一種液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆的製作方法
2023-05-08 15:05:36 1
本實用新型涉及一種鋁空燃料電池電堆結構裝置，具體是可實現鋁空燃料電池在反應發電過程中通過液路內置供液從而避免產生連液現象，降低鋁消耗率的一種液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆。
背景技術：
常用的鋁空燃料電池在電解液供給時，用一個總管通過外置管路同時給36個單體同供液，這樣會造成前後電池的正負極通過電解液導電，形成短路現象，造成電池內部電流增加，額外消耗鋁電極，同時由於液路在外，造成結構複雜、尺寸大、重量重。因此我單位為解決此問題研發了該電堆結構裝置，它具有結構布局合理，自身體積小、重量輕、結構緊促等優點。
技術實現要素：
本實用新型為常用的鋁空燃料電池所具有的上述不足，提供一種結構布局合理，自身體積小、重量輕、結構緊促的液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆。
本實用新型採用的技術方案是：
一種液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆，包括託盤，所述託盤上方平行布放有一組電池單體構成的電池單體組，電池單體組中相鄰電池單體之間緊密貼合，電池單體組的前後兩端設置有前端板和後端板，貫穿前端板、電池單體組、後端板設置有一組拉筋；所述前端板上設置有進液接口和回液接口；所述後端板上設置有電極引出接口；所述電池單體上設置有進液口和回液口，相鄰電池單體之間的進液口和回液口處設置有密封圈，電池單體組中的電池單體上的進液口和回液口分別連接形成兩條密閉通路，靠近前端板的電池單體的進液口和回液口分別與前端板上的進液接口和回液接口連通；靠近後端板的電池單體的進液口和回液口均設置有液路封頭，所述液路封頭均透過後端板設置；所述電池單體組中各電池單體想同的電極連接後與電極引出接口連接。
進一步的，所述電池單體包括殼體，殼體內部通過鋁電極座設置有鋁電極，所述殼體的相對的兩個側面各設置有一個內格柵，每個內格柵的外側各設置有一個空氣電極，每個空氣電極的外側各設置有一個格柵板；所述鋁電極座與殼體之間設置有密封圈；所述空氣電極與殼體之間緊密貼合；所述鋁電極座上設置有鋁電極接排；所述殼體上設置有進液口和回液口，所述進液口和回液口分別通過管路與殼體內腔連通。
進一步的，所述殼體為口字型框架結構，其頂面設置有插入槽孔，所述鋁電極通過插入槽孔插入、並被置於殼體的內腔中；所述殼體的前後兩個側面為開放結構，所述內格柵被設置在殼體的前後兩個側面上；所述殼體上的進液口和回液口均貫穿殼體的前後兩個側面設置，所述殼體的框架的內部設置有進液管路和回液管路，所述進液管路的一端與進液口貫通，回液管路的一端與回液口貫通，進液管路的另一端與殼體內腔連通處所在位置和回液口的另一端與殼體內腔連通處所在位置分別位於靠近殼體內腔的一條對角線兩端的位置；所述進液口和回液口分別位於靠近殼體底面兩端的位置。
進一步的，所述內格柵為井字形結構，所述殼體的前後兩個側面上、與內格柵的四個側面的端部對應位置設置有八個凹陷，所述內格柵的四個側面的端部嵌入設置在殼體的前後兩個側面上的凹陷處。
進一步的，所述鋁電極座通過螺栓與殼體的頂面固定連接，所述格柵板通過螺栓分別與殼體的前後兩個側面固定連接，所述空氣電極由格柵板緊壓貼合在殼體的前後兩個側面上。
進一步的，所述託盤底面設置有滑塊；託盤頂面、與電池單體組長的方向平行的邊緣、與託盤頂面垂直、向上設置有託盤架；託盤頂面、與電池單體組的端面平行的便於、與託盤頂面垂直，向上設置有電堆固定板。
進一步的，所述前端板的端面上，垂直於前端板的端面設置有把手。
進一步的，所述前端板和後端板的上豎直設置有提手。
本實用新型的有益效果在於：
1、鋁－空氣電堆由36個鋁－空氣單體相互疊加而成，通過內置液路集成去掉了外置管路。減少了外形尺寸，節約了成本；
2、減少了鋁自消耗，增長了鋁放電時間，使系統工作時間更長；
3、解決了放電過程的連液問題，提高了電能轉換效率；
4、由拉筋把36個相互疊加的單體和兩端的端板拉緊，每個單體進出口都有密封圈，保證在拉緊力的作用下不會漏液，在電堆的下方有滑塊，配合導向滑軌使用，保證在快速更換電堆後安裝在電堆後面的電氣輸出插口準確插入；
5、在電堆前面左右兩側有進回液管路及接口，採用此結構可快捷方便地維修或更換電堆；
6、鋁空電堆電解液由電解液泵單獨控制，電堆在停堆、換堆工作時，可隨時關閉和打開電解液供液泵，電堆供電輸出在整個供電系統中可方便撤出和併入，電氣切換控制由手動空氣開關完成，電堆電解液管路、管線連接方便，全部採用快接插頭。
綜上，本實用新型提供的一種液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆具有結構布局合理，自身體積小、結構緊促，避免產生連液現象，降低鋁消耗率，使用、更換、維護方便的優點。
附圖說明
圖1是本實用新型提供的一種液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆的立體結構示意圖。
圖2是本實用新型提供的一種液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆的主視結構示意圖。
圖3是本實用新型提供的一種液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆的左視結構示意圖。
圖4是本實用新型提供的一種液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆中電池單體的爆炸結構示意圖。
