[实用新型]锌氧电池高压氧气循环冷却系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电池控制系统领域，具体涉及一种锌氧电池高压氧气循环冷却系统。

背景技术

氧电池工作会产生大量的热，现有的锌氧电池结构对于这些热量缺乏有效的驱散途径，会造成电池体局部或整体温度过高，可能导致电池零件变形引发泄漏，或隔膜纸高温失效甚至导致燃烧等一系列安全隐患。另外锌氧电池工作后期会有电解液渗透穿过碳电极，具有腐蚀性的电解液汇聚成水滴滴落，可能导致短路等安全问题，并且接触人体腐蚀皮肤。因此，在锌氧电池的使用过程中，产生的热量需要快速驱散的问题以及防止电解液透穿过碳电极是极其重要的，亟需开发一种能够帮助电池散热，同时能够阻碍电解液渗透穿过碳电极的新系统。

现有技术中，传统锌氧电池是由金属锌、集流体、隔膜纸、气体扩散电极（碳电极）、塑料电池壳，不锈钢密封仓，绝缘塑料带和电解液组成，气体扩散电极和金属锌分别构成电池的正极和负极，另有配套的为锌氧电池提供氧气环境的不锈钢罐。电池的安装方式：将电池各零件组装好，放入装有高压氧气的不锈钢罐中，密封后即可工作放电。《具有冷却功能的锌氧电池组》（专利号ZL2013101311304）介绍的利用冷却液循环达到冷却目的的装置，该装置的缺陷是只能周期性冷却电池，无法持续对电池进行冷却，所以电池还是会在一段时间内过热。并且碳电极上下两侧氧气压强一致，无法防止工作后期电解液渗透过碳电极。所以还需要更好的冷却和防渗透系统。

实用新型内容

本实用新型针对锌氧电池温度工作温度过高热量无法快速驱散和电解液可能渗透过碳电极的问题，提出锌氧电池高压氧气循环冷却系统，利用离开电池的高温氧气带走一部分热量，经过冷却的低温氧气流回电池，可以降低电池温度；同时，利用氧气循环系统与大气压之间的气压差阻碍电解液的渗透过程，可以有效防止电解液渗透穿过碳电极。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种锌氧电池高压氧气循环冷却系统，包括锌氧电池组、高压氧气罐、氧气缓冲罐、气体驱动设备、高温氧气散热器，所述锌氧电池组有多个单节锌氧电池，所述单节锌氧电池上设有密封仓；所述高压氧气罐通过管道一连接至氧气缓冲罐，所述氧气缓冲罐上通过管道二连接至密封仓，所述管道一上设有阀门二，所述管道二上设有阀门二，所述管道二从阀门二之后分为上下分支，分别连接至密封仓的氧气入口和氧气出口，所述管道二的上分支上还依次连接有高温氧气散热器以及气体驱动设备。

所述气体驱动设备为耐纯氧风扇、氧气泵或鼓风机。

所述的锌氧单电池包括不锈钢壳，所述的不锈钢内部设有塑料下盖，底部设有碳电极，所述碳电极两端密封粘贴在塑料下盖上，其上方设有膈膜纸，使得所述碳电极与所述的不锈钢底部之间形成一个密封的密封仓，所述密封仓上开设有氧气入口和氧气出口；所述膈膜纸内部包括有锌饼，所述锌饼上引出有锌集流耳，还包括塑料上盖，所述塑料上盖盖合在塑料下盖内形成电解槽，所述电解槽内填充有电解液，所述塑料上盖还设有开口，所述锌集流耳从开口中穿出。当单节锌电池组成锌电池组时，所述下一节锌氧电池的锌集流体与上一节电池的不锈钢壳配合在一起，实现电池组的连接，所有单节锌电池上下叠放并通过固定装置固定，所述固定装置为夹板或螺钉。

本实用新型使用时，由于单节锌电池的密封仓与管道二连通，这样密封仓内填充了带流通的高压氧气，而电解槽内为标准大气压1atm，所述碳电极两侧形成了压力差，这个压力差可以有效阻止电解液渗透穿过多孔碳电极。正常工作时阀一是关闭的，阀二是打开的，当氧气消耗导致循环气压低于1atm时，关闭阀二，打开阀一补充氧气，当缓冲罐气压达到1.1atm时关闭阀一，打开阀二，电池可以继续正常工作。通过氧气缓冲罐可以防止高压氧气突然冲入电池，对碳电极造成破坏。

所述气体驱动设备为氧气循环提供循环的动力，这样流出密封仓的氧气可以带走电池工作产生的热量，通过高温氧气散热器和管道壁传导到外部，降低锌氧电池的温度，保障安全性。

本实用新型的有益效果体现在：

1）本实用新型通过不锈钢壳与碳电极形成一个密闭的密封仓，用于流通高压氧气，起到提供氧气，散热和防止电解液渗透的三重功效。

2）本实用新型将每节锌氧电池的密封仓与氧气循环系统的管道连通在一起，通过管道中的耐纯氧风扇提供动力，形成氧气的循环，达到散热目的。

3）本实用新型在高压氧气罐之后安置氧气缓冲罐，以防止气压突然升高破坏碳电极。

附图说明

图1为本实用新型锌氧单电池结构示意图；