一种动力金属空气电池功率提升装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动力金属空气电池功率提升装置。该装置包括：依次连接的氧气富集系统、高压储气罐、氧气控制阀以及动力金属空气电池；所述氧气富集系统用于向所述高压储气罐输送富氧气体；所述高压储气罐用于储存所述富氧气体，氧气空气阀用于控制所述高压储气罐管中的所述富氧气体进入所述动力金属电池。本发明专利技术可以提高气体的压强，且能够提高氧气的富集度，增加氧气到正极的迁移速度，从而提高金属电池的放电功率。

【技术实现步骤摘要】
一种动力金属空气电池功率提升装置
本专利技术涉及动力金属空气电池领域，特别是涉及一种动力金属空气电池功率提升装置。
技术介绍
金属空气电池能量密度高，安全性好，能够显著提高电动车的续航里程，是一种非常有前途的锂离子电池的升级方案。但金属空气电池的功率密度低于最新的锂离子电池，对于提高电动车辆的动力性不利。金属空气电池的功率密度没有提高的原因之一是空气中的氧气分压不足使得反应速度变慢，从而导致金属空气电池放电功率减低。为了解决上述问题，现有方案是：金属空气电池和锂离子电池并联或者金属空气电池和超级电容并联，这些方案结构复杂，效率较低，由于锂离子电池或超级电容的引入，金属空气电池的高安全性也无法发挥。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种动力金属空气电池功率提升装置。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种动力金属空气电池功率提升装置，包括：依次连接的氧气富集系统、高压储气罐、氧气控制阀以及动力金属空气电池；所述氧气富集系统用于向所述高压储气罐输送富氧气体；所述高压储气罐用于储存所述富氧气体，氧气空气阀用于控制所述高压储气罐管中的所述富氧气体进入所述动力金属电池。可选的，所述氧气富集系统包括：干燥器、滤清器、空气压缩机、冷却器、控制阀、吸附塔、消音器以及调节阀；干燥器，用于对空气进行干燥；滤清器，与所述干燥器连接，用于对干燥后的空气进行过滤；空气压缩机，与所述滤清器连接，用于对过滤后的空气进行压缩；冷却器，与所述空气压缩机连接，用于对压缩后的空气进行冷却；控制阀，与所述冷却器连接，用于控制冷却后的空气进入吸附塔；吸附塔，与所述控制阀连接，用于吸附所述冷却后的空气中的氮气，得到富氧气体；消音器，与所述吸附塔连接，用于在氮气排出时进行消音；调节阀，与所述吸附塔连接，用于控制所述富氧气体进入到所述高压储气罐中。可选的，所述吸附塔为2个。可选的，所述高压储气罐中包括：设定器，用于设定压强阈值；气体压强传感器，用于检测所述高压储气罐中的气体压强；比较器，分别与所述设定器以及所述气体压强传感器连接，用于比较所述压强阈值以及所述气体压强，并发出比较信号至所述调节阀；所述调节阀用于根据所述比较信号控制所述富氧气体进入到所述高压储气罐中。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：本专利技术采用几个措施来解决
技术介绍
中存在的问题，一是提高氧气的富集度，增加氧气到正极的迁移速度，从而提高金属电池的放电功率，该措施也可以有效保证金属空气电池在空气稀薄的高海拔地区正常工作；二是利用压缩气体膨胀吸热的特性，为金属空气电池降温；三是在气体管路和金属空气电池连接处设置一个氧气控制阀，当车辆熄火后，该阀关闭，从而切断金属空气电池和空气的联系，避免了电解液的挥发和电池阳极的自腐蚀。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为金属空气电池原理图；图2为本专利技术实施例动力金属空气电池功率提升装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为金属空气电池原理图。如图1所示，金属空气电池以金属作为负极，空气中的氧气作为负极，实现供电。目前较为成熟的有锌空气电池、铝空气电池、镁空气电池等。金属空气电池无需充电，只需更换电池的负极材料即可。当采用中性盐电解液时，电池的主要反应例如以下：负极：4X-4ne-＝4Xn+正极：nO2+2nH2O+4ne-＝4nOH-总反应式：4X+nO2+2nH2O＝4X(OH)n其中：X代表负极的活泼金属，n为其化合价。金属空气电池空气电池经过多年研究，在正负极材料，催化剂等方面取得了较大的进展，但是金属空气电池的功率密度没有提高的原因之一是空气中的氧气分压不足，使得反应速度变慢，从而导致金属空气电池放电功率减低。