一种反应模块的盒体、反应模块、反应堆及支撑方法与流程

本发明涉及铝燃料电池领域，尤其是一种反应模块的盒体、反应模块、反应堆及支撑方法。

背景技术：

1、铝燃料电池即为铝空气燃料电池，是一种新型的高能量化学电池，该电池具有能量密度大、质量轻、材料来源丰富、无污染、可靠性高、寿命长等优点。铝燃料电池是用铝材料或铝合金材料作为阳极，用空气电极膜片作为阴极，碱或盐溶液作为电解液进行化学反应；放电过程中，铝材料失去电子被氧化，空气中的氧在空气电极膜片上得到电子被还原而释放电能的化学电池。

2、铝燃料电池具有用于发生电化学反应的反应堆，反应堆中存在的铝材料块、电解液和空气电极膜片构成一个发电整体。目前的反应堆是通过若干个反应模块组成，每个反应模块相当于一个小型的反应堆，其也具备铝材料块、容纳电解液的反应腔和空气电极膜片；为了保证电化学反应速度和发电效率，空气电极膜片需要大面积的与电解液、空气接触，而当空气电极膜片大面积的与电解液、空气接触时，空气电极不能被充分支撑，从而空气电极膜片在电解液的液压作用下会发生变形，从而导致空气电极膜片破裂出现损坏，影响反应模块的发电工作。

技术实现思路

1、本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种反应模块的盒体、反应模块、反应堆及支撑方法，能够保证空气电极膜片最大面积与电解液及空气接触，还能有效支撑空气电极，避免空气电极在电解液的压力作用下变形，降低空气电极膜片出现破裂、损坏的可能，同时减少电解液在空气电极膜片与支撑条之间存在的沉积物。

2、本发明采用的技术方案如下：一种反应模块的盒体，包括反应腔和装配于反应腔外侧的压框，所述反应腔的侧面由至少两条支撑条组成，所述支撑条的外侧设置有若干个支撑台；所述压框具有压条，所述压条的内外侧均布置有若干个凸台，位于压条内侧的凸台所在的空间位置与支撑台相匹配。

3、进一步地，所述支撑条的所在空间位置、数量均与压条所在的空间位置、数量相匹配。

4、进一步地，所述支撑条包括纵向条和横向条，所述纵向条和横向条均匀分布；并且存在部分支撑台固定与纵向条、横向条交叉的位置。

5、进一步地，所述支撑台或/和凸台为十字形。

6、进一步地，所述反应腔的侧面内或/和支撑条的内侧上均设置有用于约束铝材料块的对中限位条。

7、进一步地，所述反应腔的底部设置有用于电解液流入反应腔的进液口。

8、进一步地，还包括排液腔，所述排液腔与反应腔之间设置有溢流口；所述排液腔的底部设置有排液孔。

9、一种铝燃料电池的反应模块，应用所述的盒体，所述反应腔内放置有铝材料块；所述压框与反应腔的侧面之间装配有空气电极膜片。

10、一种铝燃料电池的反应堆，包括至少一块所述的反应模块和外壳，所述反应模块以侧面靠近的方式阵列于外壳内；相邻的所述反应模块上的凸台相互抵靠，靠近外壳内壁的反应模块上的凸台抵靠于外壳的内壁。

11、一种反应模块的盒体支撑空气电极膜片的方法，应用所述的反应堆，包括以下步骤：

12、s1：将空气电极膜片安装在压框与反应腔的侧面之间；铝材料块放置在反应腔内，完成反应模块的组装；

13、s2：将组装好的反应模块以阵列的方式装配在外壳内；并且相邻的反应模块上的凸台相互抵靠，靠近外壳内壁的反应模块上的凸台抵靠于外壳的内壁；

14、s3：向反应腔内充入电解液后，空气电极膜片受到液体压力的作用，具有向外扩张的趋势；

15、s4：空气电极膜片受到压框的约束，并且将液体压力传递至压条；压条上的凸台通过相互抵靠和抵靠于外壳的内壁形成约束，支撑空气电极膜片；

16、s5：空气电极膜片的两侧分别受到支撑台、凸台的支撑，空气电极膜片与支撑条、压条之间均存在间隙；电解液能够存在于空气电极膜片与支撑条中，空气电极膜片与电解液的接触面积得到增大，空气电极膜片与支撑条的接触面积减少，沉积物减少；空气能够存在于空气电极膜片与压条之间的间隙中，空气与空气电极膜片的接触面积得到增大；

