專利名稱：具有冷卻功能的鋅氧電池組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋅氧電池技術領域，具體來說是一種具有冷卻功能的鋅氧電池組。
背景技術：
現(xiàn)有技術中對電動汽車的驅動多使用鋅空氣電池組和鋅氧電池組來解決動力問題，但鋅空電池放電電流一般都無法滿足大功率需求。鋅氧電池雖然可以提供強大工作電流，但自身產(chǎn)生的大量的熱量難以快速散失，從而容易導致安全隱患增大和不能持續(xù)長時間工作，因此未被充分利用。如何開發(fā)鋅氧電池冷卻系統(tǒng)，可以使熱量能夠快速散到鋅氧電池外部從而降低鋅氧電池的工作溫度已經(jīng)成為急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中鋅氧電池散熱性能差的缺陷，提供一種具有冷卻功能的鋅氧電池組來解決上述問題。為了實現(xiàn) 上述目的，本發(fā)明的技術方案如下:
一種具有冷卻功能的鋅氧電池組，包括鋅氧電池組，所述的鋅氧電池組由正極底座上裝電池串聯(lián)體后再加蓋負極頂蓋組成，還包括罐體、上水管、冷卻箱、下水管和安裝于罐體底部的絕緣底座，罐體底部裝有冷卻液，所述的鋅氧電池組安裝于絕緣底座上，所述罐體上安裝有罐蓋，罐體側面設有正負極接線柱，冷卻箱分別連接上水管和下水管，所述的上水管與冷卻箱之間通過安全閥開關，所述的負極頂蓋上裝有導流槽，導流槽側端開有溢流槽。所述的冷卻液為水。所述的冷卻液為電解液，所述的負極頂蓋的導流槽下開有電解液交換孔。所述的電池串聯(lián)體由正極底座下部通過金屬連接件固定安裝負極頂蓋組成。所述的罐體上開有充氣口和放氣口。所述的冷卻箱與罐體之間設有氣體管，冷卻箱上設有放氣閥。所述的罐體與罐蓋之間裝有密封圏。
有益效果
本發(fā)明的一種具有冷卻功能的鋅氧電池組，與現(xiàn)有技術相比可以通過控制電池罐體內(nèi)部循環(huán)水的運動，在導流槽處添加了溢流槽結構，使原本封裝在每節(jié)電池導流槽中的冷卻液由上到下逐層流過電池組每節(jié)電池，從而均勻的帶走每節(jié)電池的多余產(chǎn)熱，將鋅氧電池產(chǎn)熱有效的轉移到電池外部。有效防止了傳統(tǒng)鋅氧電池局部過熱的現(xiàn)象，提高了電池的安全性同時延長了鋅氧電池可連續(xù)工作的時間。


圖1為本發(fā)明的第一種實施方式的結構示意圖 圖2為本發(fā)明另一種實施方式的結構示意圖 圖3為圖1所述鋅氧電池組中負極頂蓋的結構示意圖 圖4為圖2所述鋅氧電池組中負極頂蓋的結構示意圖 圖5為圖1和圖2中負極頂蓋的俯視圖 圖6為圖1中鋅氧電池組中正極底座的結構示意圖 圖7為電池串聯(lián)體的結構示意圖 圖8為圖7中金屬連接件的圖
其中，1-罐體、2-罐蓋、3-絕緣底座、4-冷卻液、5-上水管、6-下水管、7-冷卻箱、8-正負極接線柱、9-導流槽、I O-溢流槽、11-正極引線、12-負極引線、13-充氣口、14-放氣口、15-密封圈、16-氣體管、17-安全閥、18-放氣閥、19-電解液交換孔、20-鋅氧電池組、21 -金屬連接件、22-正極底座、23-負極極蓋、24-鋅燃料、25-集流加強筋、26-鋅燃料放置倉、27-電池框、28-氧氣極、29-隔膜紙、30-絕緣條、31-水蒸汽排氣孔。
具體實施例方式為使對本發(fā)明的結構特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，用以較佳的實施例及附圖配合詳細的說明，說明如下:
