鋅氧電池高壓氧氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鋅氧電池高壓氧氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)，包括鋅氧電池組、高壓氧氣罐、氧氣緩沖罐、氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備、高溫氧氣散熱器，所述鋅氧電池組有多個(gè)單節(jié)鋅氧電池，所述單節(jié)鋅氧電池上設(shè)有密封倉；所述高壓氧氣罐通過管道一連接至氧氣緩沖罐，所述氧氣緩沖罐上通過管道二連接至密封倉，所述管道一上設(shè)有閥門二，所述管道二上設(shè)有閥門二，所述管道二從閥門二之后分為上下分支，分別連接至密封倉的氧氣入口和氧氣出口，所述管道二的上分支上還依次連接有高溫氧氣散熱器以及氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理，從溫度和防滲漏方面提高了鋅氧電池的安全性能，與現(xiàn)有技術(shù)相比有很大的提高。
【專利說明】鋅氧電池高壓氧氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電池控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種鋅氧電池高壓氧氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]氧電池工作會(huì)產(chǎn)生大量的熱，現(xiàn)有的鋅氧電池結(jié)構(gòu)對(duì)于這些熱量缺乏有效的驅(qū)散途徑，會(huì)造成電池體局部或整體溫度過高，可能導(dǎo)致電池零件變形引發(fā)泄漏，或隔膜紙高溫失效甚至導(dǎo)致燃燒等一系列安全隱患。另外鋅氧電池工作后期會(huì)有電解液滲透穿過碳電極，具有腐蝕性的電解液匯聚成水滴滴落，可能導(dǎo)致短路等安全問題，并且接觸人體腐蝕皮膚。因此，在鋅氧電池的使用過程中，產(chǎn)生的熱量需要快速驅(qū)散的問題以及防止電解液透穿過碳電極是極其重要的，亟需開發(fā)一種能夠幫助電池散熱，同時(shí)能夠阻礙電解液滲透穿過碳電極的新系統(tǒng)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)鋅氧電池是由金屬鋅、集流體、隔膜紙、氣體擴(kuò)散電極(碳電極)、塑料電池殼，不銹鋼密封倉，絕緣塑料帶和電解液組成，氣體擴(kuò)散電極和金屬鋅分別構(gòu)成電池的正極和負(fù)極，另有配套的為鋅氧電池提供氧氣環(huán)境的不銹鋼罐。電池的安裝方式:將電池各零件組裝好，放入裝有高壓氧氣的不銹鋼罐中，密封后即可工作放電?！毒哂欣鋮s功能的鋅氧電池組》(專利號(hào)ZL2013101311304)介紹的利用冷卻液循環(huán)達(dá)到冷卻目的的裝置，該裝置的缺陷是只能周期性冷卻電池，無法持續(xù)對(duì)電池進(jìn)行冷卻，所以電池還是會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)過熱。并且碳電極上下兩側(cè)氧氣壓強(qiáng)一致，無法防止工作后期電解液滲透過碳電極。所以還需要更好的冷卻和防滲透系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)鋅氧電池溫度工作溫度過高熱量無法快速驅(qū)散和電解液可能滲透過碳電極的問題，提出鋅氧電池高壓氧氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)，利用離開電池的高溫氧氣帶走一部分熱量，經(jīng)過冷卻的低溫氧氣流回電池，可以降低電池溫度；同時(shí)，利用氧氣循環(huán)系統(tǒng)與大氣壓之間的氣壓差阻礙電解液的滲透過程，可以有效防止電解液滲透穿過碳電極。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種鋅氧電池高壓氧氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)，包括鋅氧電池組、高壓氧氣罐、氧氣緩沖罐、氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備、高溫氧氣散熱器，所述鋅氧電池組有多個(gè)單節(jié)鋅氧電池，所述單節(jié)鋅氧電池上設(shè)有密封倉；所述高壓氧氣罐通過管道一連接至氧氣緩沖罐，所述氧氣緩沖罐上通過管道二連接至密封倉，所述管道一上設(shè)有閥門二，所述管道二上設(shè)有閥門二，所述管道二從閥門二之后分為上下分支，分別連接至密封倉的氧氣入口和氧氣出口，所述管道二的上分支上還依次連接有高溫氧氣散熱器以及氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
