[发明专利]一种基于水力旋流作用的铝空气电池电解液循环系统

说明书

本发明公开了一种基于水力旋流作用的铝空气电池电解液循环系统，所述铝空气电池电解液循环系统包括铝空气电池组、电解液储液桶、隔膜泵和沉淀收集装置，所述电解液储液桶的上部经管道与隔膜泵的入口相连；所述沉淀收集装置由旋流器和沉淀收集箱构成，旋流器进液口经液体加速管与隔膜泵的出口相连，旋流器顶部出液口经管道与铝空气电池组进液口相连，铝空气电池组出液口经管道与电解液储液桶相连，旋流器底部出液口经旋流器底流管与沉淀收集箱相连，沉淀收集箱的上部经支路与电解液储液桶和隔膜泵之间的管道相连，所述支路上设有单向阀和管路阀门。该系统设计结构简单、能耗少、维修方便，极大地减少了铝空气电池组电解液用量。

技术领域

本发明涉及一种铝空气电池电解液循环系统，尤其涉及一种基于水力旋流作用的铝空气电池电解液循环系统。

背景技术

铝空气燃料电池是以空气中的氧气作为正极活性物质，以具有高能量密度的高纯铝或铝合金作为电池负极，以KOH、NaOH作为电解液，从而将金属铝中蕴藏的大量化学能转变成为电能。与现行其它化学电源相比，铝空气电池具有以下独特的优势：一是比能量高，其比能量理论上可高达8718 Wh／kg，目前实际可达到300～400 Wh／kg，远高于其他各种电池。二是铝空气电池具有非常稳定的放电电压和较高的瞬时输出功率。

影响铝空气电池使用的关键问题之一是电解液反应产物的处理，同时放电过程中铝电极在强碱溶液中会发生自腐蚀反应，其成流反应和腐蚀反应的产物均为铝酸盐，在一定条件下铝酸盐会生成氢氧化铝和氧化铝晶粒，在电解液中不易直接滤除。电解液中铝的腐蚀产物含量过高会引起铝阳极钝化、空气电极毒化，导致铝空气电池电压下降，并且Al（OH）₃在电解液中蓄积越多会导致电解液变粘稠，不利于反应产物扩散，降低铝空气电池的比容量。

目前国内关于铝空气电池电解液中反应产物的处理与分离报道极少，已有的设计也存在过滤系统能耗高、成本高、体积大、氢氧化铝和氧化铝颗粒无法回收利用等问题。

发明内容

为了解决铝空气电池在电解液循环过程中反应产物的分离与回收问题，本发明提供了一种基于水力旋流作用的铝空气电池电解液循环系统。该系统设计结构简单、能耗少、维修方便，极大地减少了铝空气电池组电解液用量，铝空气电池组反应过程中产生的氧化铝、氢氧化铝等沉淀物经旋流器后可有效地收集在沉淀收集箱，保证电池运行过程中电解液的稳定。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于水力旋流作用的铝空气电池电解液循环系统，包括铝空气电池组、电解液储液桶、隔膜泵和沉淀收集装置，其中：

所述电解液储液桶的上部设有出液口，底部设有排污阀，出液口经管道与隔膜泵的入口相连；

所述沉淀收集装置由旋流器和沉淀收集箱构成，旋流器进液口经液体加速管与隔膜泵的出口相连，旋流器顶部出液口经管道与铝空气电池组进液口相连，铝空气电池组出液口经管道与电解液储液桶相连，旋流器底部出液口经旋流器底流管与沉淀收集箱相连；沉淀收集箱的上部设有出液口，底部设有排污阀，出液口经支路与电解液储液桶和隔膜泵之间的管道相连，支路上设有单向阀和管路阀门。

本发明具有如下优点：

1、结构简单、能耗少、体积小、成本低、维修方便。

2、旋流器底部出液口下接沉淀收集箱，可有效地收集铝空气电池放电过程中产生的晶粒：铝空气电池在反应过程中产生的晶粒经旋流器从旋流器底部出液口处流入沉淀收集箱，澄清电解液在旋流器内旋流的作用下从旋流器顶部出液口流出。

3、沉淀收集箱出液口与隔膜泵与电解液储液桶出液口之间管道连接的支路解决了沉淀收集箱内部压强过高从而导致旋流器底部液体不易流出的问题，并且在隔膜泵的作用下使沉淀收集箱内部的澄清电解液旋流器内部形成内循环通道，提高了晶粒的收集能力和电解液的散热效果。