如圖1所示，本發(fā)明所述的一種具有冷卻功能的鋅氧電池組，包括鋅氧電池組20，所述的鋅氧電池組20由正極底座22上裝電池串聯(lián)體后再加蓋負極頂蓋23組成，還包括罐體1、上水管5、冷卻箱7、下水管6和安裝于罐體I底部的絕緣底座3，罐體I的材質為不透鋼，罐體I底部裝有冷卻液4，所述的鋅氧電池組20固定安裝于絕緣底座3上，所述罐體I上安裝有罐蓋2，在罐體I的側面設有正負極接線柱8，用于與罐體內(nèi)的正極引線11和負極引線12相連接。冷卻箱7固定安裝于罐體I的上部，其分別連接上水管5和下水管6，上水管5的取水口處于冷卻液4中，可以進行取水工作，上水管5與冷卻箱7之間通過安全閥17開關。在鋅氧電池組20的負極頂蓋23上裝有導流槽9，導流槽9側端開有溢流槽10，用于冷卻液在積累到一定程度后從溢流槽10流出。在本實施方式中，冷卻液為水，此種實施方式中鋅氧電池的負極頂蓋上沒有開設電解液交換孔19，如圖3所示。如圖2所示，作為本發(fā)明的另一種實施方式，所述的冷卻液4為電解液，在負極頂蓋的導流槽9下開有電解液交換孔19，如圖4所示，在進行冷卻流動的過程中，電解液直接流入鋅燃料中，對鋅燃料中的電解液進行部分替換，從而達到對鋅燃料中電解液降溫的目的，待鋅燃料中的電解液溢出后再經(jīng)溢流槽10流出，從而起到降溫的目的。在此實施例中，電解液不能換成水，換成水后將會導致電池無法正常使用。如圖7所示，電池串聯(lián)體由正極底座22下部通過金屬連接件21固定安裝負極頂蓋23組成。金屬連接件21的結構如圖8所示，是將一小段長約4cm寬約Icm的金屬帶彎折成“Z”形制成，在扣裝串聯(lián)體2中起導電和支撐的作用。正極底座22的結構如圖6所示，是在電池框27的豎直面反卡上U形絕緣條30以防止鋅燃料24與側壁金屬接觸后發(fā)生短路，將氧氣極28和隔膜紙29裁剪成大小相同的矩形，氧氣極28焊在電池框27里組成電池正極，然后用密封膠將氧氣極28上裸露出的泡沫鎳邊緣和電池框27接縫處密封，防止電解液滲漏和短路。隔膜紙29完全覆蓋在氧氣極28上，從而制得正極底座22。負極頂蓋23如圖3和圖4所示，有兩種實施方式，其區(qū)別為在鋅燃料放置倉26上開有電解液交換孔19，在鋅燃料放置倉26內(nèi)上壁焊接若干根集流加強筋25，鋅燃料24裝在鋅燃料放置倉26內(nèi)和集流加強筋25充分接觸，鋅燃料放置倉26上面焊接導流槽9，在導流槽9的焊接溢流槽10與導流槽9連通。如圖5所示，導流槽9安裝在鋅燃料放置倉26上部的中間位置，并未完全覆蓋鋅燃料放置倉26，在導流槽9上部還可以設一些水蒸汽排氣孔31，以幫助排出熱氣。在所述的罐體I上開有充氣口 13和放氣口 14，方便罐體重復進行冷卻效果，因為開設充氣口 13，通過充氣口 13往罐體內(nèi)充電導致罐體與冷卻箱的壓力不同，從而可以將冷卻液吸入到冷卻箱中。而在進行電池更換時，需打開罐蓋2，為了安全和方便，設立了放氣口14將罐體內(nèi)的壓力放至正常水平再打開。所述的冷卻箱7與罐體I之間設有氣體管16，氣體管16上可以安裝閥門，氣體管16可以在需要時打開，保持冷卻箱與罐體I的壓力平衡，使冷卻液在下水管6中流出得更順暢和平穩(wěn)。冷卻箱7上也設有放氣閥18，設立的目的也是為了放掉冷卻箱內(nèi)多余的氣體，保持與罐體的壓力的平衡。所述的罐體I與罐蓋2之間裝有密封圏15，為了更好的將罐體和罐蓋保持密封的效果。所述的罐體、罐蓋、上水管、下水管、氣體管、冷卻箱需要耐高壓，均用不銹鋼制成。本發(fā)明中的組裝方法如下:鋅氧電池是由下到上依次組裝，在正極底座22的電池框27上引出一條導線作為電池組的正極11，然后將鋅燃料24均勻涂覆在負極頂蓋23的隔膜紙29上，加入一些電解液，然后將電池串聯(lián)體扣壓在鋅燃料24上，其上可以再次將另一個電池串聯(lián)體扣壓在上面。以此類推，當電池節(jié)數(shù)滿足實際需求時，將負極頂蓋扣壓在電池串聯(lián)體上，從頂部負極蓋的鋅燃料放置倉上引出一條導線作為電池組負極。將引出的電池組正負極接線連接到不銹鋼罐體的正負極接線柱上，將電池組放入不銹鋼罐體，蓋上不銹鋼罐蓋，關閉所有閥門，將罐蓋四周的螺絲擰緊密封，然后向不銹鋼罐中充氧氣達到需要壓強后即可使用。電池在組裝時溢流槽10組裝方向與前一層溢流槽方向相反，使冷卻液能夠逐層流過電池導流槽9，同時保證冷卻液流過電池體面積足夠大，從而可以充分將電池體產(chǎn)熱帶走。電池充分放電后可以將電池每層結構拆開清洗，將鋅燃料放置倉中的鋅燃料進行更換后重新組裝即可實現(xiàn)再次使用。實際使用時，將電池組正負極接線柱之間連接上負載，電池開始工作。