[发明专利]金属空气电池电堆的主动正压供氧系统

说明书

本发明公开了一种金属空气电池电堆的主动正压供氧系统，在电堆中各电池单体的正极外侧设置有通气板，通气板上设有暴露正极的通气窗，通气板的外侧表面上设有若干通气槽，所有的通气槽至少有一端与通气窗连通；单体框架上设有与通气槽连通的进气口和排气口，相邻的电池单体的进气口之间和排气口之间在电池单体叠合拼接后一一对接，整个电堆形成连续的进气通道和排气通道，相邻电池正极之间通过通气板上的通气窗口和通气槽形成若干连通进气通道和排气通道的气流通道，其中进气通道连接至气体输送设备，排气通道可连接气体回收设备。本发明解决了金属空气电池电堆中多个电池单体间内部空气的循环供给不均匀等问题，且结构简单、紧凑。

技术领域

本发明涉及金属空气电池技术领域，具体涉及金属空气电池电堆的主动正压供氧系统。

背景技术

金属空气电池单体是以空气中的氧为正极活性物质，以金属为负极活性物质，以导电溶液为电解液，在正极催化剂的催化作用下发生放电反应而产生电能的一种化学电源。

金属空气电池采用的正极材料的最外层是防水透气层，具有透气性，外面的空气能够进入正极而反应腔体内部的电解液不会通过正极渗漏出来。为了保证电池放电反应的连续稳定，需要对正极持续通入空气。目前金属空气电池的空气供给方式是：1.靠正极消耗掉空气中的氧气后形成的负压状态而产生的自然流动；2.利用电堆侧面多个风扇进气的方式实现供给。这两种不均匀的进气方式的缺点是：(1)各电池单体正极散热不一致；(2)各电池单体负极消耗不一致，位于通风好的电池单体的消耗要超过通风差的电池单体的消耗，使得放电反应不均匀；(3)体积增大能耗增加。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供金属空气电池电堆的主动正压供氧系统，以解决现有的电堆中多个电池单体间内部空气循环供给效率低下、进气不均匀，结构复杂以及正极散热的问题。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

金属空气电池电堆的主动正压供氧系统，所述电堆由至少两个金属空气电池单体级联叠合安装形成，所述电池单体包括单体框架、对称设置在单体框架两侧的正极、以及插设在单体框架内的负极，所述电堆的主动正压供氧系统包括：

设置在所述电池单体正极外侧的通气板，所述通气板上设有暴露正极的通气窗，所述通气板的外侧表面上设有若干通气槽，所有通气槽至少有一端与通气窗连通；

所述单体框架上贯穿设置与所述通气槽相连通的进气口和排气口，相邻的所述单体框架的进气口之间和排气口之间在所述电池单体叠合拼接后一一对接，以形成整个所述电堆的进气通道和排气通道，相邻所述电池单体的正极之间通过所述通气板上的通气窗和通气槽形成若干连通所述进气通道和排气通道的气流通道；其中，所述进气通道与带气体净化功能的气体输送设备连接，排气通道连接气体回收设备。

进一步，所述通气板上的通气窗位于电池单体内部放电反应区域在正极上的投影范围内。

进一步，所述通气窗内设置有分隔筋，所述分隔筋将通气窗分割为多个通气窗单元，所述分隔筋上也设置有通气槽，相邻的两个通气窗单元通过分隔筋上的通气槽相连通。

进一步，所述通气槽沿通气板的长度方向和宽度方向布置。

进一步，所述进气口和排气口均沿所述单体框架的叠合方向贯穿设置。

进一步，所述进气口设置在所述单体框架的底部，所述排气口设置有两个，两个所述排气口对称设置在所述单体框架的顶部两侧。

进一步，所述单体框架的外侧表面设有将所述通气板上的通气槽与进气口和排气口分别导通的导流槽，其中一个所述导流槽位于所述进气口与通气板底边之间设置；另一个水平设置于所述通气板顶边的上方，两端均与所述排气口相连通。

进一步，所述通气槽为半圆截面或椭圆截面或多边形截面。

本发明的有益效果体现在：