串聯(lián)式燃料電池裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及燃料電池，尤其涉及串聯(lián)式燃料電池裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。如申請?zhí)枮?01110001792.0，公開號為CN102456939A的中國發(fā)明專利公開了一種改進(jìn)的大容量鎂空氣電池，能一定程度解決上述容量輸出和溫升問題，但是，這個方案僅適用于單組電池，并未公開多單元的電池如何實現(xiàn)電解液在工作過程中流動的問題，如果采用并聯(lián)式電解液循環(huán)管路，則結(jié)構(gòu)復(fù)雜而臃腫，且如果各單元相互獨立，則各單元的溫度、濃度難以保持一致，會產(chǎn)生電荷輸出不穩(wěn)定的問題。
[0003]同時，對于大容量電池組，需由多片電池組裝，該方案并不能直接運用到電池組中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供串聯(lián)式燃料電池裝置，能使電解液溫度、濃度均一致，實現(xiàn)攜帶更多容量及輸出功率的穩(wěn)定。
[0005]本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]串聯(lián)式燃料電池裝置，包括殼體及均置于殼體內(nèi)的若干陽極和若干陰極，殼體具有通入電解液的入口和輸出電解液的出口，陽極和陰極沿所述入口指向所述出口的方向交錯排布，每個相鄰的陰極之間形成供電解液流過的通道，相鄰電解液通道的頭尾順次連通形成貫通的流道。
[0007]優(yōu)選地，殼體內(nèi)配有在流道內(nèi)流動的電解液，所述流道呈彎曲迂回狀。
[0008]優(yōu)選地，每個陽極和每個陰極均沿豎直方向延伸，陰極包括朝向相反、彼此相鄰的第一陰極單元和第二陰極單元，第一陰極單元的上端與殼體的頂部連接，第二陰極單元的下端與殼體的底部連接，陽極位于電解液通道的中部。
[0009]優(yōu)選地，陰極包括空氣電極及由空氣電極的一端伸出的固定部，空氣電極內(nèi)設(shè)有空氣通道，第一陰極單元的固定部與殼體的頂部固接，第二陰極單元的固定部與殼體的底部固接。
[0010]優(yōu)選地，第一陰極單元的固定部開有氫氣通道，每個氫氣通道齊平。
[0011]優(yōu)選地，所述入口和所述出口分設(shè)于殼體的兩側(cè)頂部。
[0012]優(yōu)選地，電解液的液面位于氫氣通道下方。
[0013]優(yōu)選地，電解液的液面與第一陰極單元的上端的間距為10mm-50mm。
[0014]優(yōu)選地，電解液的液面與殼體頂壁的間距為30mm-100mm。
[0015]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于:
[0016]本發(fā)明通過在流道中流動的電解液，來與每個陽極和陰極組成電池單元，各電池單元則被電解液的流動而形成串聯(lián)，由于電解液在入口和出口方向持續(xù)流動，因此電解液的溫度、濃度將保持一致，以使產(chǎn)生的電荷輸出穩(wěn)定，進(jìn)而使輸出功率穩(wěn)定，而且，該陽極、陰極、電解液和殼體組成的流道管路簡單，成本低，又能實現(xiàn)更高電壓的輸出，同時，各電池單元間的反應(yīng)環(huán)境更均勻，電流更穩(wěn)定，各單元的反應(yīng)速度一致，可同時消耗完畢，以在出口末端集中收集、過濾反應(yīng)物，再循環(huán)到入口，避免每個電池單元都設(shè)過濾、回收電解液的結(jié)構(gòu)，極大優(yōu)化了結(jié)構(gòu)，利于同步更換燃料，使得反應(yīng)效率更高。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明聯(lián)式燃料電池裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1、殼體；11、入口 ；12、出口 ；2、陽極；3、陰極；31、第一陰極單元；32、第二陰極單元；301、空氣電極；302、空氣通道；303、固定部；304、氫氣通道；4、電解液通道；5、流道；100、電池正極；200、電池負(fù)極；300、電解液流向。
