一种具有导电夹层的铝空气发电模组单元及含其的发电机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有导电夹层的铝空气发电模组单元及含其的发电机，所述发电模组单元包括铝电极片、两个空气电极和单元框体，两个所述空气电极分别设在单元框体的正反两个侧面，两个所述空气电极之间设置所述铝电极片，所述铝电极片固定卡接在所述单元框体内部，且铝电极片与空气电极相互平行，所述铝电极片为两侧为铝、中间为导电夹层的一体化铝电极片，所述导电夹层为含有导电填料的高分子层。增加所述导电夹层后，所述铝电极片能够均匀参与放电反应，输出电压更加稳定，铝电极片在放电过程中均匀剥落，不会出现断裂现象，铝电极片的利用率大大提高。

An aluminum air power generation module unit with conductive interlayer and its generator

【技术实现步骤摘要】
一种具有导电夹层的铝空气发电模组单元及含其的发电机
本技术属于金属-空气发电
，具体涉及一种具有导电夹层的铝空气发电模组单元及含其的发电机。
技术介绍
传统的柴油发电机柴油发电机是一种小型发电设备，以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电，可用于各种家庭、办公室、大中小型企业日常发电以及应急发电。柴油发电机产品具有高能耗、高污染、高噪音、运输及存放不安全的特点。随着社会经济的发展，人们对能源问题和环境问题的关注和投入越来越大。铝空气电池以高纯度铝为负极、氧为正极，以氢氧化钾或氢氧化钠水溶液为电解质，在铝空气电池放电时产生化学反应，铝转化为氧化铝，只消耗铝和少量的水。氧化铝又可通过电解工艺得到金属铝，循环利用。现有的铝空气电池采用多个发电单体串联以满足电压需求，并且铝空气电池仍然处于实验室研究阶段，与大规模发电应用还有较大距离。专利CN201620337289.0公开了一种铝空气电池，包括若干个铝空气电池单体，每个铝空气电池单体由：催化空气阴极板、铝阳极板、支撑壳体和水性电解质构成，每个支撑壳体中间插入有铝阳极板，所述支撑壳体外侧设置空气导流口，所述支撑壳体内侧或外侧设置有进水口和出水口，所述进水口和出水口之间连接有电解液循环系统，所述催化空气阴极板包括导电骨架，导电骨架一侧或两侧涂布有由活性炭和\或石墨，催化剂和粘结剂构成的碳材料。专利CN201520024894.8提供了一种复合负极及其相应的铝空气电池，复合负极包括负极芯体和选择反应包覆层，负极芯体外包覆有选择反应包覆层。选择反应包覆层包括第一锌层和包覆第一锌层的第二锌层，第二锌层外设有完全包裹第二锌层的防腐蚀材料层。铝空气电池包括复合负极、正极、电池壳体和电解液，复合负极与正极设于电池壳体内，储存在电池壳体内部的电解液与复合负极、正极直接接触，正极为表面覆盖催化剂的金属网。目前，对于负极的改进措施主要集中在防腐蚀方面，现有的铝-空气发电单元技术仍然存在铝电极片利用率较低，寿命较短，放电电压不稳定的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种具有导电夹层的铝空气发电模组单元及含其的发电机，所述发电模组单元包括铝电极片、两个空气电极和单元框体，两个所述空气电极分别设在单元框体的正反两个侧面，两个所述空气电极之间设置所述铝电极片，所述铝电极片固定卡接在所述单元框体内部，且铝电极片与空气电极相互平行，所述铝电极片为两侧为铝、中间为导电夹层的一体化铝电极片，所述导电夹层为含有导电填料的高分子层。所述铝电极片顶部的两端分别设有负极耳连接片，所述铝电极片顶部的两端分别设有第一负极耳连接片和第二负极耳连接片，所述第一负极耳连接片和第二负极耳连接片分别与铝电极片可拆卸地连接，所述第一负极耳连接片和第二负极耳连接片具有相同的形状和材质。优选的，所述负极耳连接片为L形，L形的水平端与铝电极片平行且可拆卸地连接，L形的竖直端伸出所述单元框体的侧面且垂直于铝电极片，所述L形的水平端部分卡接在所述单元框体的负极插槽内，使得所述铝电极片固定在单元框体内。优选的，所述负极耳连接片的材质为金属铝。所述铝电极片与负极耳连接片的竖直端所指方向相同的一面为正面，铝电极片与负极耳连接片的竖直端所指方向相反的一面为背面。优选的，所述铝电极片的形状与所述单元框体的形状相同，铝电极片比单元框体的尺寸略小，保证所述铝电极片基本占据单元框体的内部空间，更优选的，所述铝电极片和单元框体的形状为长方体。所述单元框体的正反侧面为面积较大的两个侧面，单元框体的左右侧面为面积较小的两个侧面。所述铝电极片为两侧为铝、中间为导电夹层的一体化铝电极片，所述铝电极片两侧的铝厚度相同。所述导电夹层为含有导电填料的高分子层，包括为导电填料和高分子材料，导电夹层为所述导电填料填充或掺杂在所述高分子材料中而形成的片状材料。所述导电填料的形态选自颗粒、纤维和片状，导电填料选自金属、金属氧化物、炭黑、碳纤维、石墨或镀金属的玻璃纤维中的一种或两种以上的组合，导电填料还可以包括市场上其他种类的导电填料。优选的，所述导电填料为炭黑，成本较低。