[0006]所述氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備為耐純氧風(fēng)扇、氧氣泵或鼓風(fēng)機(jī)。
[0007]所述的鋅氧單電池包括不銹鋼殼，所述的不銹鋼內(nèi)部設(shè)有塑料下蓋，底部設(shè)有碳電極，所述碳電極兩端密封粘貼在塑料下蓋上，其上方設(shè)有膈膜紙，使得所述碳電極與所述的不銹鋼底部之間形成一個(gè)密封的密封倉，所述密封倉上開設(shè)有氧氣入口和氧氣出口 ；所述膈膜紙內(nèi)部包括有鋅餅，所述鋅餅上引出有鋅集流耳，還包括塑料上蓋，所述塑料上蓋蓋合在塑料下蓋內(nèi)形成電解槽，所述電解槽內(nèi)填充有電解液，所述塑料上蓋還設(shè)有開口，所述鋅集流耳從開口中穿出。當(dāng)單節(jié)鋅電池組成鋅電池組時(shí)，所述下一節(jié)鋅氧電池的鋅集流體與上一節(jié)電池的不銹鋼殼配合在一起，實(shí)現(xiàn)電池組的連接，所有單節(jié)鋅電池上下疊放并通過固定裝置固定，所述固定裝置為夾板或螺釘。
[0008]本發(fā)明使用時(shí)，由于單節(jié)鋅電池的密封倉與管道二連通，這樣密封倉內(nèi)填充了帶流通的高壓氧氣，而電解槽內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓latm，所述碳電極兩側(cè)形成了壓力差，這個(gè)壓力差可以有效阻止電解液滲透穿過多孔碳電極。正常工作時(shí)閥一是關(guān)閉的，閥二是打開的，當(dāng)氧氣消耗導(dǎo)致循環(huán)氣壓低于Iatm時(shí)，關(guān)閉閥二，打開閥一補(bǔ)充氧氣，當(dāng)緩沖罐氣壓達(dá)到
1.1atm時(shí)關(guān)閉閥一，打開閥二，電池可以繼續(xù)正常工作。通過氧氣緩沖罐可以防止高壓氧氣突然沖入電池，對(duì)碳電極造成破壞。
[0009]所述氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備為氧氣循環(huán)提供循環(huán)的動(dòng)力，這樣流出密封倉的氧氣可以帶走電池工作產(chǎn)生的熱量，通過高溫氧氣散熱器和管道壁傳導(dǎo)到外部，降低鋅氧電池的溫度，保障安全性。
[0010]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
I)本發(fā)明通過不銹鋼殼與碳電極形成一個(gè)密閉的密封倉，用于流通高壓氧氣，起到提供氧氣，散熱和防止電解液滲透的三重功效。
[0011]2)本發(fā)明將每節(jié)鋅氧電池的密封倉與氧氣循環(huán)系統(tǒng)的管道連通在一起，通過管道中的耐純氧風(fēng)扇提供動(dòng)力，形成氧氣的循環(huán)，達(dá)到散熱目的。
[0012]3)本發(fā)明在高壓氧氣罐之后安置氧氣緩沖罐，以防止氣壓突然升高破壞碳電極。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明鋅氧單電池結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1 一塑料上蓋；2—塑料下蓋；3—不鎊鋼殼；4一隔膜紙；5—碳電極；6—氧氣通道；7—鋅集流體；8—鋅餅；9一電解液；
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:10—鋅氧電池組；11 一高壓氧氣罐；12—氧氣緩沖罐；13—?dú)怏w驅(qū)動(dòng)設(shè)備；14一高溫氧氣散熱器；15_閥門一 ；16_閥門二。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合圖2對(duì)本實(shí)施例做進(jìn)一步介紹。
[0015]一種鋅氧電池高壓氧氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)，包括鋅氧電池組10、高壓氧氣罐11、氧氣緩沖罐12、氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備13、高溫氧氣散熱器14，所述鋅氧電池組10有多個(gè)單節(jié)鋅氧電池，所述單節(jié)鋅氧電池上設(shè)有密封倉6 ;所述高壓氧氣罐11通過管道一連接至氧氣緩沖罐12，所述氧氣緩沖罐12通過管道二連接至密封倉6，所述管道一上設(shè)有閥門一 15，所述管道二上設(shè)有閥門二 16，所述管道二從閥門二 16之后分為上下分支，分別連接至密封倉6的氧氣入口和氧氣出口，所述管道二的上分支上還依次連接有高溫氧氣散熱器14以及氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備13。所述氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備13為耐純氧風(fēng)扇、氧氣泵或鼓風(fēng)機(jī)。