【具體實施方式】
[0019]下面，結(jié)合附圖以及【具體實施方式】，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0020]如圖1所示的串聯(lián)式燃料電池裝置，包括殼體I及均置于殼體I內(nèi)若干陽極2和若干陰極3，殼體I具有通入電解液的入口 11和輸出電解液的出口 12，陽極2和陰極3沿所述入口 11指向所述出口 12的方向交錯排布，每個相鄰的陰極3之間形成供電解液流過的電解液通道4，相鄰電解液通道4的頭尾順次連通形成貫通的流道5。
[0021]其中，流道優(yōu)選設(shè)為彎曲迂回狀，以用最小的體積獲得更多的陽極、陰極組成的電池單元，并可形成上下循環(huán)、左右循環(huán)。
[0022]電解液由入口 11進(jìn)入殼體I內(nèi)，在出口 12栗出壓力的作用下，電解液將沿著彎曲迂回狀的流道5流動，該電解液流向300如圖1所示，流動至每個陰極3和陽極2后將組成電池單元產(chǎn)生電荷輸出，形成殼體I兩側(cè)的電池正極100和電池負(fù)極200。各電池單元則被電解液的流動而形成串聯(lián)，由于電解液在入口 11和出口 12方向持續(xù)流動，因此電解液的溫度、濃度將保持一致，以使產(chǎn)生的電荷輸出穩(wěn)定，進(jìn)而使輸出功率穩(wěn)定。本例的電池單元優(yōu)選為偶數(shù)個。當(dāng)多個電池單元組合，無論上下或左右循環(huán)，上下必須是偶數(shù)個電池單元才形成循環(huán)，如果是奇數(shù)個電池單元，那么循環(huán)栗出現(xiàn)故障時，電解液就會自動排放，電池就不能更好工作；反之偶數(shù)個電池單元就不存在上述問題。
[0023]可以理解的是，在本串聯(lián)式燃料電池裝置出售或運輸時，可不注入電解液，以防止電解液在不需要輸出功率時與陽極和陰極發(fā)生反應(yīng)，也可防止電解液在運輸振動下漏出；當(dāng)注入電解液后，則可在流道內(nèi)流動，與陽極和陰極反應(yīng)產(chǎn)生電荷輸出。因此，本串聯(lián)式燃料電池裝置存在殼體內(nèi)配有電解液和殼體內(nèi)不配有電解液的兩種狀態(tài)。
[0024]作為一個優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，為形成密封穩(wěn)定的彎曲迂回狀的流道5，本例的每個陽極2和每個陰極3均沿豎直方向延伸，陰極3包括朝向相反、彼此相鄰的第一陰極3單元和第二陰極3單元，第一陰極3單元的上端與殼體I的頂部連接，第二陰極3單元的下端與殼體I的底部連接，陽極2位于電解液通道4的中部，以使電解液與陽極2、陰極3充分、均勻地反應(yīng)。
[0025]更具體地，彎曲迂回狀流道5的具體結(jié)構(gòu)為:陰極3包括空氣電極301及由空氣電極301的一端伸出的固定部303，空氣電極301內(nèi)設(shè)有空氣通道302，第一陰極3單元的固定部303與殼體I的頂部固接，第二陰極3單元的固定部303與殼體I的底部固接。由于第一陰極3單元和第二陰極3單元朝向相反，則兩個固定部303與殼體I的連接將閉合形成彎曲迂回的蛇形流道5。空氣電極301的空氣通道302內(nèi)通入空氣后，可與空氣電極301發(fā)生反應(yīng)。本例的陽極2為鋁鎂合金陽極2，本例的電解液為中性電解液?？諝馔ǖ?02將陰極3分隔形成相互分離的陰極子單元，兩陰極子單元間可設(shè)置為無電性連接，以使每個陽極均在包夾于兩獨立的陰極子單元之間，形成電荷輸出更為穩(wěn)定的電池單元。
[0026]為使反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣更為順暢地連通排出，以實現(xiàn)各個電池單元的無縫串聯(lián)，第一陰極3單元的固定部303開有氫氣通道304，每個氫氣通道304齊平，以利于各個電池單元產(chǎn)生氫氣連通后輸出，在沒有壓力狀態(tài)下，氫氣通道304與循環(huán)電解液連通。
