[发明专利]一种铝空气电池及其工作方法

说明书

技术领域

本发明属于蓄电节能领域，具体涉及的室一种铝空气电池及其工作方法。

背景技术

铝空气电池的理论比能量可达8100Wh/kg，2014年的铝空气电池的实际比能量只达到350Wh/kg，但也是铅酸电池的7～8倍、镍氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍。采用铝空气电池后，车辆能够明显地提高续驶里程，国外有关资料介绍，美国加利福尼亚州在使用铝空气电池的电动汽车上，有过只更换一次铝电极续驶里程达1600km的记录。

我国开发和研制的牵引用动力型铅酸蓄电池的总能量为13.5kWh，总质量为375kg。而同样能量的铝空气电池总质量仅45kg，为铅酸蓄电池质量的12％。由于电池质量大大减轻，车辆的整备质量也降低，可以提高车辆的装载能量或延长续驶里程。

铝对人体不会造成伤害，可以回收循环使用，不污染环境。铝的原材料丰富，已具有大规模的铝冶炼厂，生产成本较低。

虽然铝空气电池含有高的比能量，但比功率较低，充电和放电速度比较缓慢，电压滞后，自放电率较大，需要采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热，而且，金属铝反应后产生的氢气往往无处排放，造成了电解液变质，影响反应过程。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种能够对金属铝反应后产生的氢气进行有效利用的，节约能源的，并且能够避免自放电的铝空气电池及其工作方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种铝空气电池，包括外壳体，外壳体内设有电解液，外壳体上设有插入金属铝的插入口，其特征在于：所述的外壳体上设有通气管，通气管连接有第一混合室，第一混合室连接有第二混合室和氧气室，第二混合室连接有能够容纳金属铝上下滑动的密封套管，第二混合室的上方连接有回气管，回气管上设有控制阀。

作为本发明的进一步改进，第二混合室内设有点火针，点火针与第一混合室连通。

作为本发明的进一步改进，外壳体内设有流通道，流通道外包设有冷凝管。

作为本发明的进一步改进，流通道为波浪形设置，流通道内表面镀有防锈金属层。

作为本发明的进一步改进，流通道设有进水口和出水口，进水口与回气管连接，出水口连接有存水箱。

作为本发明的进一步改进，存水箱活动连接在外壳体上。

作为本发明的进一步改进，密封套管内设有能够上下移动的密封塞，密封塞上设有与金属铝卡扣连接的突出部。

一种铝空气电池，其工作方法是：S1.向外壳体内灌入电解液，将金属铝插设在外壳体上的插入口内，并且将金属铝的上端插设在密封套管内，将金属铝与密封套管内的密封塞的卡扣连接；

S2.金属铝通过电解液与空气反应后产生的氢气由外壳体上的通气管进入第一混合室，氢气在第一混合室内与氧气室内的氧气进行混合后流入第二混合室；

S3.打开点火针，打开控制阀，点燃第二混合室内的氢气，由于氢气燃烧需要氧气，而密封套管内存在定量的氧气，所以密封套管会由于氧气的消耗而逐渐趋向真空，从而使得密封塞上升，带动金属铝上升；

S4.氢气燃烧后会产生水蒸气，水蒸气通过回气管流入流通道，流通道外包设有冷凝管，水蒸气遇到冷空气后将凝结为水，水会逐渐流入存水箱；

S5.熄灭点火针后，关闭控制阀，由于重力原因会使得金属铝下行，自行恢复到插入口内。

本发明的有益效果是：设计合理，结构简单，能够对金属铝反应后产生的氢气进行有效的利用，并且解决了现有的铝空气电池的自放电和温度高的问题，同时节约了能源、避免了浪费，增加了使用的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的流通道结构示意图；

图3为本发明的外壳体剖面结构示意图；

其中，1-外壳体，2-插入口，3-通气管，4-第一混合室，5-第二混合室，6-氧气室，7-密封套管，8-回气管，9-控制阀，10-点火针，11-流通道，12-冷凝管，13-存水箱，14-密封塞，15-突出部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的解释说明，但不限制本发明的保护范围。

如图1至图3所示，一种铝空气电池，包括外壳体1，外壳体1内设有电解液，外壳体1上设有插入金属铝的插入口2，其结构要点是，外壳体1上设有通气管3，通气管3连接有第一混合室4，第一混合室4连接有第二混合室5和氧气室6，第二混合室5连接有能够容纳金属铝上下滑动的密封套管7，第二混合室5的上方连接有回气管8，回气管8上设有控制阀9。