[发明专利]一种大型铝空气电池增压、干燥系统及其增压、干燥控制方法

说明书

本发明涉及铝空气电池技术领域，公开了一种大型铝空气电池增压、干燥系统；基于电池组设置，若干电池单体以及双极板、除湿机、新风器、电解液箱、电解液管路、空气管路；电池组进液口通过电解液管路补液管与电解液箱连通，补液管通过电控三通阀A与空气管路连接，补液管上安装有电解液泵；电池组出液口通过电解液管路回液管与电解液箱连接，回液管通过电控三通阀B与空气管路连接；双极板的进、排气口被空气罩覆盖，空气罩两端分别通过电控三通阀C与电控三通阀D与空气管路连接；空气管路依次与新风器、除湿机连接。本发明在解决铝阳极自腐蚀问题的同时，还解决了空气极增压问题和电解液的温度控制问题。

技术领域

本发明涉及铝空气电池技术领域，具体涉及一种大型铝空气电池增压、干燥系统及其增压、干燥控制方法。

背景技术

目前，国内外对于铝空气电池产品的研究已经有许多成果。在国外，Zhang等采用更换铝阳极的机械式充电方式，通过每400km更换一次电解液的方式，使电动车行驶了1600km；Phinergy公司研发的铝空电池续航里程可以达到1000英里（约合1600千米）；在国内，中国科学院宁波材料技术与工程研究所动力锂电池工程实验室先后于2017年和2018年开发出了1000W和3000W的基于新型石墨烯基高效空气阴极的铝空电池模组，该电池系统能量密度可达510Wh/kg。

然而，对于铝空气电池在停机状态的自腐蚀问题，却少有研究。目前，国外已有人研究出了用PFPE油填充反应室或使用由pH控制的洗涤溶液使电池保持稳定，然而这些方法需要额外补充PFPE油或洗涤剂，并且还会增加电池的重量，降低电池的能量密度。在国内，已有人研究除了利用干燥方法降低铝板自腐蚀问题。然而，该方法存在一些缺陷，对铝板进行干燥的空气仅通过加热除湿，铝板具有亲水性，容易吸收空气中的水分子，产生一定的腐蚀，不能达到理想效果。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种大型铝空气电池增压、干燥系统及其增压、干燥控制方法，该系统在解决铝阳极自腐蚀问题的同时，还解决了空气极增压问题和电解液的温度控制问题。

技术方案：本发明提供了一种大型铝空气电池增压、干燥系统，基于电池组设置，所述电池组包括若干电池单体以及双极板，电池单体两侧都覆盖有所述双极板，所述双极板两侧均为所述电池单体，所述电池单体和双极板之间为空气极，该系统还包括除湿机、新风器、电解液箱、电解液管路、空气管路；

各所述电池单体均设置进液口与出液口，其所有电池单体进液口、电池单体出液口分别通过管路连接起来，且其分别与所述电池组设置的电池组进液口、电池组出液口连通，所述电池组进液口通过所述电解液管路的补液管与所述电解液箱连通，所述补液管通过电控三通阀A与所述空气管路连接，所述补液管上安装有电解液泵；所述电池组出液口通过所述电解液管路的回液管与所述电解液箱连接，所述回液管通过电控三通阀B与所述空气管路连接；

所述双极板的进、排气口被空气罩覆盖，所述空气罩两端分别通过电控三通阀C、电控三通阀D与所述空气管路连接；所述空气管路依次与新风器、除湿机连接，所述新风器输出端与所述除湿机输入端连接，所述除湿机输出端与所述空气管路连通。

进一步地，该系统还包括换热器，所述换热器安装于所述除湿机的尾部，所述补液管、空气管路均贯穿所述换热器设置，用于回收利用所述除湿机中产生的余热。

进一步地，该系统还包括附加电源、控制系统、温度传感器、湿度传感器、压力传感器；

所述温度传感器、湿度传感器均安装于电池单体中，用于接收电池单体中的温度、湿度信息，温度传感器用于监测电池组工作和停机状态下电池单体内的温度变化，湿度传感器仅用于监测停机状态下电池单体内的湿度信息，并反馈到所述控制系统中，所述压力传感器安装于双极板中，用于实时监测双极板之间的空气压力；所述控制系统与所述温度传感器、湿度传感器、压力传感器、电控三通阀A~电控三通阀D、除湿机均信号连接；