[0027]為更利于排出氫氣及電解液的出入，所述入口 11和所述出口 12分設(shè)于殼體I的兩側(cè)頂部。
[0028]電解液在電解液通道4中流動時，將受自重影響而形成液面，為在保證反應(yīng)產(chǎn)生氫氣得以安全、良好輸出的基礎(chǔ)上，使電解液不被漏出，本例的電解液的液面位于氫氣通道304下方。
[0029]更為優(yōu)選地，電解液的液面與第一陰極3單元的上端的間距(即翻壩高度)為10mm-50mm。另外，電解液的液面與殼體I頂壁的間距為30mm-100mm。電池單元串聯(lián)數(shù)量不同，翻壩高度也不同，電池串聯(lián)數(shù)量越多，電池電壓就越高，根據(jù)歐姆定律以及電導(dǎo)率和電阻的關(guān)系，所以翻壩高度與電壓高低成正比。
[0030]對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.串聯(lián)式燃料電池裝置，其特征在于，包括殼體及均置于殼體內(nèi)的若干陽極和若干陰極，殼體具有通入電解液的入口和輸出電解液的出口，陽極和陰極沿所述入口指向所述出口的方向交錯排布，每個相鄰的陰極之間形成供電解液流過的電解液通道，相鄰電解液通道的頭尾順次連通形成貫通的流道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式燃料電池裝置，其特征在于，殼體內(nèi)配有在流道內(nèi)流動的電解液，所述流道呈彎曲迂回狀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式燃料電池裝置，其特征在于，每個陽極和每個陰極均沿豎直方向延伸，陰極包括朝向相反、彼此相鄰的第一陰極單元和第二陰極單元，第一陰極單元的上端與殼體的頂部連接，第二陰極單元的下端與殼體的底部連接，陽極位于電解液通道的中部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的串聯(lián)式燃料電池裝置，其特征在于，陰極包括空氣電極及由空氣電極的一端伸出的固定部，空氣電極內(nèi)設(shè)有空氣通道，第一陰極單元的固定部與殼體的頂部固接，第二陰極單元的固定部與殼體的底部固接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的串聯(lián)式燃料電池裝置，其特征在于，第一陰極單元的固定部開有氫氣通道，每個氫氣通道齊平。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的串聯(lián)式燃料電池裝置，其特征在于，所述入口和所述出口分設(shè)于殼體的兩側(cè)頂部。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的串聯(lián)式燃料電池裝置，其特征在于，電解液的液面位于氫氣通道下方。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的串聯(lián)式燃料電池裝置，其特征在于，電解液的液面與第一陰極單元的上端的間距為10mm-50mm。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的串聯(lián)式燃料電池裝置，其特征在于，電解液的液面與殼體頂壁的間距為30mm-100mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了串聯(lián)式燃料電池裝置，包括殼體及均置于殼體內(nèi)的若干陽極和若干陰極，殼體具有通入電解液的入口和輸出電解液的出口，陽極和陰極沿所述入口指向所述出口的方向交錯排布，每個相鄰的陰極之間形成供電解液流動的電解液通道，相鄰電解液通道的頭尾順次連通形成貫通的流道。本發(fā)明能使電解液溫度、濃度均一致，實現(xiàn)輸出功率的穩(wěn)定。
【IPC分類】H01M8/08, H01M8/02
【公開號】CN105119006
【申請?zhí)枴緾N201510547619
【發(fā)明人】馬潤芝, 施建
【申請人】張家港謳德電池技術(shù)有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月31日