在常规金属空气电池不工作时，由于空气电池是一个开放系统，会出现电解质的挥发和由于氧气的溶解造成的电池阳极(负极)的自腐蚀，影响电池的实际放电量。对此，本专利技术提供了一种动力金属空气电池功率提升装置。如图2所示，动力金属空气电池功率提升装置包括依次连接的氧气富集系统1、高压储气罐2、氧气控制阀3以及动力金属空气电池4。所述氧气富集系统1用于向所述高压储气罐2输送富氧气体；所述高压储气罐2用于储存所述富氧气体，氧气空气阀3用于控制所述高压储气罐管2中的所述富氧气体进入所述动力金属电池4。其中氧气富集系统包括：干燥器，滤清器，空气压缩机，冷却器，控制阀，消声器，吸附塔和调节阀。工作原理：空气经过干燥器和滤清器，除去空气中的水蒸气和有害颗粒物，防止造成空气压缩机积水和损伤密封元件。空气压缩机将洁净干燥的空气压缩到高压，由于空气被压缩会放热，因此需要经过冷却器冷却。冷却后的高压气体，经过控制阀，进入吸附塔1或进入吸附塔2，采用2个吸附塔可以使吸附塔轮流工作，连续不断输出富氧气体。在吸附塔中，利用为变压吸附(PSA)原理——分子筛物理吸附和解吸技术，在加压时可将空气中氮气吸附，剩余的未被吸收的氧气被收集起来，可以得到富氧气体。分子筛在减压时将所吸附的氮气通过控制阀，经消声器消声后，排入大气，分子筛经过解吸，可以继续工作。经调节阀调压后的富氧气体进入高压储气罐2。高压储气罐2的富氧气体，经氧气控制阀3控制，进入金属空气电池4，未反应的氧气和残留的氮气随着排除电池之外。所述高压储气罐中包括：设定器，用于设定压强阈值；气体压强传感器，用于检测所述高压储气罐中的气体压强；比较器，分别与所述设定器以及所述气体压强传感器连接，用于比较所述压强阈值以及所述气体压强，并发出比较信号至所述调节阀；所述调节阀用于根据所述比较信号控制所述富氧气体进入到所述高压储气罐中。当高压储气罐2内的气压低于低限设定值，氧气富集系统1启动，向高压储气罐内输送高压富氧气体，当高压储气罐气压达到高限设定值，氧气富集系统1停止工作，高压储气罐2可以避免高压气泵频繁启动，并保持系统气压稳定。当高压富氧气体通过氧气控制阀3进入动力金属空气电池4做氧化剂，然后排出的过程，是一个吸热膨胀的过程，从而可以带走动力金属空气电池4产生的热量，使电池稳定工作。当车辆处于非工作状态是，氧气控制阀3关闭，避免气体进入动力金属空气电池4中，可以显著减少电池的自损耗和电解质的挥发。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术采用几个措施来解决
技术介绍
中存在的问题，一是提高氧气的富集度，增加氧气到正极的迁移速度，从而提高金属电池的放电功率，上述两个措施也可以有效保证金属空气电池在空气稀薄的高海拔地区正常工作；二是利用压缩气体膨胀吸热的特性，为金属空气电池降温；三是在气体管路和金属空气电池连接处设置一个氧气控制阀，当车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力金属空气电池功率提升装置，其特征在于，包括：依次连接的氧气富集系统、高压储气罐、氧气控制阀以及动力金属空气电池；所述氧气富集系统用于向所述高压储气罐输送富氧气体；所述高压储气罐用于储存所述富氧气体，氧气空气阀用于控制所述高压储气罐管中的所述富氧气体进入所述动力金属电池。

【技术特征摘要】
1.一种动力金属空气电池功率提升装置，其特征在于，包括：依次连接的氧气富集系统、高压储气罐、氧气控制阀以及动力金属空气电池；所述氧气富集系统用于向所述高压储气罐输送富氧气体；所述高压储气罐用于储存所述富氧气体，氧气空气阀用于控制所述高压储气罐管中的所述富氧气体进入所述动力金属电池。2.根据权利要求1所述的动力金属空气电池功率提升装置，其特征在于，所述氧气富集系统包括：干燥器、滤清器、空气压缩机、冷却器、控制阀、吸附塔、消音器以及调节阀；干燥器，用于对空气进行干燥；滤清器，与所述干燥器连接，用于对干燥后的空气进行过滤；空气压缩机，与所述滤清器连接，用于对过滤后的空气进行压缩；冷却器，与所述空气压缩机连接，用于对压缩后的空气进行冷却；控制阀，与所述冷却器连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泽森，
申请(专利权)人：CNUS技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US