[0016]如圖1所示為本發(fā)明鋅氧單電池結(jié)構(gòu)示意圖；所述的鋅氧單電池包括不銹鋼殼3，所述的不銹鋼3內(nèi)部設(shè)有塑料下蓋2，底部設(shè)有碳電極5，所述碳電極5兩端密封粘貼在塑料下蓋2上，其上方設(shè)有膈膜紙4，使得所述碳電極5與所述的不銹鋼3底部之間形成一個(gè)密封的密封倉6，所述密封倉6上開設(shè)有氧氣入口和氧氣出口 ；所述膈膜紙4內(nèi)部包括有鋅餅8，所述鋅餅8上引出有鋅集流耳7，還包括塑料上蓋1，所述塑料上蓋I和蓋合在塑料下蓋2內(nèi)形成電解槽，所述電解槽內(nèi)填充有電解液9，所述塑料上蓋I還設(shè)有開口，所述鋅集流耳7從開口中穿出，當(dāng)單節(jié)鋅電池組成鋅電池組時(shí)，所述下一節(jié)鋅氧電池的鋅集流體7與上一節(jié)電池的不銹鋼殼3配合在一起，實(shí)現(xiàn)電池組的連接，所有單節(jié)鋅電池上下疊放并通過固定裝置固定，所述固定裝置為夾板或螺釘。
[0017]本發(fā)明使用時(shí)，由于單節(jié)鋅電池的密封倉6與管道二連通，這樣密封倉內(nèi)填充了待流通的高壓氧氣，而電解槽內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓latm，所述碳電極5兩側(cè)形成了壓力差，這個(gè)壓力差可以有效阻止電解液滲透穿過多孔碳電極。正常工作時(shí)閥一 15是關(guān)閉的，閥二 16是打開的，當(dāng)氧氣消耗導(dǎo)致循環(huán)氣壓低于Iatm時(shí)，關(guān)閉閥二 16，打開閥一 15補(bǔ)充氧氣，當(dāng)緩沖罐氣壓達(dá)到1.1atm時(shí)關(guān)閉閥一 15，打開閥二 16，電池可以繼續(xù)正常工作。通過氧氣緩沖罐2可以防止高壓氧氣突然沖入電池，對(duì)碳電極5造成破壞。
[0018]所述氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備13為氧氣循環(huán)系統(tǒng)提供循環(huán)的動(dòng)力，這樣流出密封倉6的氧氣可以帶走電池工作產(chǎn)生的熱量，通過高溫氧氣散熱器14和管道壁傳導(dǎo)到外部，降低鋅氧電池的溫度，保障安全性。
【權(quán)利要求】
1.一種鋅氧電池高壓氧氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)，包括鋅氧電池組、高壓氧氣罐、氧氣緩沖罐、氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備、高溫氧氣散熱器，所述鋅氧電池組有多個(gè)單節(jié)鋅氧電池，所述單節(jié)鋅氧電池上設(shè)有密封倉；所述高壓氧氣罐通過管道一連接至氧氣緩沖罐，所述氧氣緩沖罐上通過管道二連接至密封倉，所述管道一上設(shè)有閥門二，所述管道二上設(shè)有閥門二，所述管道二從閥門二之后分為上下分支，分別連接至密封倉的氧氣入口和氧氣出口，所述管道二的上分支上還依次連接有高溫氧氣散熱器以及氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋅氧電池高壓氧氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述氣體驅(qū)動(dòng)設(shè)備為耐純氧風(fēng)扇、氧氣泵或鼓風(fēng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋅氧電池高壓氧氣循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述的鋅氧單電池包括不銹鋼殼，所述的不銹鋼內(nèi)部設(shè)有塑料下蓋，底部設(shè)有碳電極，所述碳電極兩端密封粘貼在塑料下蓋上，其上方設(shè)有膈膜紙，使得所述碳電極與所述的不銹鋼底部之間形成一個(gè)密封的密封倉，所述密封倉上開設(shè)有氧氣入口和氧氣出口 ；所述膈膜紙內(nèi)部包括有鋅餅，所述鋅餅上引出有鋅集流耳，還包括塑料上蓋，所述塑料上蓋蓋合在塑料下蓋內(nèi)形成電解槽，所述電解槽內(nèi)填充有電解液，所述塑料上蓋還設(shè)有開口，所述鋅集流耳從開口中穿出；當(dāng)單節(jié)鋅電池組成鋅電池組時(shí)，所述下一節(jié)鋅氧電池的鋅集流體與上一節(jié)電池的不銹鋼殼配合在一起，實(shí)現(xiàn)電池組的連接，所有單節(jié)鋅電池上下疊放并通過固定裝置固定。
【文檔編號(hào)】H01M8/04GK104409757SQ201410668298
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】朱梅, 王言琴, 尹成龍, 葛浩森, 徐獻(xiàn)芝 申請(qǐng)人:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)