當電池內(nèi)部溫度過高時，打開上水管5的安全閥17，因事先已經(jīng)罐體內(nèi)充了氧氣，罐體內(nèi)壓強高于大氣壓，在內(nèi)外壓強差的驅動下罐體內(nèi)熱的冷卻液會被壓入冷卻箱7，直到冷卻箱中的氣壓與罐體中的一致后再無冷卻液進入冷卻箱，此時關閉上水管5的安全閥17。待冷卻箱中的冷卻液溫度降低到合適溫度后，適當打開下水管6和氣體管16的閥門，使低溫冷卻液在重力作用下緩緩沿下水管6流進電池組負極頂蓋23的導流槽9內(nèi)，氣體管16的打開可以防止冷卻液回流過快導致溢出或飛濺，造成短路漏電。當液面高度高過溢流槽10時，冷卻液流入下一層導流槽，從而得以逐層流過每節(jié)電池的導流槽，帶走熱量，降低電池組溫度，最終流回罐體I底部的冷卻液中，實現(xiàn)冷卻液循環(huán)。待冷卻箱的冷卻液回流完畢后關閉下水管6和氣體管16的閥門，打開冷卻箱頂部放氣閥18，使冷卻箱內(nèi)氣壓回到初始氣壓，從而可以進行下一輪冷卻循環(huán)。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。
權利要求
1.一種具有冷卻功能的鋅氧電池組，包括鋅氧電池組(20)，所述的鋅氧電池組(20)由正極底座(22)上裝電池串聯(lián)體后再加蓋負極頂蓋(23)組成，其特征在于:還包括罐體(I )、上水管(5)、冷卻箱(7)、下水管(6)和安裝于罐體(I)底部的絕緣底座(3)，罐體(I)底部裝有冷卻液(4 )，所述的鋅氧電池組(20 )安裝于絕緣底座(3 )上，所述罐體(I)上安裝有罐蓋(2)，罐體(I)側面設有正負極接線柱(8)，冷卻箱(7)分別連接上水管(5)和下水管(6)，所述的上水管(5)與冷卻箱(7)之間通過安全閥(17)開關，所述的負極頂蓋上裝有導流槽(9)，導流槽(9)側端開有溢流槽(10)。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有冷卻功能的鋅氧電池，其特征在于:所述的冷卻液(4)為水。
3.根據(jù)權利要求1所述的具有冷卻功能的鋅氧電池，其特征在于:所述的冷卻液(4)為電解液，所述的負極頂蓋的導流槽(9)下開有電解液交換孔(19)。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的具有冷卻功能的鋅氧電池，其特征在于:所述的電池串聯(lián)體由正極底座(22)下部通過金屬連接件(21)固定安裝負極頂蓋(23)組成。
5.根據(jù)權利要求2或3所述的具有冷卻功能的鋅氧電池，其特征在于:所述的罐體(I)上開有充氣口( 13)和放氣口( 14)。
6.根據(jù)權利要求2或3所述的具有冷卻功能的鋅氧電池，其特征在于:所述的冷卻箱(7 )與罐體(I)之間設有氣體管(16 )，冷卻箱(7 )上設有放氣閥(18 )。
7.根據(jù)權利要求2或3所述的具有冷卻功能的鋅氧電池，其特征在于:所述的罐體(I)與罐蓋(2)之間裝有密封圏(15)。
全文摘要
本發(fā)明所述的具有冷卻功能的鋅氧電池組，與現(xiàn)有技術相比解決了鋅氧電池散熱性能差的缺陷，本發(fā)明包括鋅氧電池組，所述的鋅氧電池組由正極底座上裝電池串聯(lián)體后再加蓋負極頂蓋組成，還包括罐體、上水管、冷卻箱、下水管和安裝于罐體底部的絕緣底座，罐體底部裝有冷卻液，所述的鋅氧電池組安裝于絕緣底座上，所述罐體上安裝有罐蓋，罐體側面設有正負極接線柱，冷卻箱分別連接上水管和下水管，所述的上水管與冷卻箱之間通過安全閥開關，所述的負極頂蓋上裝有導流槽，導流槽側端開有溢流槽。本發(fā)明有效防止了傳統(tǒng)鋅氧電池局部過熱的現(xiàn)象，提高了電池的安全性同時延長了鋅氧電池可連續(xù)工作的時間。
文檔編號H01M6/50GK103208637SQ201310131130
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月16日 優(yōu)先權日2013年4月16日
發(fā)明者徐獻芝, 葛浩森 申請人:安徽德擎電池科技有限公司