[发明专利]一种复合式铝空气电池系统

说明书

本发明提供一种复合式铝空气电池系统，包括铝空气电池堆、氢燃料电池堆、超级电容组、锂电池组、电解液控制器和运行控制器；铝空气电池堆用来运行发电并产生氢气，氢燃料电池堆用来收集并利用所产生的氢气进行发电，超级电容组用来进行功率转换，锂电池组用来进行储能，电解液控制器连接所述铝空气电池堆，用来控制铝空气电池堆的运行，运行控制器用来调节所产生的电力并进行输出控制。本发明提供的一种复合式铝空气电池系统具有能量密度高、输出功率大、工作安全可靠、环保性能好、性价比高的特点，并且不需要复杂的电池管理系统，系统运行简单可靠。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种复合式铝空气电池系统。

背景技术

随着汽车产业的蓬勃发展，汽车对能源的消耗逐年增大，因而，环保、节能的电动汽车将逐渐普及。然而，作为电动汽车储能系统的传统电池尤其是锂离子电池都存在价格过高、比能量较低、回收再利用困难等缺点，已经成为制约电动汽车发展的最大瓶颈。电动车动力电池要求大功率输出、大电流充放电、储电量大、使用安全可靠、环保性好、性价比高等。现在主流的电池系统有锂离子电池、氢燃料电池、铝空气电池和超级电容等。

目前的锂离子电池存在着储电不足，续航短、价格昂贵及充放电安全问题；单一的铝空气电池功率密度低，液体电池通有缺陷，并且运行中会产生自腐蚀氢气，影响电池使用寿命；氢燃料电池燃料携带补充难，寿命短，并且成本高；超级电容储电少，能量密度很低，并且价格昂贵。目前已有的锂离子电池、氢燃料电池、铝空气电池和超级电容都有各自的优缺点，但是都不能单独满足电动车的应用要求。

铝空气电池是最有可能替代传统汽油实现零排放无污染的车载新能源，铝空气电池由催化空气阴极、电解质和金属铝阳极组成，其理论能质比为8.1kwh/kg，目前技术上能达到的水平为2～3kwh/kg，而用汽油机发电的能质比为2.4kwh/kg左右，两者相当。因此用铝空气电池作为车载新能源是最有可能实现的途径。

但是，现有的铝空气电池存在着自腐蚀析氢和功率密度小的问题，运行不稳定，并且其产生的能量利用率低、输出功率小，难以满足电动车的应用要求。

发明内容

针对以上问题，本发明专利目的在于设计了一种复合式铝空气电池系统，具有能量密度高、输出功率大、工作安全可靠、环保性能好、性价比高的特点，并且不需要复杂的电池管理系统，系统运行简单可靠。本发明是通过以下技术方案实现的：

一种复合式铝空气电池系统，包括：

铝空气电池堆，包括多个铝空气电池单体，用来运行发电并产生氢气；

氢燃料电池堆，连接所述铝空气电池堆，用来收集并利用所产生的氢气进行发电；

超级电容组，与所述铝空气电池堆连接，包括多个超级电容单体，用来进行功率转换；

锂电池组，与所述铝空气电池堆连接，包括多个锂电池单体，用来进行储能；

电解液控制器，连接所述铝空气电池堆，用来控制铝空气电池堆的运行；

运行控制器，用来调节所产生的电力并进行输出控制。

进一步，本发明所述系统还包括与所述铝空气电池堆连接的收集装置，所述收集装置用来收集产生的氢气并输送到所述氢燃料电池堆。

进一步，本发明所述铝空气电池单体与所述超级电容单体采取二串一并连接方式。

进一步，本发明所述铝空气电池单体与所述锂电池单体采取三串一并连接方式。

进一步，本发明所述电解液控制器采取中性弱碱自平衡方式对电解液的PH值和浓度进行调节和控制。

进一步，本发明所述铝空气电池单体包括外壳、空气电极和铝电极，所述外壳顶部设置有密封盖。