一種金屬空氣電池用階梯空氣導(dǎo)流板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種金屬空氣電池用階梯空氣導(dǎo)流板，屬于金屬空氣電池領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬空氣電池，又被稱為空氣電池，是一種以金屬(如鋅、鋁、鋰等）作為陰極，氧氣作為陽極反應(yīng)物的化學(xué)電池。該種電池具有能量密度大、質(zhì)量輕、材料來源豐富、無污染、可靠性高、壽命長(zhǎng)、使用安全等諸多優(yōu)點(diǎn)。其中，鋁空氣電池最早于上世紀(jì)60年代由美國的Zaromb證明了其技術(shù)的可行性；70年代，主要集中于電視廣播、航海航標(biāo)燈、礦井照明等電源用鋁空氣電池的研究。美國能源部曾投資幾百萬美元支持勞倫斯-利佛莫國家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)研制替代內(nèi)燃機(jī)的金屬空氣電池，后來由LLNL和Electro-dynamics及Dow化學(xué)公司聯(lián)合組成Voltek公司終于開發(fā)出實(shí)用化的動(dòng)力型金屬空氣電池系統(tǒng)，也成為世界上第一個(gè)用來推動(dòng)電動(dòng)汽車的鋁空氣電池系統(tǒng)。
[0003]經(jīng)過檢索，目前已有的一些專利技術(shù)對(duì)通風(fēng)這方面問題進(jìn)行了考慮，如申請(qǐng)?zhí)枮椤?01310244781. 4”的專利“一種鋁空氣燃料電池系統(tǒng)”給出了一種電解液箱、電池堆和通風(fēng)系統(tǒng)的解決方式；申請(qǐng)?zhí)枮椤?01410219365. 3”的專利“鋁空氣電池系統(tǒng)”給出了一種包括導(dǎo)向風(fēng)道和通風(fēng)風(fēng)扇的通風(fēng)系統(tǒng)的解決方式，等。然而，尚沒有專利技術(shù)對(duì)氣流在空氣陰極的分布均勻進(jìn)行考慮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種金屬空氣電池用階梯空氣導(dǎo)流板，其置于兩個(gè)電池單體之間，可以提高金屬空氣電池組各單體表面氣流的壓力均一性，從而增加空氣陰極的使用效率，進(jìn)而提升電池的整體性能。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種金屬空氣電池用階梯空氣導(dǎo)流板，其特征在于：每個(gè)電池單體排列布置在金屬空氣電池殼體內(nèi)，金屬空氣電池殼體底部進(jìn)氣端有風(fēng)扇，金屬空氣電池殼體頂部對(duì)應(yīng)每個(gè)電池單體位置開有電池排氣口，金屬空氣電池殼體內(nèi)部電池單體的下方有入口導(dǎo)流板，階梯空氣導(dǎo)流板布置在金屬空氣電池殼體內(nèi)具體位于電池單體之間。
[0006]所述的階梯空氣導(dǎo)流板位于金屬空氣電池殼體底部進(jìn)氣端的部分為窄端，厚度為h2,以階梯形式厚度逐漸增加，最終厚度增加到hl，并且每層階梯導(dǎo)流板臺(tái)階之間為圓角過渡，階梯的層數(shù)在3~10層之間；在階梯空氣導(dǎo)流板的兩側(cè)板面上有階梯導(dǎo)流板凹槽，凹槽深度為h4,該階梯導(dǎo)流板凹槽平行于板的長(zhǎng)度方向。
[0007]所述的階梯空氣導(dǎo)流板上端最厚的部分的厚度hi與電池的兩個(gè)單體之間的距離Η之間的關(guān)系是2/3H < hi < 4/5H ;導(dǎo)流板最薄處厚度h2與導(dǎo)流板最厚處厚度hi之間的關(guān)系是l/l〇hl彡h2彡l/3hl。
[0008]所述導(dǎo)流板的板面上的凹槽深度h4與導(dǎo)流板最厚的部分的厚度hi之間的關(guān)系是l/5hl < h4 < l/4hl ;凹槽的個(gè)數(shù)可以保證凹槽總面積占導(dǎo)流板最厚部位的橫截面積的1/10~1/4之間；在電池組中，如果導(dǎo)流板另一側(cè)沒有其他的電池單體，將導(dǎo)流板設(shè)計(jì)為單側(cè)有階梯及凹槽，另一側(cè)板面做成平面，并且平行于電池單體寬度方向。
