[發(fā)明專利]一種開放式陽極易更換的金屬空氣燃料電池組

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011110101.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN112234279B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董明明;張鈺;周陽;梁靚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 唐山海港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院轉(zhuǎn)化研究中心
• 主分類號(hào): H01M12/08
• 分類號(hào): H01M12/08;H01M10/42;H01M50/77;H01M50/609
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 張夢(mèng)澤

本發(fā)明涉及一種開放式陽極易更換的金屬空氣燃料電池組。該電池組中所有金屬電極均位于電解液池內(nèi)；空氣電極固定于電解液池側(cè)壁的電極槽內(nèi)；陽極循環(huán)裝置的底座沿著電解槽側(cè)壁的上表面固定于電解液池上；連桿傳送機(jī)構(gòu)通過支架固定于底座上方；連桿傳送機(jī)構(gòu)內(nèi)部的同步帶在連桿傳送機(jī)構(gòu)內(nèi)循環(huán)運(yùn)行；抬起凸塊固定于底座上；陽極連接桿中上端連桿固定于同步帶上，上端連桿和下端連桿之間可活動(dòng)連接，下端連桿與夾持金屬電極的固定架固定連接；當(dāng)陽極連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)到抬起凸塊時(shí)，下端連桿位于抬起凸塊上，固定架將夾持的金屬電極帶至電解液池上方。本發(fā)明可以提高金屬電極的更換效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬空氣電池領(lǐng)域，特別是涉及一種開放式陽極易更換的金屬空氣燃料電池組。

背景技術(shù)

鋰離子電池組作為目前廣泛應(yīng)用的動(dòng)力電池，具有功率密度高，循環(huán)壽命長的特點(diǎn)，在動(dòng)力設(shè)備中，應(yīng)用廣泛。但是鋰離子電池也有其固有缺陷，一是能量密度低，在廣泛使用鋰離子電池作為能源的電動(dòng)車領(lǐng)域，鋰離子電池的低能量密度，造成了純電動(dòng)車的續(xù)航里程一直不盡如人意；鋰離子電池對(duì)于充放電的溫度有較高要求，一般的要求攝氏0℃以下，就不能充電，低于攝氏-10℃，就不能工作，對(duì)于寒冷地區(qū)冬季的使用造成很大不便。同時(shí)，鋰離子電池固有的安全性問題以及回收難題，都使得迫切需要其他形式的電池對(duì)鋰電池進(jìn)行替代。

空氣燃料電池除了在功率密度方面和鋰電池有比較大的差距外，在能量密度，產(chǎn)物的環(huán)境友好性和安全性上，都較鋰離子電池具有很大的優(yōu)越性，是一個(gè)有前途的發(fā)展方向。空氣燃料電池按照陽極不同，分為氫氣燃料電池和金屬燃料電池，氫燃料電池，采用氫氣作為陽極，氧氣作為陰極，產(chǎn)物是水。高壓氫氣的能量密度很大，但是高壓氫氣的儲(chǔ)存運(yùn)輸難度較大，也存在較大的危險(xiǎn)性，目前很多國家都停止了氫氣燃料電池的開發(fā)。

金屬空氣電池，以活潑金屬作為陽極，氧氣作為陰極，產(chǎn)物為金屬的鹽或者氫氧化物。目前主要使用的活潑金屬包括：鎂，鋁和鋅。按照使用的電解液不同，分為酸性電解液電池，堿性電解液電池和中性電解液電池，其中，鋁和鋅只能使用酸性或者堿性電解液。由于鎂的金屬活性強(qiáng)于所述前者金屬，可以采用中性鹽溶液(比如NaCl溶液)作為電解液。

金屬空氣燃料電池組的金屬陽極在供電過程中會(huì)不斷損耗，當(dāng)金屬電極損耗殆盡，需要更換新的金屬電極。傳統(tǒng)的金屬空氣燃料電池在更換過程中，需逐個(gè)檢查金屬電極是否完全反應(yīng)，并且需要中斷電力供應(yīng)，拆卸金屬電極，且手續(xù)繁瑣，當(dāng)一次需要更換所有的電極時(shí)，對(duì)于損耗較低的單體，會(huì)造成金屬的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種開放式陽極易更換的金屬空氣燃料電池組，以提高金屬電極的更換效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種開放式陽極易更換的金屬空氣燃料電池組，包括：電解液池、陽極循環(huán)裝置、抬起凸塊、陽極連接桿、空氣電極和金屬電極；

所述電解液池內(nèi)為電解液，所有金屬電極均位于所述電解液池內(nèi)；所述電解液池側(cè)壁上開設(shè)電極槽，所述空氣電極固定于所述電極槽內(nèi)；所述空氣電極的離子側(cè)浸入所述電解液中，所述空氣電極的空氣側(cè)暴露在所述電解液池外部的空氣中；

所述陽極循環(huán)裝置包括底座、支架和連桿傳送機(jī)構(gòu)；所述底座為中空的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述底座與所述電解液池的形狀匹配，所述底座沿著所述電解槽側(cè)壁的上表面固定于所述電解液池上；所述連桿傳送機(jī)構(gòu)通過所述支架固定于所述底座上方；所述連桿傳送機(jī)構(gòu)內(nèi)部置有同步帶，所述同步帶在所述連桿傳送機(jī)構(gòu)內(nèi)循環(huán)運(yùn)行；

所述抬起凸塊固定于所述底座上，且所述抬起凸塊的高度小于所述支架的高度；

所述陽極連接桿包括上端連桿、下端連桿和固定架；所述上端連桿的上端固定于所述同步帶上，所述上端連桿的下端和所述下端連桿的上端之間可活動(dòng)連接，所述下端連桿的下端與所述固定架固定連接，所述固定架用于夾持金屬電極；