所述高分子材料选自橡胶、纤维和塑料，优选的，所述高分子材料选自绝缘树脂，所述绝缘树脂包括但不限于丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、尼龙、聚碳酸酯、聚丙烯、聚对苯二甲酸类塑料(PET)等。优选的，所述导电夹层为硬性夹层，对所述铝电极片有支撑作用。所述导电夹层具有较高的导电、传热、透气和耐腐蚀的性能，同时导电夹层的韧性较好，不易变形，不影响铝电极片放电。所述导电夹层在铝电极片内部，当铝电极片进行放电反应时，两侧的铝不断反应并剥落，导电夹层在内部对铝电极片起支撑作用。本技术意料不到地发现，增加所述导电夹层后，所述铝电极片能够均匀参与放电反应，输出电压更加稳定，铝电极片在放电过程中均匀剥落，不会出现断裂现象，铝电极片的利用率大大提高。另外，由于放电反应是一个放热过程，放电时铝电极片温度较高，尤其是靠近负极耳连接片的铝电极片的上部温度较高，增加所述导电夹层后，能够调节铝电极片的热量分布，控制放电反应在铝电极片上均匀进行。所述空气电极设置在所述铝电极片的两侧，所述空气电极包括第一空气电极和第二空气电极，优选的，所述第一空气电极设置在铝电极片的背面一侧，第二空气电极设置在铝电极片的正面一侧。所述第一空气电极包括第一集流网及其两端的正极板，所述第二空气电极包括第二集流网。所述第一集流网和第二集流网均设有横纵交错的金属丝，使得进入所述发电模组单元的空气在所述第一集流网和第二集流网上均匀通过，进而空气与铝电极片的放电反应在整个铝电极片的表面更加均匀地进行。优选的，所述第二集流网与第一集流网的形状、尺寸和材质相同。所述第一集流网的左右两端分别连接有第一正极板和第二正极板，所述第一正极板和第二正极板分别伸出并贴合所述单元框体的左右两个侧面，所述第一正极板与同一侧面上的第一负极耳连接片相互平行、互不接触，防止正、负极接触而短路，同样，所述第二正极板与同一侧面上的第二负极耳连接片相互平行、互不接触。所述第一正极板和第二正极板伸出并贴合单元框体的左右两个侧面之后，分别接触所述第二集流网左右两端的边缘，使得第一集流网和第二集流网通过第一正极板、第二正极板连接，进而环绕所述铝电极片一周，使得进入所述发电模组单元的空气在所述第一集流网和第二集流网上均匀通过，进而空气与铝电极片的放电反应在铝电极片两侧的表面都能更加均匀地进行，提高铝电极片的利用率。所述空气电极的材质为金属导电材质，优选的，所述空气电极的材质选自金属铜或银。本技术意料不到地发现，所述铝电极片具有两个负极耳连接片作为负极，所述空气电极具有两个正极板作为正极，使得所述铝电极片放电更加均匀稳定。所述第一空气电极设置在铝电极片的背面一侧的设计，便于所述第一正极板与第一负极耳连接片之间保持一定距离，第二正极板与第二负极耳连接片之间保持一定距离，防止正、负极接触而短本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有导电夹层的铝-空气发电模组单元，其特征在于，所述发电模组单元包括铝电极片、两个空气电极和单元框体，两个所述空气电极分别设在单元框体的正反两个侧面，两个所述空气电极之间设置所述铝电极片，所述铝电极片固定卡接在所述单元框体内部，且铝电极片与空气电极相互平行，所述铝电极片为两侧为铝、中间为导电夹层的一体化铝电极片，所述导电夹层为含有导电填料的高分子层。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有导电夹层的铝-空气发电模组单元，其特征在于，所述发电模组单元包括铝电极片、两个空气电极和单元框体，两个所述空气电极分别设在单元框体的正反两个侧面，两个所述空气电极之间设置所述铝电极片，所述铝电极片固定卡接在所述单元框体内部，且铝电极片与空气电极相互平行，所述铝电极片为两侧为铝、中间为导电夹层的一体化铝电极片，所述导电夹层为含有导电填料的高分子层。


2.根据权利要求1所述的发电模组单元，其特征在于，所述铝电极片两侧的铝厚度相同，所述导电夹层包括为导电填料和高分子材料，导电夹层为所述导电填料填充或掺杂在所述高分子材料中而形成的片状材料，对所述铝电极片有支撑作用。


3.根据权利要求1所述的发电模组单元，其特征在于，所述铝电极片顶部的两端分别设有负极耳连接片，所述负极耳连接片为L形，L形的水平端与铝电极片平行且可拆卸地连接，L形的竖直端伸出所述单元框体的侧面且垂直于铝电极片；所述铝电极片与负极耳连接片的竖直端所指方向相同的一面为正面，铝电极片与负极耳连接片的竖直端所指方向相反的一面为背面。


4.根据权利要求1和3任一项所述的发电模组单元，其特征在于，所述空气电极包括第一空气电极和第二空气电极，所述第一空气电极设置在铝电极片的背面一侧，第二空气电极设置在铝电极片的正面一侧；
所述第一空气电极包括第一集流网及其两端的第一正极板和第二正极板，所述第二空气电极包括第二集流网；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，李振亚，王丹，
申请(专利权)人：空天科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44