[发明专利]一种大尺寸阳极随动调节的金属空气燃料电池系统

说明书

本发明公开一种大尺寸阳极随动调节的金属空气燃料电池系统，涉及电池技术领域；包括柔性箱体，所述柔性箱体内用于承装电解液和金属锭，作为电化学反应空间，所述柔性箱体内壁嵌有柔性空气电极；随动调节模块，所述随动调节模块能够跟随金属锭的尺寸变化改变柔性箱体的形状，缩小电化学反应空间尺寸；驱动机构，所述驱动机构用于控制所述随动调节模块动作。本发明提供的大尺寸阳极随动调节的金属空气燃料电池系统，在反应过程中能够根据金属锭的尺寸变化通过随动调节机制实现尺寸的实时调节，保证电化学反应的持续性和稳定性，提升了金属空气燃料电池的性能可靠性。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种大尺寸阳极随动调节的金属空气燃料电池系统。

背景技术

金属空气燃料电池具有低成本、无毒、无污染、放电电压平稳、高安全性、高比能量和高比功率等优点，且我国拥有丰富的金属资源，如镁、铝、锌等金属，均可作为金属空气燃料电池的阳极，使其逐步发展为一类具有巨大发展和应用前景的新能源。近年来，随着一些理论工艺的发展与完善，金属空气燃料电池在储能、国防、交通设备等领域的应用愈发广泛，且在一些新兴能源产业中也具有极大的发展潜力。

现有的金属空气燃料电池多以金属板作为电池阳极，金属板尺寸的局限性导致阳极需要频繁更换，且将金属锭加工成金属板的过程耗时、耗能。若直接以大尺寸的标准立方金属锭作为金属电池阳极则可弥补金属板的缺陷。但目前金属电池仍多采用刚性固定的电池箱，这就导致随着化学反应的进行，金属锭体积逐渐缩小而电池箱尺寸不变，金属锭表面与嵌有空气电极的电池箱内壁之间的距离加大，导致电化学反应速率明显下降，无法保证电化学反应的持续性和稳定性，严重影响了金属空气燃料电池的性能。这也是大型金属空气燃料电池推广应用的一大技术阻碍。

发明内容

本发明的目的是提供一种大尺寸阳极随动调节的金属空气燃料电池系统，以解决上述现有技术存在的问题，在反应过程中能够根据金属锭的尺寸变化通过随动调节机制实现尺寸的实时调节，保证电化学反应的持续性和稳定性，提升了金属空气燃料电池的性能可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种大尺寸阳极随动调节的金属空气燃料电池系统，包括柔性箱体，所述柔性箱体内用于承装电解液和金属锭，作为电化学反应空间，所述柔性箱体内壁嵌有柔性空气电极；随动调节模块，所述随动调节模块能够跟随金属锭的尺寸变化改变柔性箱体的形状，缩小电化学反应空间尺寸；驱动机构，所述驱动机构用于控制所述随动调节模块动作；本发明直接以大尺寸的标准立方金属锭作为电池阳极，其箱体由柔性橡胶材料制成，配合随动调节系统可以根据金属锭的尺寸实时调节箱体形状，保证电化学反应过程的持续性和稳定性，解决了大型金属电池随反应的进行性能逐渐降低的技术问题，为其应用推广扫除了一大技术阻碍，让金属空气燃料电池充分发挥巨大的市场应用前景与发展潜力。

可选的，所述柔性箱体为柔性橡胶材料开模制成的无顶圆角方形箱体；所述随动调节模块与所述柔性箱体的四个侧壁固定连接，且所述随动调节模块在外力作用下能够推动柔性箱体壁面发生弹性形变向内部压缩；所述柔性箱体底部一角开有电解液循环接口，所述电解液循环接口外接电解液循环系统，用来排出箱体在形变过程中盈余的电解质溶液，并在一定条件下进行沉淀净化。

可选的，所述随动调节模块包括四个刚性支撑杆，所述刚性支撑杆固定插设于所述柔性箱体四个侧壁内部中心开设的垂向贯通孔内；所述刚性支撑杆底部固定连接有滑块，所述滑块一侧开设有螺纹通孔，所述螺纹通孔内螺纹连接有水平布置的丝杠，所述丝杠一端与所述驱动机构传动连接，刚性支撑杆作为箱体形变的直接施力部件，在丝杠作用下四根刚性支撑杆可向中心运动，推动箱体壁面发生弹性形变向内部压缩。刚性支撑杆的驱动机构不做具体限制，其还可以采用丝杠螺母结构外的其他结构，例如可以设置四个伸缩气缸或液压缸，其同样能够带动四个对应的刚性支撑杆水平移动，进而实现对箱体侧壁的压缩。