[0009]本實(shí)用新型的積極效果是其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過階梯的設(shè)計(jì)，使空氣在進(jìn)入電池是的氣流方向發(fā)生改變，增加電池單體空氣陰極表面的空氣壓力及濃度，很好的增加了氣流的均一性以及空氣的利用率。在空氣導(dǎo)流板上有凹槽，有效控制電池內(nèi)部空氣的被壓，不會(huì)影響空氣的自由流動(dòng)。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0011]圖2為本實(shí)用新型的階梯空氣導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖3為階梯空氣導(dǎo)流板俯視圖。
[0013]圖4為階梯空氣導(dǎo)流板縱向剖視圖。
[0014]圖5為階梯空氣導(dǎo)流板橫向剖視圖。
[0015]圖6為金屬空氣電池工作時(shí)進(jìn)氣端氣體流向不意圖。
[0016]圖7為金屬空氣電池工作時(shí)出氣端氣體流向示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述：如圖1-5所示，一種金屬空氣電池用階梯空氣導(dǎo)流板，其特征在于：每個(gè)電池單體3排列布置在金屬空氣電池殼體1內(nèi)，金屬空氣電池殼體1底部進(jìn)氣端有風(fēng)扇1-3,金屬空氣電池殼體1頂部對(duì)應(yīng)每個(gè)電池單體3位置開有電池排氣口 1-1，金屬空氣電池殼體1內(nèi)部電池單體3的下方有入口導(dǎo)流板1-2,階梯空氣導(dǎo)流板2布置在金屬空氣電池殼體1內(nèi)具體位于電池單體3之間。
[0018]所述的階梯空氣導(dǎo)流板2位于金屬空氣電池殼體1底部進(jìn)氣端的部分為窄端，厚度為h2,以階梯形式厚度逐漸增加，最終厚度增加到hl，并且每層階梯導(dǎo)流板臺(tái)階2-1之間為圓角過渡，階梯的層數(shù)在3~10層之間；在階梯空氣導(dǎo)流板2的兩側(cè)板面上有階梯導(dǎo)流板凹槽2-2,凹槽深度為h4,該階梯導(dǎo)流板凹槽2-2平行于板的長(zhǎng)度方向。
[0019]所述的階梯空氣導(dǎo)流板2上端最厚的部分的厚度hi與電池的兩個(gè)單體之間的距離Η之間的關(guān)系是2/3H彡hi彡4/5H ;導(dǎo)流板最薄處厚度h2與導(dǎo)流板最厚處厚度hi之間的關(guān)系是 l/l〇hl< h2 < l/3hl ;
[0020]所述導(dǎo)流板的板面上的凹槽深度h4與導(dǎo)流板最厚的部分的厚度hi之間的關(guān)系是l/5hl < h4 < l/4hl ;凹槽的個(gè)數(shù)可以保證凹槽總面積占導(dǎo)流板最厚部位的橫截面積的1/10~1/4之間；在電池組中，如果導(dǎo)流板另一側(cè)沒有其他的電池單體，將導(dǎo)流板設(shè)計(jì)為單側(cè)有階梯及凹槽，另一側(cè)板面做成平面，并且平行于電池單體寬度方向。
[0021]具體制作時(shí)，階梯空氣導(dǎo)流板2長(zhǎng)L=300cm，寬S=200mm，材料為PE硬質(zhì)塑料。電池單體之間間距H=30mm，階梯空氣導(dǎo)流板2的厚端厚度hl=3/5H=18mm，薄端厚度h2=l/6hl=3mm ;階梯導(dǎo)流板臺(tái)階2-1的層數(shù)為10層，S卩每層高度為0. 833_。階梯導(dǎo)流板凹槽2-2的深度h4=l/5hl=3. 6mm，寬度為10mm，兩個(gè)表面各有4個(gè)階梯導(dǎo)流板凹槽2-2,平均分配于階梯空氣導(dǎo)流板2的兩面，總面積為288_2,是階梯空氣導(dǎo)流板2最厚部位的橫截面積3600mm2的0.08倍。
[0022]如圖1所示，在實(shí)際工作中，將階梯空氣導(dǎo)流板2插入每個(gè)電池單體3之間，在電池兩端的階梯空氣導(dǎo)流板2只有面向電池單體的一側(cè)有階梯導(dǎo)流板臺(tái)階2-1和階梯導(dǎo)流板凹槽2-2。
