專利名稱：鋁空氣電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池，一種鋁空氣電池，特別是可作為機(jī)動(dòng)設(shè)備動(dòng)力源的鋁空氣電池。
有“綠色電池”之稱的鋁空氣電池除了不污染環(huán)境外，更具有電池比能量高、體積小、更安全、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，因而已由充作家用電器的電源向替代機(jī)動(dòng)設(shè)備動(dòng)力源的方向發(fā)展，但其技術(shù)上的不足之處是現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的鋁空氣電池在加料時(shí)，不但作為電池負(fù)極的鋁板，更換十分不便，而且在更換鋁板和加入NaCl水溶液、排出Al(OH)3時(shí)，電池難以連續(xù)地保持電能輸出。
本發(fā)明的目的是提供一種鋁空氣電池，特別是可作為機(jī)動(dòng)設(shè)備動(dòng)力源的鋁空氣電池，該電池加料時(shí)，不需更換鋁板，而且該電池在機(jī)動(dòng)設(shè)備工作時(shí)能不間斷地輸出其所需的電能。
本發(fā)明的又一目的是使本電池配套裝置的傳動(dòng)及其調(diào)控，在技術(shù)上易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和程控化。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)一種鋁空氣電池，特別是可作為動(dòng)力源的鋁空氣電池，包括殼體(1)，殼體蓋板(2)，位于殼體側(cè)面的空氣電極(4)，殼體(1)一端有一用銅板導(dǎo)體(5)與作為電池正極的空氣電極(4)相連的接線柱(5)，殼體內(nèi)裝有NaCl水溶液(8)，其特征是一敞口箱形的金屬網(wǎng)(11)通過殼體(1)內(nèi)壁的凸塊(12)定位，并為殼體(1)另一端的作為負(fù)極的接線柱(6a)固定在殼體(1)中，金屬網(wǎng)(11)的下部盛有鋁粒(17)，緊挨鋁粒料層的上部有一壓料板(14)，壓料板上的升降桿(7)套有一可伸縮的密封套(13)，升降桿(7)桿體穿過殼體蓋板(2)，壓料板還有一可開合的小門(20)，殼體蓋板上有一貫通式的加料口(21)，加料口的上方覆蓋一加料口蓋板(3)，殼體下部接一圓形的出料口(19)，出料口處安置一球閥(18)。
鋁粒(17)的尺寸可以是1-5毫米。
敞口箱形的金屬網(wǎng)(11)可以作成是由帶孔的金屬板組成的敞口箱，在箱的內(nèi)部還可加上封閉擋板(15)(見圖3)，金屬網(wǎng)或金屬板敞口箱的底部還可以再加筋板(22)、隔板(23)，隔板的形狀還可以變化，其截面可作成人字形(見圖7的件23)。
殼體蓋板下還可固定至少一根穿過壓料板的壓料板導(dǎo)桿(24)(見圖3)，殼體蓋板上的加料口(21)可以作成與殼體蓋板分離的單體(見

圖10)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、由于克服了技術(shù)偏見將鋁板改變?yōu)殇X粒，因而避免了更換鋁板的不便，由于鋁?？膳cNaCl水溶液一起，隨時(shí)向仍存有鋁粒的金屬網(wǎng)(11)中補(bǔ)充，供料的連續(xù)且又不受鋁板尺寸的限制，因而電池能不間斷地輸出所需的電能。
2、鋁粒料層呈團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，比表面積大，既有利于完全參與電化學(xué)反應(yīng)，能提供較大的電流，又因沒有反應(yīng)后被更換下來的廢棄鋁板，材料的利用率也高。
3、本電池的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物〔Al(OH)3〕與順便帶出的NaCl水溶液可一起排出和處理，現(xiàn)在鋁粒又可與NaCl水溶液一起傳送與添加，因而本電池的配套裝置(如原材料的輸送、電池的加料、Al(OH)3與順便帶出的NaCl水溶液的排放、收集及處理等)的傳動(dòng)及其調(diào)控，在技術(shù)上易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和程控化，能使鋁空氣電池進(jìn)一步完善。
