一种防电解液渗透金属燃料电池制造技术

本发明专利技术公开了一种防电解液渗透金属燃料电池，包括电池箱体、电池箱盖以及若干电池组件，电池箱体内均分为若干并列的独立电池组件腔；电池组件包括电解液以及沉浸于电解液内的金属板、催化层以及泡沫金属透气板，该催化层贴附在泡沫金属透气板两侧并与金属板保持间隔，泡沫金属透气板用于外部气体进入通道并外接电池阴极；电池箱盖与电池箱体可拆卸密封连接，且设置有与泡沫金属透气板对应的进气口以及密封进气口的进气盖。将传统金属燃料电池的侧面进气机构改用顶部进气，并结合兼具良好进气性能与刚性的泡沫金属透气板，来替代传统空气窗，使得催化层仅用来催化作用，不再依赖催化作为密封电解液的载体，从而避免催化层交界处的渗透隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种防电解液渗透金属燃料电池
本专利技术涉及动力电池，特别是一种应用于电动车等以电力替代汽油驱动的防电解液渗透金属燃料电池。
技术介绍
电池是生活中最常用的物品之一，目前常用的是铅酸蓄电池和锂电池，锂电池容量大，能量密度高，无记忆效应，但成本较高，使用不当容易起火，并且电池管理较为复杂；铅酸电池成本低廉，但能量密度较低，重量大，有记忆效应，需要一定维护并且寿命较短，随便废弃容易造成污染，随着技术发展，水介质电池被开发，如近年来兴起的金属燃料电池。金属燃料电池的结构如图1所示，由于单体金属燃料电池的电压固定，用作动力电池时需要串联多个单体金属燃料电池(图中K1、K2、K3...Kn)，单体金属燃料电池的阳极为镁、铝、锌等发生氧化反应的金属板10，阴极为发生还原反应的氧气，碱液或盐类作为电解质20，氧气从外部气体中或氧气罐获取，传统金属燃料电池结构从侧面设置网格状的空气窗30作为氧气进入的窗口，在一个框架内放置多个串联单体金属燃料电池时，就得使得相邻电池之间保持一个间隔，以保证空气窗30有足够的空间进气，从而导致体积庞大，并且在空气窗30与碱液之间设有催化层40，此用于催化电池内化学反应的催化层40具有透气疏水性能，即允许空气窗30的空气进入同时防止电解液从空气窗30外泄，金属板10则浸入在电解液内，同时为了防止催化层40被空气窗30进来的空气带动，催化层40内侧也设有固定网50，此固定网50与催化层40采用粘接方式固定，但是由于催化层40的疏水性能同样会导致粘接不可靠，内部电解液常常发生“爬碱”或“漏液”现象，即电解液从催化层40与固定网50顶部的粘接处60往外渗漏，极大地影响了金属燃料电池的使用寿命。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种结构紧凑且可防电解液渗透的金属燃料电池。本专利技术采用的技术方案是：一种防电解液渗透金属燃料电池，包括电池箱体、电池箱盖以及若干电池组件，所述电池箱体内均分为若干并列的独立电池组件腔以对应装配所述电池组件；所述电池组件包括电解液以及沉浸于电解液内的金属板、催化层以及泡沫金属透气板，该催化层贴附在泡沫金属透气板两侧并与金属板保持间隔，金属板外接有电池阳极，泡沫金属透气板用于外部气体进入通道并外接电池阴极；所述电池箱盖与电池箱体可拆卸密封连接，且设置有与泡沫金属透气板对应的进气口以及密封进气口的进气盖。作为本技术方案的进一步改进，所述电池箱盖设置有卡槽，所述金属板顶端安装于卡槽，便于整体更换金属板。作为本技术方案的进一步改进，所述泡沫金属透气板外接的电池阴极设置成与相邻电池组件的电池阳极对接的转接电极，安装时直接把各个电池组件串联起来。此外，所述独立电池组件腔底部皆开设有依次连接的换液口、换液管道，换液管道开设有换液阀，便于及时排除反应后的残留物。作为本技术方案的进一步改进，所述催化层背向泡沫金属透气板的一侧设置有压紧催化层的固定网。所述独立电池组件腔内设置有多层金属板、催化层以及泡沫金属透气板。所述金属板为铝、镁、锌金属或其合金，或铝、镁、锌三种或任意两种为主的合金。本专利技术的有益效果：本技术方案将传统金属燃料电池的侧面进气机构彻底颠覆，改用顶部进气，并结合兼具良好进气性能与刚性的泡沫金属透气板，来替代传统空气窗，使得催化层仅用来催化作用，不再依赖催化作为密封电解液的载体，从而避免催化层交界处的渗透隐患。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的说明。