17、s6：相邻的反应模块之间由于凸台的存在使得反应模块之间存在间隙，空气进出该间隙充分与空气电极接触，反应模块中电化学反应正常进行。

18、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

19、1、本发明通过设置支撑条，支撑条将铝材料块与空气电极膜片隔开，避免两者接触，保证形成稳定的化学电池结构；

20、2、本发明通过设置压框，压框的外侧设置有凸台，装配完成后通过凸台相互抵靠实现对压框约束，进而对空气电极膜片进行约束，达到有效支撑空气电极的目的，避免空气电极在电解液的液压作用下发生变形，降低空气电极膜片出现破裂、损坏的可能；

21、3、本发明由于压框的外侧设置有凸台，使得反应堆中的盒体之间存在间隙，保证空气能够存在于相邻的反应模块之间，从而使得空气电极膜片能够与空气正常接触，从而保证电化学反应的正常进行，保证发电效率；

22、4、本发明由于压框的内侧设置有凸台，该凸台位于空气电极膜片与压框之间，使得空气电极膜片与压条之间存在间隙，减少压条与空气电极膜片的接触面积，从而增大空气电极膜片与空气的接触面积。

23、5、本发明由于在支撑条上设置支撑台，支撑台支撑空气电极膜片，减少空气电极膜片与支撑条之间的接触面，从而提高空气电极膜片与电解液的接触面积；并且支撑台位于空气电极膜片与支撑条之间，使得空气电极膜片与支撑条之间存在间隙，使得电解液能够存在该间隙位置并且流通过该间隙，从而减少电解液在空气电极膜片与支撑条接触位置产生的沉积物，保证电化学反应的正常进行。

技术特征：

1.一种反应模块的盒体，其特征在于：包括反应腔(11)和装配于反应腔(11)外侧的压框(14)，所述反应腔(11)的侧面由至少两条支撑条(12)组成，所述支撑条(12)的外侧设置有若干个支撑台(13)；所述压框(14)具有压条(142)，所述压条(142)的内外侧均布置有若干个凸台(141)，并且位于压条(142)内侧的凸台(141)所在的空间位置与支撑台(13)相匹配。

2.根据权利要求1所述的盒体，其特征在于：所述支撑条(12)的所在空间位置、数量均与压条(142)所在的空间位置、数量相匹配。

3.根据权利要求2所述的盒体，其特征在于：所述支撑条(12)包括纵向条(122)和横向条(121)，所述纵向条(122)和横向条(121)均匀分布；并且存在部分支撑台(13)固定与纵向条(122)、横向条(121)交叉的位置。

4.根据权利要求1所述的盒体，其特征在于：所述支撑台(13)或/和凸台(141)为十字形。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的盒体，其特征在于：所述反应腔(11)的侧面内或/和支撑条(12)的内侧上均设置有用于约束铝材料块(21)的对中限位条(19)。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的盒体，其特征在于：所述反应腔(11)的底部设置有用于电解液流入反应腔(11)的进液口(15)。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的盒体，其特征在于：还包括排液腔(17)，所述排液腔(17)与反应腔(11)之间设置有溢流口(18)；所述排液腔(17)的底部设置有排液孔(16)。

8.一种铝燃料电池的反应模块，应用权利要求1-7任意一项所述的盒体，其特征在于：所述反应腔(11)内放置有铝材料块(21)；所述压框(14)与反应腔(11)的侧面之间装配有空气电极膜片(22)。

9.一种铝燃料电池的反应堆，其特征在于：包括至少一块权利要求8所述的反应模块(2)和外壳(31)，所述反应模块(2)以侧面靠近的方式阵列于外壳(31)内；相邻的所述反应模块(2)上的凸台(141)相互抵靠，靠近外壳(31)内壁的反应模块(2)上的凸台(141)抵靠于外壳(31)的内壁。

10.一种反应模块的盒体支撑空气电极膜片的方法，应用权利要求9所述的反应堆，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种反应模块的盒体、反应模块、反应堆及支撑方法，涉及铝燃料电池领域，盒体包括反应腔和装配于反应腔外侧的压框，所述反应腔的侧面由至少两条支撑条组成，所述支撑条的外侧设置有若干个支撑台；所述压框具有压条，所述压条的内外侧均布置有若干个凸台，位于压条内侧的凸台所在的空间位置与支撑台相匹配；反应模块包括盒体、铝材料块和空气电极膜片；反应堆包括若干个反应模块。本发明能够保证空气电极膜片最大面积与电解液及空气的接触，还能有效支撑空气电极膜片，避免空气电极膜片在电解液的压力作用下发生变形，降低空气电极膜片出现破裂、损坏的可能，同时减少电解液在空气电极膜片与支撑条之间存在的沉积物。

技术研发人员：郝步东,刘钊,高平,龚禧,唐国义
受保护的技术使用者：德阳市东新机电有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15