鋁粒的尺寸按本說明書的要求進(jìn)行控制，使得不致因尺寸過小，鋁粒參與電化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間短并因而易滲漏出網(wǎng)外，尺寸過大則影響鋁粒與鋁粒間的接觸面積，進(jìn)而影響電化學(xué)反應(yīng)速度。
敞口箱形的金屬網(wǎng)作成帶孔的金屬板，可增大箱體(11)的強(qiáng)度。在箱的內(nèi)部加上封閉檔板可形成一至兩個(gè)只能存有NaCl水溶液的單獨(dú)空間(16)，以便于安放傳感器，監(jiān)控NaCl水溶液的高度與水平度，有利于實(shí)現(xiàn)程控化。敞口箱的底部加筋板(22)為的是加固箱體，防止變形，加與金屬網(wǎng)體相同材料的隔板(23)為的是增強(qiáng)金屬網(wǎng)的集流作用。隔板(23)的截面作成帶網(wǎng)孔的人字形(見圖7)，除有利于Al(OH)3的排除外，還有利于對(duì)鋁粒的壓緊，從而增大集流作用，可使電池的電流輸出增大。
殼體蓋板下固定至少一根壓料板導(dǎo)桿(24)，可有效地防止壓料板在上下移動(dòng)時(shí)，因扭轉(zhuǎn)、偏斜而造成的卡板現(xiàn)象，殼體蓋板的加料口(21)作成單體，可簡(jiǎn)化殼體蓋板的結(jié)構(gòu)，有利于更換和安裝。
附圖的圖面說明如下圖1為本電池的主視圖；圖2為本電池的俯視圖；圖3為圖2的A-A剖視圖；圖4為圖3的B-B剖視圖(可伸縮的密封套(13)未畫出)；圖5為圖3的C-C剖視圖；圖6為圖3的P向局部視圖；圖7為本電池的左視圖；圖8為壓料板的主視圖；圖9為壓料板的俯視圖；圖10為殼體蓋板的加料口作成單體的剖視圖。
以下結(jié)合附圖并通過實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明鋁空氣電池的殼體尺寸長(zhǎng)L1×寬B1×高H1＝250×40×220(單位毫米。下同)，殼體厚度δ1＝10(見圖3)，δ2＝4(見圖4)，金屬網(wǎng)的尺寸長(zhǎng)L2×寬B2×高H2＝200×26×160，網(wǎng)厚為1毫米。空氣電極的催化層尺寸長(zhǎng)L3×高H3＝180×150(見圖1)，厚度為1毫米。加料口的上口尺寸長(zhǎng)L4×寬B4＝40×40，下口尺寸長(zhǎng)L5×寬B5＝40×15。出料口處球閥的出口直徑D＝15。鋁粒尺寸為1-3。
I、往空電池中加料
1/、關(guān)閉好球閥(18)。
2/、升降桿(7)帶動(dòng)壓料板(14)上升。當(dāng)壓料板的小門(20)被進(jìn)料口下的擋塊(25)頂開時(shí)，升降桿停止上升。
3/、打開加料口蓋板(3)，加入原材料〔為鋁粒與NaCl水溶液，其中NaCl水溶液的NaCl含量為12-37％(重量計(jì))〕鋁粒量為400克，NaCl水溶液量為800毫升。升降桿(7)外套一可伸縮的密封套(13)為的是使升降桿與鋁粒、NaCl水溶液隔離開，便于桿體的上下移動(dòng)又防止NaCl水溶液溢出殼體蓋板。
4/、原材料通過壓料板上打開的小門(20)進(jìn)入網(wǎng)眼尺寸小于鋁粒的金屬網(wǎng)(11)，鋁粒沉入網(wǎng)的下部，而NaCl水溶液進(jìn)至金屬網(wǎng)內(nèi)，并通過金屬網(wǎng)的網(wǎng)眼充斥至電池殼體的內(nèi)部空間，由于網(wǎng)所用金屬的化學(xué)性質(zhì)不及鋁活潑，故金屬網(wǎng)不參與電化學(xué)反應(yīng)，因而不易遭腐蝕。
5/、原材料加完后，升降桿帶動(dòng)壓料板下降，直至將金屬網(wǎng)內(nèi)的鋁粒料層壓緊，而使鋁粒與鋁粒、鋁粒與金屬網(wǎng)(11)及隔板(23)之間形成電流通路。壓料板的小門(20)也因壓料板上扭轉(zhuǎn)彈簧(26)的復(fù)原和擋板(27)的阻隔早在壓料板下降的過程中已重新關(guān)閉。
當(dāng)鋁空氣電池在加完料而正常工作時(shí)，在電池殼體的內(nèi)部，上層(包括金屬網(wǎng)外的殼體空間)(8)為NaCl水溶液，中層(9)為鋁粒及Nacl水溶液，下層(10)為Al(OH)3及NaCl水溶液。
II、電池工作后，每次原材料的補(bǔ)充當(dāng)金屬網(wǎng)內(nèi)的鋁粒量降至約為30 克時(shí)，即需補(bǔ)充。
1/、升降桿帶動(dòng)原來一直緊壓鋁粒料層的壓料板上升并打開壓料板上的小門。
2/、打開加料口蓋板，將鋁粒量100克，NaCl含量為8-15％(重量計(jì))的NaCl水溶液300毫升，通過加料口加至金屬網(wǎng)中。