图1是本传统防电解液渗透金属燃料电池的示意图；图2是本专利技术防电解液渗透金属燃料电池的示意图；图3是本专利技术金属燃料电池的电极接线示意图；图4是本专利技术金属燃料电池的换液示意图。具体实施方式如图2所示，为本专利技术的一种防电解液渗透金属燃料电池，包括电池箱体1、电池箱盖2以及若干电池组件，电池箱盖2与电池箱体1可拆卸密封连接，电池箱体1内均分为若干并列的独立电池组件腔11以对应装配所述电池组件；具体的，所述电池组件包括电解液3以及沉浸于电解液3内的金属板4、催化层5以及泡沫金属透气板7，该催化层5贴附在泡沫金属透气板7两侧并与金属板4保持间隔，金属板4外接有电池阳极8，泡沫金属透气板7用于外部气体进入通道并外接电池阴极；所述电池箱盖2设置有与泡沫金属透气板7对应的进气口71以及密封进气口71的进气盖72，使用时，打开进气盖，使得空气从泡沫金属透气板7进入催化层5及电解液3参与化学反应。本技术方案的工作原理是：将传统金属燃料电池的侧面进气机构改用顶部进气，并结合兼具良好进气性能与刚性的泡沫金属透气板，来替代传统空气窗，使得催化层仅用来催化作用，不再依赖催化作为密封电解液的载体，从而避免催化层交界处的渗透隐患。其中，泡沫金属透气板可选用泡沫金属有钛、铝、铜、镍及其合金。另外，所述催化层5背向泡沫金属透气板7的一侧设置有压紧催化层的固定网6。作为本技术方案的进一步改进，为了避免传统金属燃料电池更换金属板4的繁琐(金属板消耗之后，逐一更换)，在电池箱盖2设置有卡槽21，金属板4顶端安装于卡槽21，更换时利用电池箱盖2上的提手22一次将所有金属板4从电池箱体1内提起，然后统一更换。如图3所示，为了节约相邻电池之间的串联接线问题，本技术方案将泡沫金属透气板7外接的电池阴极设置成与相邻电池组件的电池阳极8对接的转接电极9，结合上述一体更换金属板4的结构，在更换金属板时，让下压金属板4进入电解液3内同时使得电池阳极8对接转接电极9，直接完成相邻电池之间的正负极串联接线，极大地节约了逐个串联接线时间。如图4所示，所述独立电池组件腔11底部皆开设有依次连接的换液口12、换液管道13，换液管道13开设有换液阀14，该结构用于及时更换电解液3及排除反应后的残留物。本技术方案的独立电池组件腔11内设置有多层金属板4、催化层5以及泡沫金属透气板7，可以成倍的提高电流密度。此外，所述金属板4为铝、镁、锌金属或其合金，或铝、镁、锌三种或任意两种为主的合金。以上所述仅为本专利技术的优先实施方式，本专利技术并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本专利技术目的的技术方案都属于本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防电解液渗透金属燃料电池，其特征在于：包括电池箱体(1)、电池箱盖(2)以及若干电池组件，所述电池箱体(1)内均分为若干并列的独立电池组件腔(11)以对应装配所述电池组件；所述电池组件包括电解液(3)以及沉浸于电解液(3)内的金属板(4)、催化层(5)以及泡沫金属透气板(7)，该催化层(5)贴附在泡沫金属透气板(7)两侧并与金属板(4)保持间隔，金属板(4)外接有电池阳极(8)，泡沫金属透气板(7)用于外部气体进入通道并外接电池阴极；所述电池箱盖(2)与电池箱体(1)可拆卸密封连接，且设置有与泡沫金属透气板(7)对应的进气口(71)以及密封进气口(71)的进气盖(72)。

【技术特征摘要】
1.一种防电解液渗透金属燃料电池，其特征在于：包括电池箱体(1)、电池箱盖(2)以及若干电池组件，所述电池箱体(1)内均分为若干并列的独立电池组件腔(11)以对应装配所述电池组件；所述电池组件包括电解液(3)以及沉浸于电解液(3)内的金属板(4)、催化层(5)以及泡沫金属透气板(7)，该催化层(5)贴附在泡沫金属透气板(7)两侧并与金属板(4)保持间隔，金属板(4)外接有电池阳极(8)，泡沫金属透气板(7)用于外部气体进入通道并外接电池阴极；所述电池箱盖(2)与电池箱体(1)可拆卸密封连接，且设置有与泡沫金属透气板(7)对应的进气口(71)以及密封进气口(71)的进气盖(72)。2.根据权利要求1所述的一种防电解液渗透金属燃料电池，其特征在于：所述电池箱盖(2)设置有卡槽(21)，所述金属板(4)顶端安装于卡槽(21)。3.根据权利要求2所述的一种防电...

【专利技术属性】
技术研发人员：易祖成，吴辉，苏启权，许煌，
申请(专利权)人：易祖成，
类型：发明
国别省市：湖南,43