[發明專利]一種多功能金屬燃料電池系統

有效

• 申請號: 202011013169.2
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112310444B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 吳長征;周天培;馬桂鑫;葉陳;黃清源;劉漢康;謝毅
• 申請（專利權）人: 合肥綜合性國家科學中心能源研究院（安徽省能源實驗室）
• 主分類號: H01M8/04186
• 分類號: H01M8/04186;H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/04082;H01M8/04225;H01M8/2455;H01M12/06;H01M12/08;B01D53/18
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 張乾楨

1.一種多功能金屬燃料電池系統，其特征在于，包括：

多個金屬燃料單體電池，電堆底座，第一泵，進氣風機，電解液箱，三通閥，兩通閥，球閥，板式換熱器，風冷散熱器，堿霧吸收盒，吸氣泵，第二泵；

所述多個金屬燃料單體電池組成電堆，設置在系統頂部，電堆帶有電堆底座，電堆底座下面設置電解液箱，電解液箱兩側設置有電解液三通閥，兩通閥，球閥，板式換熱器，風冷散熱器；電解液箱帶有堿霧吸收盒；

單體電池，單體電池內設置有延長流道，電解液通過單體電池的單體進液口經延長流道進入電池腔體，加長了液流通道；

所述電堆底座內設有進液主通道與出液主通道，進液主通道上的電堆進液口與單體進液口連接，出液主通道上電堆出液口與單體電池的單體出液口連接，形成電堆循環系統；

所述電解液箱與第一泵相連，并配有電解液進液口，電解液出液口，所述電解液箱與電堆出液口相連，電解液箱內部分割為純水區與KOH區，工作時純水區與KOH區相連通，配成電解液；

所述板式換熱器和風冷散熱器通過冷媒循環管道、第二泵相連接；

電解液箱內設有豎直的隔板，將電解液箱分為兩部分空間，第一部分空間存儲KOH溶液，第二部分空間存儲純水，兩部分空間通過管道在電解液箱外部相連，管道上裝有三通閥和兩通閥，工作時三通閥和兩通閥打開，兩部分空間連通，KOH溶液與純水相通，熱電解液經第一泵進入電堆開始放電，由此可實現快速冷啟動；箱體左側底部管道與第一泵連接，存儲KOH的第一部分空間區域與存儲純水的第二部分空間區域在箱體底部各有一個出口，用來排放電解液，電解液箱上部開有圓孔與電堆出液主通道相對應，左上方接有球閥用來打進入純水，頂部設有開口，用來注入KOH溶液和作為維護口。

2.根據權利要求1所述的多功能金屬燃料電池系統，其特征在于，所述單體電池內部有延長流道，延長流道自單體進液口開始至單體上部再到單體底部，電解液通過單體進液口經延長流道進入電池腔體。

3.根據權利要求1所述的多功能金屬燃料電池系統，其特征在于，電堆底座內設有進液主通道與出液主通道，進液主通道與第一泵相連，出液主通道直接與電解液箱相連，電堆進液主通道和出液主通道上方設有多個電堆進液口和電堆出液口，電堆進液口和電堆出液口與單體電池的單體進液口、單體出液口一一對應，利用栓孔定位并用螺栓鎖死固定，電堆底座上開進氣槽，進氣風機給單體電池供氧。

4.根據權利要求1所述的多功能金屬燃料電池系統，其特征在于，所述電解液箱體上裝有純水罐，純水罐上裝有兩根管道，一根管道經吸氣泵與電解液箱相連，另外一根管道與大氣連通，純水罐用于過濾堿氣、氫氣。

5.根據權利要求1所述的多功能金屬燃料電池系統，其特征在于，所述系統上裝有板式換熱器與風冷散熱器，風冷散熱器內的冷媒在板式換熱器中循環，電解液經板式換熱器冷卻后進入電堆。

6.根據權利要求1所述的多功能金屬燃料電池系統，其特征在于：所述管道、第一泵、第二泵、三通閥、兩通閥、電解液箱所形成了三套液流系統，其管道上的電動閥用于控制液流流向，進行不同液流合理分流；具體包括：

當系統啟動時，管道上的三通閥與兩通閥同時打開，電解液箱中的清水經過第一泵、板式換熱器、三通閥到達至KOH區域，KOH區域與清水區域經三通閥連通，由此循環攪拌形成熱電解液循環系統；

熱電解液配比完成后，三通閥調節至電堆通道，電解液自電解液箱依次經過第一泵、板式換熱器、三通閥到達單體電池模組進行反應放電再回流到電解液箱由此形成放電液流通道；

散熱器管道中存有冷媒，當電解液過熱時，散熱器啟動，冷媒自散熱器銅管流向板式換熱器在循環到銅管，與板式換熱器中的熱電解液進行熱交換冷卻電解液，由此形成散熱液流循環系統。

7.根據權利要求1所述的多功能金屬燃料電池系統，其特征在于：

所述第一泵，為電堆的進液泵，使電解液進入電堆內部反應場所；

所述第二泵，為散熱器循環泵，使散熱器內冷媒循環進入板式交換器內部與散熱器內部。