一种铝空气电池单体、系统及不间断电源系统技术方案

本发明专利技术公开了一种铝空气电池单体，包括：电池外壳、铝电极、铝电极连接柱、铝电极盖板和空气电极；所述铝电极与所述铝电极连接柱连接；所述铝电极连接柱贯穿所述铝电极盖板；所述铝电极设置在所述电池外壳内部的电池腔体中；所述空气电极设置在所述电池外壳的外表面；所述电池外壳还包括了第一入孔和第一出孔，所述第一入孔设置于所述电池外壳的下部，所述第一出孔设置于所述电池外壳的上部；本发明专利技术还公开了一种铝空气电池系统及不间断电源系统；本发明专利技术通过构建铝空气电池系统，并将其运用到不间断电源系统中，以解决现有技术中的UPS系统配备铅酸蓄电池成本高的技术问题，从而通过低成本的铝空气电池替代部分铅酸蓄电池，进而实现降低运营成本。

An aluminum air battery unit, system and uninterruptible power supply system

The invention discloses an aluminum air battery monomer, which comprises a battery shell, an aluminum electrode, an aluminum electrode connecting column, an aluminum electrode cover plate and an air electrode; the aluminum electrode is connected with the aluminum electrode connecting column; the aluminum electrode connecting column passes through the aluminum electrode cover plate; the aluminum electrode is arranged in the battery cavity inside the battery shell; the air electrode is arranged in the electricity The outer surface of the pool shell; the battery shell also includes a first in hole and a first out hole, the first in hole is arranged at the lower part of the battery shell, the first out hole is arranged at the upper part of the battery shell; the invention also discloses an aluminum air battery system and an uninterrupted power supply system; the invention constructs an aluminum air battery system and applies it to the uninterrupted power supply In the source system, to solve the technical problem of high cost of lead-acid battery equipped in the UPS system of the prior art, so as to replace part of the lead-acid battery with low-cost aluminum air battery, thereby reducing the operation cost.

