[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

本發明涉及一種多功能金屬燃料電池系統，包括：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，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電池進液口連接，出液主管道上電堆出液口與單體電池出液口連接，形成電堆循環系統；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、第二泵相連接此系統電堆設計可有效減緩自放電帶來的功率損失，可有效處理氫氣堿霧排放，能夠快速實現冷啟動，能夠有效散熱并隔絕電解液腐蝕散熱器銅管，能減少電解液用量。

技術領域

本發明涉及新能源技術領域，尤其是一種可解決冷啟動、氫氣堿霧處理、減緩自放電的金屬燃料電池系統裝置

背景技術

金屬/空氣電池是以金屬鋁或鋅、鎂和空氣中的氧氣為反應活性物質的化學電源，負極一般為鋁合金板，正極為由防水層、擴散層、催化層和集流體等組成的空氣電極，電解液為堿性溶液或中性溶液。鋁攝取空氣中的氧，在電池放電時產生化學反應，鋁和氧作用轉化為氧化鋁。金屬空氣電池的進展十分迅速，是一種很有發展前途的空氣電池，但因其操作維護不便，便攜性差等原因，比較難以大批量應用。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中存在的問題。為此本發明提出一種金屬燃料電池系統，所述金屬燃料電池系統能夠解決冷啟動、氫氣堿霧處理、減緩自放電等問題。

本發明的技術方案為：一種多功能金屬燃料電池系統，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；

所述多個單體金屬燃料電池組成電堆，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電池進液口連接，出液主管道上電堆出液口與單體電池出液口連接，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。

進一步的，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電池上部再到單體底部，電解液通過單體進液口經延長流道進入電池腔體。

進一步的，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。

進一步的，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高濃度溶液和作為維護口。

進一步的，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。