一直未大面積推廣。

燃料電池金屬陽極和電解液維護更換問題，主要指金屬陽極和電解液更換頻繁，且更換困難，以及廢電解液的處理問題。目前，金屬陽極通常采用“塊狀”形式，一個單體配一塊金屬陽極，在大功率電站上，金屬陽極數目眾多，因此單次更換工作量大，更換時間長。因為電池極間距問題，金屬陽極設計放電時長較短，因此導致更換次數也多。電解液更換難題在于反應過程中不斷產生的Al(OH)3，Al(OH)3消耗電解液中OH-，增大電池內阻，降低電解液的導電性，嚴重影響電解液的放電性能。由于這些問題，導致燃料電池系統不時需要停止進行維護，不能長時間的持續工作。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種燃料電池系統，針對金屬陽極更換難問題等問題導致的燃料電池維護頻繁、不便而不能長時間持續工作的問題，設計電池陽極加注裝置，并設計一種粒狀金屬電極，即將普通的“塊狀”金屬陽極變成“球狀”等顆粒狀，實現金屬陽極自動更換。本專利設計的可持續工作的燃料電池系統，解決金屬陽極和電解液加注問題以及廢液處理問題等問題，使加料、廢液處理等系統能夠連續、協調工作，從而使燃料電池系統能夠持續工作。

為此，本發明實施例提供如下技術方案：

根據本發明，提供了一種燃料電池系統，包括反應箱、陽極加注裝置、電解液加注裝置；所述反應箱上部設置顆粒加注箱，用于向電池反應腔提供顆粒狀金屬陽極；所述陽極加注裝置包括陽極儲備箱，所述陽極儲備箱用于儲備顆粒狀金屬陽極，所述陽極儲備箱底部和所述顆粒加注箱頂部通過第一管道連通，所述陽極儲備箱底部上表面具有收斂于所述第一管道與陽極儲備箱連接處、相對于水平面向上傾斜的斜坡，所述顆粒狀金屬陽極從所述第一管道進入所述顆粒加注箱，所述顆粒加注箱底部上表面具有從所述第一管道與顆粒加注箱連接處下方對應處向周圍、相對于水平面向下傾斜的斜坡。

進一步地，所述第一管道上設置有第一閥門，工作狀態下所述第一閥門處于打開狀態，維護狀態下所述第一閥門處于關閉狀態。

進一步地，所述第一管道第一端連接所述陽極儲備箱底部中心位置，所述第一管道第二端連接所述顆粒加注箱頂部中心位置，所述第一管道豎直設置。

進一步地，所述電池反應腔設置在反應箱中部，所述電池反應腔中設置一個或多個電池單體，所述顆粒加注箱底部對應于電池單體設置一個或多個顆料加注口，所述顆粒狀金屬陽極通過所述顆料加注口進入電池單體參與反應。

進一步地，所述電池單體具有陽極集流網，所述陽極集流網在電池反應時收集陽極電流并支撐固定進入所述電池單體的顆粒狀金屬陽極。

進一步地，所述陽極集流網所用材料為鎳或銅。