3/、在加料過程經(jīng)一段時(shí)間之后，在加料的同時(shí)打開球閥排出Al(OH)3及順便帶出的NaCl水溶液，然后關(guān)閉好球閥。
4/、原材料加完后，升降桿帶動(dòng)壓料板下降，壓緊金屬網(wǎng)內(nèi)的鋁粒料層，同時(shí)壓料板上的小門回復(fù)至原位，至此，電池的補(bǔ)充加料完成。
按上述要求加料與補(bǔ)充加料，本單個(gè)電池的最大電池容量為600Ah(安時(shí))，最小電池容量為450Ah。若采用40個(gè)本電池串聯(lián)而成的電池組，由于每個(gè)電池的輸出電流為400A(安)，電壓為1.25V(伏)，故電池組輸出的功率為40×1.25×400＝2萬瓦，可滿足動(dòng)力源特別是機(jī)動(dòng)設(shè)備所需的功率要求。
權(quán)利要求
1.一種鋁空氣電池，特別是可作為動(dòng)力源的鋁空氣電池，包括殼體，殼體蓋板，位于殼體側(cè)面的空氣電極，殼體一端有一用銅板導(dǎo)體與作為電池正極的空氣電極相連的接線柱，殼體內(nèi)裝有NaCl水溶液，其特征是一敞口箱形的金屬網(wǎng)通過殼體內(nèi)壁的凸塊定位，并為殼體另一端的作為負(fù)極的接線柱固定在殼體中，金屬網(wǎng)的下部盛有鋁粒，緊挨鋁粒料層的上部有一壓料板，壓料板上的升降桿套有一可伸縮的密封套，升降桿桿體穿過殼體蓋板，壓料板還有一可開合的小門，殼體蓋板上有一貫通式的加料口，加料口的上方覆蓋一加料口蓋板，殼體下部接一圓形的出料口，出料口處安置一球閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁空氣電池，其特征是該電池的鋁粒的尺寸為1-5毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁空氣電池，其特征是該電池的敞口箱形的金屬網(wǎng)作成由帶孔的金屬板組成的敞口箱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁空氣電池，其特征是該電池的敞口箱形的金屬網(wǎng)內(nèi)加封閉擋板。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁空氣電池，其特征是該電池的由帶孔的金屬板組成的敞口箱內(nèi)加封閉擋板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4任一權(quán)利要求所述的鋁空氣電池，其特征是該電池的金屬網(wǎng)的底部加筋板和隔板。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或5任一權(quán)利要求所述的鋁空氣電池，其特征是該電池的由帶孔的金屬板組成的敞口箱的底部加筋板和隔板。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7任一權(quán)利要求所述的鋁空氣電池，其特征是該電池的隔板截面作成人字形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一權(quán)利要求所述的鋁空氣電池，其特征是該電池的殼體蓋板下固定至少一根壓料板導(dǎo)桿。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一權(quán)利要求所述的鋁空氣電池，其特征是該電池的殼體蓋板的加料口作成與殼體蓋板分離的單體。
全文摘要
一種鋁空氣電池,特別是可作為動(dòng)力源的鋁空氣電池,除使用箱形的金屬網(wǎng)(11)、在網(wǎng)內(nèi)加鋁粒(17)并在鋁粒料層的上部用壓料板(14)將鋁粒壓緊外,還可在網(wǎng)的內(nèi)部加上封閉擋板(15),故能有效地解決現(xiàn)有鋁空氣電池鋁板更換的不便,使電池能不間斷地輸出能充分滿足動(dòng)力源、特別是機(jī)動(dòng)設(shè)備動(dòng)力源所需的電能,同時(shí)使電池的配套裝置在技術(shù)上易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。
文檔編號(hào)H01M12/06GK1199936SQ9711205
公開日1998年11月25日 申請(qǐng)日期1997年5月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月20日
發(fā)明者李廣文 申請(qǐng)人:李廣文