一种铝空气电池及其工作方法与流程

本发明属于蓄电节能领域，具体涉及的室一种铝空气电池及其工作方法。

背景技术：

铝空气电池的理论比能量可达8100wh/kg，2014年的铝空气电池的实际比能量只达到350wh/kg，但也是铅酸电池的7～8倍、镍氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍。采用铝空气电池后，车辆能够明显地提高续驶里程，国外有关资料介绍，美国加利福尼亚州在使用铝空气电池的电动汽车上，有过只更换一次铝电极续驶里程达1600km的记录。

我国开发和研制的牵引用动力型铅酸蓄电池的总能量为13.5kwh，总质量为375kg。而同样能量的铝空气电池总质量仅45kg，为铅酸蓄电池质量的12％。由于电池质量大大减轻，车辆的整备质量也降低，可以提高车辆的装载能量或延长续驶里程。

铝对人体不会造成伤害，可以回收循环使用，不污染环境。铝的原材料丰富，已具有大规模的铝冶炼厂，生产成本较低。

虽然铝空气电池含有高的比能量，但比功率较低，充电和放电速度比较缓慢，电压滞后，自放电率较大，需要采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热，而且，金属铝反应后产生的氢气往往无处排放，造成了电解液变质，影响反应过程。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种能够对金属铝反应后产生的氢气进行有效利用的，节约能源的，并且能够避免自放电的铝空气电池及其工作方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种铝空气电池，包括外壳体，外壳体内设有电解液，外壳体上设有插入金属铝的插入口，其特征在于：所述的外壳体上设有通气管，通气管连接有第一混合室，第一混合室连接有第二混合室和氧气室，第二混合室连接有能够容纳金属铝上下滑动的密封套管，第二混合室的上方连接有回气管，回气管上设有控制阀。

作为本发明的进一步改进，第二混合室内设有点火针，点火针与第一混合室连通。

作为本发明的进一步改进，外壳体内设有流通道，流通道外包设有冷凝管。

作为本发明的进一步改进，流通道为波浪形设置，流通道内表面镀有防锈金属层。

作为本发明的进一步改进，流通道设有进水口和出水口，进水口与回气管连接，出水口连接有存水箱。

作为本发明的进一步改进，存水箱活动连接在外壳体上。

作为本发明的进一步改进，密封套管内设有能够上下移动的密封塞，密封塞上设有与金属铝卡扣连接的突出部。

一种铝空气电池，其工作方法是：s1.向外壳体内灌入电解液，将金属铝插设在外壳体上的插入口内，并且将金属铝的上端插设在密封套管内，将金属铝与密封套管内的密封塞的卡扣连接；

s2.金属铝通过电解液与空气反应后产生的氢气由外壳体上的通气管进入第一混合室，氢气在第一混合室内与氧气室内的氧气进行混合后流入第二混合室；

s3.打开点火针，打开控制阀，点燃第二混合室内的氢气，由于氢气燃烧需要氧气，而密封套管内存在定量的氧气，所以密封套管会由于氧气的消耗而逐渐趋向真空，从而使得密封塞上升，带动金属铝上升；

s4.氢气燃烧后会产生水蒸气，水蒸气通过回气管流入流通道，流通道外包设有冷凝管，水蒸气遇到冷空气后将凝结为水，水会逐渐流入存水箱；

s5.熄灭点火针后，关闭控制阀，由于重力原因会使得金属铝下行，自行恢复到插入口内。

本发明的有益效果是：设计合理，结构简单，能够对金属铝反应后产生的氢气进行有效的利用，并且解决了现有的铝空气电池的自放电和温度高的问题，同时节约了能源、避免了浪费，增加了使用的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的流通道结构示意图；

图3为本发明的外壳体剖面结构示意图；

其中，1-外壳体，2-插入口，3-通气管，4-第一混合室，5-第二混合室，6-氧气室，7-密封套管，8-回气管，9-控制阀，10-点火针，11-流通道，12-冷凝管，13-存水箱，14-密封塞，15-突出部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的解释说明，但不限制本发明的保护范围。

如图1至图3所示，一种铝空气电池，包括外壳体1，外壳体1内设有电解液，外壳体1上设有插入金属铝的插入口2，其结构要点是，外壳体1上设有通气管3，通气管3连接有第一混合室4，第一混合室4连接有第二混合室5和氧气室6，第二混合室5连接有能够容纳金属铝上下滑动的密封套管7，第二混合室5的上方连接有回气管8，回气管8上设有控制阀9。

所述的第二混合室5内设有点火针10，点火针10与第一混合室4连通；通过点火针10将氢气点燃，从而消耗氧气。

所述的外壳体1内设有流通道11，流通道11外包设有冷凝管12；通过冷凝管12对电池进行降温，并且将氢气燃烧后的水蒸气进行冷却回收。

所述的流通道11为波浪形设置，流通道11内表面镀有防锈金属层；能够增加接触面积，防止生锈腐蚀。

所述的流通道11设有进水口和出水口，进水口与回气管8连接，出水口连接有存水箱13。

所述的存水箱13活动连接在外壳体1上。

所述的密封套管7内设有能够上下移动的密封塞14，密封塞14上设有与金属铝卡扣连接的突出部15；使得金属铝更加容易安装和拆卸，使得金属铝能够随着密封塞14的移动而移动；避免发生自放电的现象。

一种铝空气电池，其工作方法是：s1.向外壳体1内灌入电解液，将金属铝插设在外壳体1上的插入口2内，并且将金属铝的上端插设在密封套管7内，将金属铝与密封套管7内的密封塞14的卡扣连接；

s2.金属铝通过电解液与空气反应后产生的氢气由外壳体1上的通气管3进入第一混合室4，氢气在第一混合室4内与氧气室6内的氧气进行混合后流入第二混合室5；

s3.打开点火针10，打开控制阀9，点燃第二混合室5内的氢气，由于氢气燃烧需要氧气，而密封套管7内存在定量的氧气，所以密封套管7会由于氧气的消耗而逐渐趋向真空，从而使得密封塞14上升，带动金属铝上升；

s4.氢气燃烧后会产生水蒸气，水蒸气通过回气管8流入流通道11，流通道11外包设有冷凝管12，水蒸气遇到冷空气后将凝结为水，水会逐渐流入存水箱13；

s5.熄灭点火针10后，关闭控制阀9，由于重力原因会使得金属铝下行，自行恢复到插入口内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。