[发明专利]大功率中性电解液金属 - 空气电池系统及其使用方法

说明书

一种大功率中性电解液金属‑空气电池系统及其使用方法。该电池系统是由两个或多个串联或并联的基本电池单元、电解液过滤箱、循环泵、控制阀、电解液输入分配器、电解液排出总管、排水阀、电解液溢流总管、控制电路、控制器和连接管道等组成。基本电池单元由反应箱、阳极、阴极、电解液及阴极汇流排、阳极汇流排组成，反应箱两侧设有电解液输入口、电解液排出口、电解液溢流排气口。电解液为中性液体，如盐水、海水等。各基本电池单元的电解液相互连通，无需电解液隔离器。本发明适用于较大功率的用电要求，在阳极消耗完之后可更换阳极重复使用、可安全免维护的长期存放、启动使用简单、可随时切断负载、对环境无污染、反应沉淀物可回收循环利用的特点。

技术领域

本发明涉及直接将化学能转化为电能的装置，尤其涉及以水溶液为电解质的金属燃料电池，特别是涉及用金属 - 空气电池输出大功率电能的装置。

背景技术

金属 - 空气电池是一种新型高能化学电源，它以镁铝基合金为负极，空气电极为正极、中性水溶液为电解液，电池运行过程中通过消耗镁铝合金负极和空气中的氧对外输出电能。金属 - 空气电池不需充电，电池运行过程中可通过更新消耗的镁铝合金负极材料使电池持续运行，故也称为金属燃料电池。中性金属 - 空气电池以盐水或海水为电解液。

其它可循环电解液的金属 - 空气电池大都使用强碱或酸性电解液。为了防止电解液互相联通短路漏电，都设计了复杂且不可靠的进液分割室和出液分割室。

如专利文件：大功率铝- 空气电池系统 （申请号201210102835.9）中的技术方案中需要有分割室，经出液管流出的电解液先被各电极室的分割室内的、旋转着的进液分割室电解液切割器斩断后流入进液分割室、再经进液管流进电池反应室内，再由溢流槽流入汇流区，经汇流管流出的电解液被旋转着的出液切割器斩断之后流入出液区；经出液管流入液流配置室。这样做的话，一是因为分割室结构复杂，可靠性低，二是因为电解液使用后会变得粘稠，导致切割器不能正常旋转，需要清洗。

发明内容

本发明提出一种大功率中性电解液金属 - 空气电池系统，具体方案如下：

大功率中性电解液金属 - 空气电池系统，包括至少两个基本电池单元；其特征在于，所述基本电池单元的上方设置有用于将电解液输入的分配器；所述分配器与多个联通管相连，所述联通管一侧与所述分配器相连，另一侧与所述基本电池单元底部的电解液输入口相连；所述基本电池单元上方设置有溢流管，所述溢流管将电解液汇入电池组两侧的溢流总管，电解液通过溢流总管相互联通，最终直接排入循环过滤箱；所述基本电池单元下方还设置有排出管，所述各排出管将电解液和反应残留物排出至电池组两侧的排出总管，电解液通过排出总管相互联通，最终排入循环过滤箱。

本发明采用以上技术方案，其优点在于，解决了现有技术金属 - 空气电池反应沉淀物难以清除、电池组中基本电池单元间电解液液流之间需要隔离以防短路、断开负载后电池极板温度急剧升高烧蚀阳极板、电池内部清洗困难等问题。各基本电池单元的电解液通过进水管、电解液排出总管、电解液溢流总管相互连通，无需电解液隔离器（电解液分割室、电解液分隔室等）。电池系统的输出为直流电。

优选的，所述基本电池单元包括反应箱，所述电解液放置于反应箱内。

优选的，所述多个基本电池单元组成电池组，所述电池组的一侧设置有循环过滤箱，所述循环过滤箱内设置有用于过滤电解液的过滤器和提供动力的循环泵。

优选的，所述溢流总管与所述循环过滤箱相连；所述反应箱的上方设置有电解液溢流排气口，经由的电解液通过电解液溢流总管流入循环过滤箱，反应后产生的少量氢气经由溢流排气口排出。

优选的，所述循环过滤箱与所述排出总管相连，所述电解液排出总管与循环过滤箱之间设置有用于控制的排水阀。