【技术实现步骤摘要】
一种铝空气电池单体、系统及不间断电源系统
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种铝空气电池单体、系统及不间断电源系统。
技术介绍
铝空气电池的优点是比能量高(锂离子电池的2～3倍)、成本低、环保、可以通过更换铝片实现机械式充电，缺点是比功率低(锂离子电池的10～30％)、启动慢。铝的价格仅为镍的七分之一，未来量产时价格较低廉。铝金属的耗用和回收再生并不是商业化的障碍，电池的产物主要是氢氧化铝，可以通过回收实现再利用。铝空气电池能量密度高、功率密度低的特点决定了其应用范围比较窄，必须找到适合铝空气电池的应用场景才有可能实现铝空气电池的产业化。国内外均有将铝空气电池应用于电动汽车的研究。但是，铝空气电池功率密度低，意味着将占用车内较多的空间。电动汽车内部的空间是很宝贵的，短期内铝空气电池应用于电动汽车还比较困难。通讯基站备用电源(不间断电源)受空间的影响较小，可以使用功率密度较低的电池，有可能是首个大规模应用铝空气电池的领域。UPS(UninterruptiblePowerSystem/UninterruptiblePowerSupply)，即不间断电源，是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断(事故停电)时，UPS立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。据统计，随着我国电网稳定性的不断提高，通讯基站停电时间绝大多数情况下在五分钟以内，超过两个小时的停电每年只会发生几次。根据《中国南方电网2016企业社会责任报告》，2016年，广州全年中心城区停电时间仅4.6小时。在通讯基站的运营中，铅酸蓄电池应付2小时以内的停电；若停电时间超过2小时，则由专人去启动柴油发电机以确保通讯基站的供电。一台柴油发电机可以为多个通讯基站供电。目前，在大多数地区，每个通讯基站按其2个小时的耗电量(6～8度电)配备铅酸蓄电池。因此，铅酸蓄电池数量较多，通讯基站备用电源的维护工作量较大。而实际上，超过3/4的铅酸蓄电池每年实际使用的次数仅为一两次。频繁的维护工作显得效益不高。目前，国内已有研究人员将质子交换膜燃料电池应用于通讯基站备用电源。铝空气电池也是一种燃料电池。燃料电池普遍存在响应速度慢的缺点，若UPS单独使用铝空气电池，将无法匹配设备的实际工况，无法应付短时间(比如几秒钟)的停电。可见，现有技术中的UPS系统配备铅酸蓄电池具有成本高的缺点。
技术实现思路
本专利技术提供了一种铝空气电池单体、系统及不间断电源系统，通过构建铝空气电池系统，并将其运用到不间断电源系统中，以解决现有技术中的UPS系统配备铅酸蓄电池具有成本高的技术问题，从而通过低成本的铝空气电池替代部分铅酸蓄电池，进而实现降低运营成本。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种铝空气电池单体，包括：电池外壳、铝电极、铝电极连接柱、铝电极盖板和空气电极；所述铝电极与所述铝电极连接柱连接；所述铝电极连接柱贯穿所述铝电极盖板；所述铝电极设置在所述电池外壳内部的电池腔体中；所述空气电极设置在所述电池外壳的外表面；所述电池外壳还包括了第一入孔和第一出孔，所述第一入孔设置于所述电池外壳的下部，所述第一出孔设置于所述电池外壳的上部。作为优选方案，所述铝电极盖板上还设置有至少一个排气孔。作为优选方案，所述空气电极与所述电池外壳的接触通过粘接剂密封。本专利技术实施例还提供了一种铝空气电池系统，包括：如上述所述的铝空气电池单体、第一压力泵和含有电解液的电解液罐；所述电解液罐设置有第二入孔和第二出孔；所述铝空气电池单体中的第一入孔通过所述第一压力泵与所述第二出孔连接，所述铝空气电池单体中的第一出孔与所述第二入孔连接。作为优选方案，所述第二入孔设置在所述电解液罐的上部，所述第二出孔设置在所述电解液罐的中部。作为优选方案，所述电解液为盐溶液或碱性溶液。作为优选方案，所述铝空气电池单体的数量为1～1000个，所述铝空气电池单体之间通过所述入孔和出孔相互连接。作为优选方案，所述铝空气电池系统还包括：第一三通阀、第二三通阀、第二压力泵和含有清洗液的清洗液罐；所述清洗液罐设置有第三出孔和第三入孔；所述第一三通阀的第一端与所述第一入孔连接，第二端通过所述第一压力泵与所述第二出孔连接，第三端与所述第三入孔连接；所述第二三通阀的第一端与所述第一出孔连接，第二端与所述第二入孔连接，第三端通过所述第二压力泵与所述第三出孔连接。本专利技术实施例还提供了一种不间断电源系统，包括：如上述任一项所述的铝空气电池系统、充电器、铅酸蓄电池、整流器、滤波电路、逆变器和开关；所述铝空气电池系统与所述充电器电连接，所述整流器与所述充电器电连接，所述充电器、所述铅酸蓄电池与所述逆变器依次电连接；所述滤波电路的一端与外置电源输入端电连接，另一端与所述整流器电连接；所述开关的一端与外置电源输出端电连接，另一端与所述逆变器电连接；所述整流器与所述逆变器电连接。作为优选方案，所述铅酸蓄电池替换为锂离子电池或镍氢电池。相比于现有技术，本专利技术实施例具有如下有益效果：本专利技术通过构建铝空气电池系统，并将其运用到不间断电源系统中，以解决现有技术中的UPS系统配备铅酸蓄电池具有成本高的技术问题，从而通过低成本的铝空气电池替代部分铅酸蓄电池，进而实现降低运营成本。附图说明图1：为本专利技术实施例中的铝空气电池单体的剖视图；图2：为本专利技术实施例中的铝空气电池单体的左视图；图3：为本专利技术实施例中的铝空气电池单体的俯视图；图4：为本专利技术实施例中的铝空气电池系统的结构示意图；图5：为本专利技术实施例中的不间断电源系统的结构示意图；图6：为本专利技术实施例中的铝空气电池的I-V及I-P性能测试曲线图；图7：为本专利技术实施例中的不间断电源系统的工作流程图。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作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。请参照图1，本专利技术优选实施例提供了一种铝空气电池单体，包括：电池外壳、铝电极、铝电极连接柱、铝电极盖板和空气电极；所述铝电极与所述铝电极连接柱连接；所述铝电极连接柱贯穿所述铝电极盖板；所述铝电极设置在所述电池外壳内部的电池腔体中；所述空气电极设置在所述电池外壳的外表面；所述电池外壳还包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝空气电池单体，其特征在于，包括：电池外壳、铝电极、铝电极连接柱、铝电极盖板和空气电极；/n所述铝电极与所述铝电极连接柱连接；所述铝电极连接柱贯穿所述铝电极盖板；所述铝电极设置在所述电池外壳内部的电池腔体中；所述空气电极设置在所述电池外壳的外表面；/n所述电池外壳还包括了第一入孔和第一出孔，所述第一入孔设置于所述电池外壳的下部，所述第一出孔设置于所述电池外壳的上部。/n

【技术特征摘要】
1.一种铝空气电池单体，其特征在于，包括：电池外壳、铝电极、铝电极连接柱、铝电极盖板和空气电极；
所述铝电极与所述铝电极连接柱连接；所述铝电极连接柱贯穿所述铝电极盖板；所述铝电极设置在所述电池外壳内部的电池腔体中；所述空气电极设置在所述电池外壳的外表面；
所述电池外壳还包括了第一入孔和第一出孔，所述第一入孔设置于所述电池外壳的下部，所述第一出孔设置于所述电池外壳的上部。


2.如权利要求1所述的铝空气电池单体，其特征在于，所述铝电极盖板上还设置有至少一个排气孔。


3.如权利要求2所述的铝空气电池单体，其特征在于，所述空气电极与所述电池外壳的接触通过粘接剂密封。


4.一种铝空气电池系统，其特征在于，包括：如权利要求3所述的铝空气电池单体、第一压力泵和含有电解液的电解液罐；
所述电解液罐设置有第二入孔和第二出孔；所述铝空气电池单体中的第一入孔通过所述第一压力泵与所述第二出孔连接，所述铝空气电池单体中的第一出孔与所述第二入孔连接。


5.如权利要求4所述的铝空气电池系统，其特征在于，所述第二入孔设置在所述电解液罐的上部，所述第二出孔设置在所述电解液罐的中部。


6.如权利要求4所述的铝空气电池系统，其特征在于，所述电解液为盐溶液或碱性溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈允至，熊汉琴，郑大伟，刘富德，古元，钟建业，
申请(专利权)人：广州道动新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44