一种金属-气体电池系统技术方案

本发明专利技术属于新能源设备技术领域，涉及一种金属‑气体电池系统。包括金属‑气体电池、气氛箱、真空泵和控制装置，所述控制装置包括控制器和与受该控制器控制的第一阀门、第二阀门和第三阀门；所述气氛箱的第一管路与所述金属‑气体电池连接，且该第一管路上设有所述第二阀门；该第一管路上还设有支路，该支路与气体成分分析仪连接；所述气氛箱的第二管路与真空泵连接，在第二管路上设有所述第三阀门，所述第三阀门用于控制真空泵与气氛箱的导通或断开；所述气氛箱的第三管路连接供气源，用于向所述气氛箱内发送气体，在第三管路上设有所述第一阀门。本发明专利技术适用于各类金属‑气体，为金属‑气体电池的研发与应用提供了极大的方便。

【技术实现步骤摘要】
一种金属-气体电池系统
本专利技术属于新能源设备
，涉及一种金属-气体电池系统。
技术介绍
自第二次工业革命以来，电力设备便走进千家万户，成为人类社会发展的标志之一。随着第三次、第四次工业革命的到来，便携式智能设备、移动式电器设备乃至电动汽车等也得到蓬勃发展，从而对储能设备(电池)的标准与质量提出了极高的要求。随着锂离子电池的出现，基本满足了设备对于电池的要求，但是鉴于锂资源的储备等一系列问题，人们始终没有停止对于新型电池的探索与研究，包括锌-氧电池、锂-氧电池甚至锂-二氧化碳电池在内的新型电池也得到广泛关注。目前，新型的金属-气体电池只有锌-氧电池处于待应用阶段，其他种类只是处于研发甚至概念阶段，所以专利技术一种金属-气体电池系统使其适用于金属-气体电池实验研发与实际应用显得极为迫切和重要。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题针对现有存在的技术问题，本专利技术提供一种金属-气体电池系统，用于新型金属-气体电池的研发与实际应用。(二)技术方案为了解决上述问题，本专利技术提供一种金属-气体电池系统，包括金属-气体电池、气氛箱、真空泵和控制装置，所述控制装置包括控制器和与受该控制器控制的第一阀门、第二阀门和第三阀门；所述气氛箱的第一管路与所述金属-气体电池连接，且该第一管路上设有所述第二阀门；该第一管路上还设有支路，该支路与气体成分分析仪连接；所述气氛箱的第二管路与真空泵连接，在第二管路上设有所述第三阀门，所述第三阀门用于控制真空泵与气氛箱的导通或断开；所述气氛箱的第三管路连接供气源，用于向所述气氛箱内发送气体，在第三管路上设有所述第一阀门。进一步地，所述气氛箱设有用于测量所述气氛箱内气压的压力表。进一步地，所述控制装置还包括第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器；所述第一传感器采集所述气体成分分析仪的信号，将其发送给所述控制器，由所述控制器控制所述第二阀门的开闭；气体成分分析仪通过第一传感器对第二阀门形成反馈作用；所述第二传感器采集所述气体成分分析仪的信号，将其发送给所述控制器，由所述控制器控制所述第三阀门的开闭；气体成分分析仪通过第二传感器对第三阀门形成反馈作用；所述第三传感器采集所述压力表的信号，将其发送给所述控制器，由所述控制器控制所述第三阀门的开闭；压力表通过第三传感器对第三阀门形成反馈作用；所述第四传感器采集所述压力表的信号，将其发送给所述控制器，由所述控制器控制所述第一阀门的开闭；压力表通过第四传感器对第一阀门和增压泵形成反馈作用。进一步地，在所述供气源的气体通过第一阀门进入气氛箱之前，设置增压泵；所述增压泵用于增大输入至该气氛箱内气体的压力。进一步地，所述第一管路以快插拔接头与所述金属-气体电池的气体介质内腔连接。进一步地，所述第一、第二、第三阀门均为电磁阀门。进一步地，所述气体成分分析仪为二氧化碳分析仪、氧气分析仪或氮气分析仪。进一步地，所述压力表为二氧化碳压力表、氧气压力表或氮气压力表。进一步地，所述控制器为PLC控制模块，所述PLC控制模块信号连接第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第一阀门、第二阀门和第三阀门。(三)有益效果1、本专利技术的金属-气体电池系统，将金属-气体电池(电路)与气氛箱(气路)分离，极大提高了电池的安全性能，同时，有利于电池的拆卸充电以及电池更换。2、本专利技术的金属-气体电池系统，采用可插拔逆止接头可以防止气体介质倒流，为金属-气体电池的应用提供了可行且安全的保护，同时具有较好的自动化效果，具有良好的应用前景与推广价值。附图说明图1为本专利技术金属-气体电池系统的示意图。【附图标记说明】1、增压泵；2、第一电磁阀；3、第二电磁阀；4、第一传感器；5、气体成分分析仪；6、第二传感器；7、第三电磁阀；8、第三传感器；9、压力表；10、第四传感器；11、金属-气体电池；12、气氛箱；13真空泵。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。如图1所示，为本专利技术金属-气体电池系统的示意图，金属-气体电池系统主体分为两部分，分别为金属-气体电池11和气氛箱12两部分，两者之间通过第一管道和具有逆止功能的可插拔接头连接，将金属-气体电池11(电路)与气氛箱12(气路)分离，极大提高了电池的安全性能。同时，有利于电池的拆卸充电以及电池更换。其中，采用可插拔逆止接头可以防止气体介质倒流，为金属-气体电池的应用提供了可行且安全的保护，同时具有较好的自动化效果，具有良好的应用前景与推广价值。金属-气体电池系统还包括真空泵13和控制装置，控制装置包括控制器和与受该控制器控制的第一电磁阀2、第二电磁阀3和第三电磁阀7，控制装置还包括第一传感器4、第二传感器6、第三传感器8和第四传感器10。气氛箱12的第一管路与金属-气体电池11连接，且该第一管路上设有第二电磁阀3，该第一管路上还设有支路，该支路与气体成分分析仪5连接。第一传感器4接收气体成分分析仪5的信号，将信号转换为电信号发送给控制器，控制器通过预先设定的程序控制第二电磁阀3的开闭，使得气体成分分析仪5通过第一传感器4对第二电磁阀3形成反馈作用。第二传感器6接收气体成分分析仪5的信号，将信号转换为电信号发送给控制器，控制器通过预先设定的程序控制第三电磁阀8的开闭，使得气体成分分析仪5通过第二传感器6对真空泵13和第三电磁阀8形成反馈作用。气氛箱12的第二管路与真空泵13连接，在第二管路上设有第三电磁阀7，第三电磁阀7用于控制真空泵13与气氛箱12的导通或断开。气氛箱12的第三管路连接供气源，用于向气氛箱12内发送气体，该第三管路上设有第一电磁阀2。优选地，在气体通过第一电磁阀2进入气氛箱12之前，设置增压泵1，增压泵1用于增大气氛箱12内气体的压力，使得金属-气体电池11和气氛箱12内的气体压力相同。气氛箱12设有用于测量气氛箱内气压的压力表9，第三传感器8接收压力表9的信号，将信号转换为电信号发送给控制器，控制器通过预先设定的程序控制第三电磁阀7的开闭，使得压力表9通过第三传感器8对第三电磁阀7和真空泵13形成反馈作用。第四传感器10接收压力表9的信号，将信号转换为电信号发送给控制器，控制器通过预先设定的程序控制第一电磁阀2的开闭，使得压力表9通过第四传感器10对第一电磁阀2和增压泵1形成反馈作用。本实施例中将金属-气体电池系统应用于锂-二氧化碳电池，所用气体成分分析仪为二氧化碳分析仪，压力表为二氧化碳压力表。可以想见地，对于不同的金属-气体电池可以采用不同的气体成分分析仪和对应的压力表，如采用氧气分析仪和对应的氧气压力表、氮气分析仪和氮气压力表等。工作原理：二氧化碳气体由增压泵1增压经过第一电磁阀2进入气氛箱12，二氧化碳气体会通过管道进入金属-气体电池11。当二氧化碳压力表测得二氧化碳气体压力小于某设定值时，二氧化碳压力表发出信号，第四传感器10接收信号并将信号转换为电信号发送至控制器，控制器发出电信号打开第一电磁阀2与增压泵1向气氛箱12中充气，直至达到设定压力值，关闭阀门2和增压泵1。当二氧化碳分析仪检测到气氛箱12内二氧化碳未达到设定纯度时，第一传感器4接收到二氧化碳分析仪的信号，并将信号转换为电信号发送至控制器，控制器发出电信号关闭第二电磁阀3，阻止不达本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属‑气体电池系统，其特征在于，包括金属‑气体电池、气氛箱、真空泵和控制装置，所述控制装置包括控制器和与受该控制器控制的第一阀门、第二阀门和第三阀门；所述气氛箱的第一管路与所述金属‑气体电池连接，且该第一管路上设有所述第二阀门；该第一管路上还设有支路，该支路与气体成分分析仪连接；所述气氛箱的第二管路与真空泵连接，在第二管路上设有所述第三阀门，所述第三阀门用于控制真空泵与气氛箱的导通或断开；所述气氛箱的第三管路连接供气源，用于向所述气氛箱内发送气体，在第三管路上设有所述第一阀门。

