[发明专利]一种金属/空气电池系统

说明书

本发明提供一种金属/空气电池系统，包括金属/空气电池组、液泵、换热器和储液单元；所述液泵的进液口与储液单元相连，所述液泵的出液口与换热器进液口相连，换热器排液口与金属/空气电池组的电解液注液口相连；所述金属/空气电池组的电解液出液口与储液单元相连，形成闭合回路；所述单电池包括一单电池壳体,单电池壳体面内的垂直于单电池壳体底部的金属阳极，置于电池壳体内相对两侧且与金属阳极平行的空气阴极，由单电池壳体、金属阳极及空气阴极构成的电解液腔；从左至右N节的单电池壳体相互平行、依次排列，所述相邻接的单电池壳体间具有液体注液主流道、排液主流道及空气流道；所述注液主流道内设置有流量均衡单元。

技术领域

本发明涉及金属/空气电池系统，具体地说是一种高一致性金属/空气电池系统。

背景技术

金属/空气电池是一种采用金属(如镁、铝、锌等)为阳极燃料，空气中氧气作为氧化剂，碱液作为电解质溶液的电化学反应装置。我国镁、铝、锌等金属储量丰富且价格低廉，因此金属/空气电池在我国通讯电源、野外应急电源、照明电源及储备电源等可移动电源的诸多领域具有广阔的应用前景。

由于金属/空气电池单体的工作电压只有1-1.5V，在遇到有较高额定电压的需求的用电设备时，多需将多个金属/空气单电池串联起来使用，以获得较高的输出电压；与此同时，大功率的金属空气电池则由于内部的不可逆性和欧姆极化等产生的化学反应热，50％左右的能量耗散为热量，这一部分热量使电池温度迅速上升，严重时导致电池电解液蒸发过快，造成电池反应面积减小，甚至造成阴极破坏。所以大功率的金属/空气电池系统多需采用循环电解液的方式来降低电池组的温度同时将循环产物带到系统外部。为了保证电解液的循环，电池组一般采用电解液下进上出的循环方式，多个电池组串联则需通过主流道实现连通，随着串联电池数量增加，单位时间内每个单池内的流量差异逐渐明显，导致单池内温度差异大，进而导致放电性能的差异，严重时因为温度失控导致阴极的损坏。目前常用的解决方案是增大主流道的截面积，但这样会使得电池组的尺寸急剧增大，降低系统的比能量。

现有技术中，可通过降低流速和增大主管路与支管路直径比两种方式来增加电池系统各单电池电解液注液的一致性。但降低流速有一定范围，流速太低，散热不满足要求；而增大主管路与支管路直径比，也有一定的限制，一方面因但支管路有排产物杂质需求同时需满足短路电流，即支路不能过细；另一方面主管路越大则越占用体积。

发明内容

本发明针对上述问题，发明一种高一致性金属/空气电池系统，实现流体均匀分配，提高电池系统比能量并延长阴极的实际使用寿命。

一种金属/空气电池系统，包括金属/空气电池组、液泵、换热器和储液单元；所述液泵的进液口与储液单元相连通，所述液泵的出液口与换热器进液口相连，换热器排液口与金属/空气电池组的主注液口相连；所述金属/空气电池组的主排液口与储液单元相连通，形成闭合回路；所述金属/空气电池组，包括N节的串联连接的单电池，所述N为大于等于2的整数；所述单电池包括一单电池壳体,于单电池壳体中部设有垂直于单电池壳体底部的金属阳极，置于电池壳体内相对两侧且与金属阳极平行的空气阴极，由单电池壳体、金属阳极及空气阴极构成电解液腔，单电池壳体下部设有单电池的液体注液口和上部设有液体排液口，液体注液口处设有两端开口的注液管道，液体注液口穿过注液管道的侧壁面与注液管道相连通；液体排液口处设有两端开口的排液管道，液体排液口穿过排液管道的侧壁面与排液管道相连通；从左至右N节的单电池壳体相互平行、依次排列，所述N节的单电池的注液管道依次串连形成注液主流道,所述N节的单电池的排液管道依次串连形成排液主流道,于所述相邻接的单电池壳体间留有空隙形成空气流道；所述注液主流道一端或两端设有主注液口,注液主流道内设置有流量均衡单元，实现电解液流动的一致性。