圖5是本實用新型提供的一種液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆中電池單體的主視結構示意圖。
圖6是圖5中H-H向的剖視結構示意圖。
圖7是圖6中I處的放大結構示意圖。
圖8是本一種液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆中電池單體的殼體的主視結構示意圖。
圖9是圖8中E-E向的剖視結構示意圖。
圖10是圖8中F-F向的剖視結構示意圖。
圖11是本實用新型提供的一種液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆中託盤的主視結構示意圖。
圖12是本實用新型提供的一種液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆中託盤的左視結構示意圖。
圖中：1、託盤；2、電池單體組；3、前端板；4、後端板；5、拉筋；6、進液接口；7、回液接口；8、液路封頭；9、電極引出接口；10、滑塊、11、託盤架；12、電堆固定板；13、把手；14、提手；15、殼體；16、鋁電極；17、鋁電極座；18、內格柵；19、空氣電極；20、格柵板；21、進液口；22、回液口；23、進液管路；24、回液管路；25、鋁電極接排。
具體實施方式
在本實用新型的具體實施方式中所涉及的前後、左右、上下的方位描述，以說明書附圖的圖1中的展示為參考。
如圖1~12所示，一種液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆，包括託盤1，在託盤1上方平行布放有一組電池單體構成的電池單體組2，該組電池單體組2由36塊電池單體組2成，電池單體組2中相鄰電池單體之間緊密貼合，電池單體組2的前後兩端設置有前端板3和後端板4，貫穿前端板3、電池單體組2、後端板4設置有一組拉筋5；前端板3上設置有進液接口6和回液接口7；後端板4上設置有電極引出接口9；電池單體上設置有進液口21和回液口22，相鄰電池單體之間的進液口21和回液口22處設置有密封圈，電池單體組2中的電池單體上的進液口21和回液口22分別連接形成兩條密閉通路，靠近前端板3的電池單體的進液口21和回液口22分別與前端板3上的進液接口6和回液接口7連通；靠近後端板4的電池單體的進液口21和回液口22均設置有液路封頭7，所述液路封頭7均透過後端板4設置；所述電池單體組2中各電池單體想同的電極連接後與電極引出接口9連接。在託盤1底面設置有滑塊10；託盤1頂面、與電池單體組2長的方向平行的邊緣、與託盤1頂面垂直、向上設置有託盤1架；託盤1頂面、與電池單體組2的端面平行的便於、與託盤1頂面垂直，向上設置有電堆固定板12；前端板3的端面上，垂直於前端板3的端面設置有把手13；前端板3和後端板4的上豎直設置有提手14。
上述電池單體，包括口字型框架結構的殼體15，殼體15內部通過鋁電極座17設置有鋁電極16，殼體15的相對的兩個側面各設置有一個井字形結構的內格柵18，每個內格柵18的外側各設置有一個空氣電極19，每個空氣電極19的外側各設置有一個格柵板20；每個空氣電極19的一個側邊上設置有一個延伸部，鋁電極座17與殼體15之間設置有密封圈；空氣電極19與殼體15之間緊密貼合；鋁電極座17上設置有鋁電極接排25；在殼體15頂面設置有插入槽孔，上述鋁電極通過插入槽孔插入並被置於殼體15的內腔中；殼體15的前後兩個側面為開放結構，上述內格柵18被設置在殼體15的前後兩個側面上；殼體15上設置有進液口21和回液口22，進液口21和回液口22分別位於靠近殼體15底面兩端的位置，進液口21和回液口22均貫穿殼體15的前後兩個側面設置，殼體15的框架的內部設置有進液管路23和回液管路24，進液管路23的一端與進液口21貫通，回液管路24的一端與回液口22貫通，進液管路23的另一端與殼體15內腔連通處所在位置和回液口22的另一端與殼體15內腔連通處所在位置分別位於靠近殼體15內腔的一條對角線兩端的位置；殼體15的前後兩個側面上、與內格柵18的四個側面的端部對應位置設置有八個凹陷，內格柵18的四個側面的端部嵌入設置在殼體15的前後兩個側面上的凹陷處；上述鋁電極座17通過螺栓與殼體15的頂面固定連接，格柵板20通過螺栓分別與殼體15的前後兩個側面固定連接，空氣電極19由格柵板20緊壓貼合在殼體15的前後兩個側面上。
本實用新型提供的液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆主要採用了36個電池單體、進液接口6、回液接口7、託盤1、拉緊螺栓、電氣接口、前後端板4等部件。其設計關鍵是電堆的一體化結構設計，鋁－空氣電堆由36個鋁－空氣單體相互疊加而成。電堆除鋁－空氣單體外，還包括拉筋5、電解液進出管接頭、端板、把手13、託盤1、電氣輸出快插接口等組成。由周圍拉筋5把36個相互疊加的電池單體和兩端的端板拉緊，每個單體進出口都有密封圈，保證在拉緊力的作用下不會漏液，在電堆的下方有滑塊10，配合導向滑軌使用，保證在快速更換電堆後安裝在電堆後面的電氣輸出插口準確插入。在電堆前面左右兩側有進回液管路24及接口，採用此結構可快捷方便地維修或更換電堆。
鋁空電堆電解液由電解液泵單獨控制，電堆在停堆、換堆工作時，可隨時關閉和打開電解液供液泵，電堆供電輸出在整個供電系統中可方便撤出和併入，電氣切換控制由手動空氣開關完成。電堆電解液管路、管線連接方便，全部採用快接插頭。
由以上具體實施方式可知，本實用新型提供的一種液路內置緊湊型鋁空燃料電池電堆具有結構布局合理，自身體積小、結構緊促，避免產生連液現象，降低鋁消耗率，使用、更換、維護方便的優點。