[0023]如圖6、7所示，在電池工作時(shí)，空氣通過金屬空氣電池殼體1上的風(fēng)扇1-3進(jìn)入電池內(nèi)部，在入口處經(jīng)過入口導(dǎo)流板1-2倒流進(jìn)入各個(gè)電池單體3之間，在經(jīng)過階梯空氣導(dǎo)流板2時(shí)，由于階梯導(dǎo)流板臺(tái)階2-1的阻攔，改變了氣流的方向，使氣流吹向3-電池單體陰極表面，從而增加了電池陰極表面的壓力，增加空氣利用效率；同時(shí)，部分氣體通過階梯導(dǎo)流板凹槽2-2直接流出，保證了電池內(nèi)部空氣壓力，使電池內(nèi)部氣流可以順利從電池排氣口1-1排出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種金屬空氣電池用階梯空氣導(dǎo)流板，其特征在于:每個(gè)電池單體排列布置在金屬空氣電池殼體內(nèi)，金屬空氣電池殼體底部進(jìn)氣端有風(fēng)扇，金屬空氣電池殼體頂部對(duì)應(yīng)每個(gè)電池單體位置開有電池排氣口，金屬空氣電池殼體內(nèi)部電池單體的下方有入口導(dǎo)流板，階梯空氣導(dǎo)流板布置在金屬空氣電池殼體內(nèi)具體位于電池單體之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種金屬空氣電池用階梯空氣導(dǎo)流板，其特征在于所述的階梯空氣導(dǎo)流板位于金屬空氣電池殼體底部進(jìn)氣端的部分為窄端，厚度為h2，以階梯形式厚度逐漸增加，最終厚度增加到hl，并且每層階梯導(dǎo)流板臺(tái)階之間為圓角過渡，階梯的層數(shù)在3~10層之間；在階梯空氣導(dǎo)流板的兩側(cè)板面上有階梯導(dǎo)流板凹槽，凹槽深度為h4，該階梯導(dǎo)流板凹槽平行于板的長(zhǎng)度方向。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種金屬空氣電池用階梯空氣導(dǎo)流板，其特征在于所述的階梯空氣導(dǎo)流板上端最厚的部分的厚度hi與電池的兩個(gè)單體之間的距離H之間的關(guān)系是2/3H彡hi彡4/5H ;導(dǎo)流板最薄處厚度h2與導(dǎo)流板最厚處厚度hi之間的關(guān)系是Ι/lOhl 彡 h2 彡 l/3hlo4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種金屬空氣電池用階梯空氣導(dǎo)流板，其特征在于所述導(dǎo)流板的板面上的凹槽深度h4與導(dǎo)流板最厚的部分的厚度hi之間的關(guān)系是l/5hll/4hl ;凹槽的個(gè)數(shù)可以保證凹槽總面積占導(dǎo)流板最厚部位的橫截面積的1/10~1/4之間；在電池組中，如果導(dǎo)流板另一側(cè)沒有其他的電池單體，將導(dǎo)流板設(shè)計(jì)為單側(cè)有階梯及凹槽，另一側(cè)板面做成平面，并且平行于電池單體寬度方向。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種金屬空氣電池用階梯空氣導(dǎo)流板，其特征在于：每個(gè)電池單體排列布置在金屬空氣電池殼體內(nèi)，金屬空氣電池殼體底部進(jìn)氣端有風(fēng)扇，金屬空氣電池殼體頂部對(duì)應(yīng)每個(gè)電池單體位置開有電池排氣口，金屬空氣電池殼體內(nèi)部電池單體的下方有入口導(dǎo)流板，階梯空氣導(dǎo)流板布置在金屬空氣電池殼體內(nèi)具體位于電池單體之間。其置于兩個(gè)電池單體之間，可以提高金屬空氣電池組各單體表面氣流的壓力均一性，從而增加空氣陰極的使用效率，進(jìn)而提升電池的整體性能。
【IPC分類】H01M12/06, H01M8/04
【公開號(hào)】CN205069815
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520797774
【發(fā)明人】陳慧明, 姜濤, 許德超, 安宇鵬, 張克金, 米新艷
【申請(qǐng)人】中國第一汽車股份有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月16日