【技术特征摘要】
1.一种金属-气体电池系统，其特征在于，包括金属-气体电池、气氛箱、真空泵和控制装置，所述控制装置包括控制器和与受该控制器控制的第一阀门、第二阀门和第三阀门；所述气氛箱的第一管路与所述金属-气体电池连接，且该第一管路上设有所述第二阀门；该第一管路上还设有支路，该支路与气体成分分析仪连接；所述气氛箱的第二管路与真空泵连接，在第二管路上设有所述第三阀门，所述第三阀门用于控制真空泵与气氛箱的导通或断开；所述气氛箱的第三管路连接供气源，用于向所述气氛箱内发送气体，在第三管路上设有所述第一阀门。2.根据权利要求1所述金属-气体电池系统，其特征在于，所述气氛箱设有用于测量所述气氛箱内气压的压力表。3.根据权利要求2所述金属-气体电池系统，其特征在于，所述控制装置还包括第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器；所述第一传感器采集所述气体成分分析仪的信号，将其发送给所述控制器，由所述控制器控制所述第二阀门的开闭；气体成分分析仪通过第一传感器对第二阀门形成反馈作用；所述第二传感器采集所述气体成分分析仪的信号，将其发送给所述控制器，由所述控制器控制所述第三阀门的开闭；气体成分分析仪通过第二传感器对第三阀门形成反馈作用；所述第三传感器采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜涛，周立峰，刘丽影，卢怀宇，曲燕萍，曹磊，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21