一种氢动力电池系统技术方案

本发明专利技术涉及电池技术领域，公开了一种氢动力电池系统，包括电池本体、氢气存储罐、氧化剂存储罐、输出转换模块和控制系统，输出转换模块上布置有输出正极和输出负极，电池本体包括电池外壳、电池正极和电池负极，电池负极包括负极基带和储氢材料，电池正极包括正极基带和导电片，电池外壳内填充有碱性电解液，氢气存储罐与电池负极通过管道连通，氧化剂存储罐与电池正极通过管道连通。通过控制系统控制氢气存储罐、氧化剂存储罐向电池本体内输送氢气以及氧化剂，使电池处于带电状态，可以对外连续供电，采用添加燃料的方式使电池连续供电，省略了充电时间，同时电池上不需要贵重金属作为催化剂，降低了电池在新能源车辆上的应用成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种氢动力电池系统


[0001]本专利技术涉及电池
，特别是涉及一种氢动力电池系统。

技术介绍

[0002]随着环保概念的普及，人们对清洁型新能源的需求也逐渐增加，发展新能源汽车以减少碳排放是环保的重要举措之一。现有的新能源汽车中，大部分采用锂离子电池，锂离子电池具有能量密度高、功率大等优点，但锂离子电池用在新能源汽车中存在以下问题：(1)汽车续航能力弱，需要随时充电；(2)充电时间长，充满一次的时间至少3小时以上；(3)在低温环境下续航里程缩水严重，基于以上几点，锂离子电池对新能源汽车的推广和普及带来阻碍。
[0003]燃料电池能弥补锂离子电池的缺点，燃料电池以氢气作为能量来源，通过氢气与氢气在催化剂上进行反应，将化学能直接转化为电能，产生无污染的水。采用氢燃料电池作为动力来源，使新能源汽车能像燃油车一样，通过加氢快速补充能量，跟加汽油类似。但燃料电池存在以下问题：(1)需要使用高纯度铂金作催化剂，铂是一种稀有贵金属，价格高，地球储量少，现全球探明储量仅7万吨，不适合大规模使用于工业中；(2)燃料电池本身无存储电量功能，在使用过程中，需要额外增加一个二次电池系统，导致成本高，严重制约着其推广应用。因此亟需开发一种新型电池系统来弥补锂离子电池和燃料电池在新能源汽车上应用时存在的充电时间长、应用成本高的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是：提供一种氢动力电池系统，以解决现有技术中的电池在新能源汽车上应用时充电时间长、应用成本高的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种氢动力电池系统，包括电池本体、氢气存储罐、氧化剂存储罐、输出转换模块和控制系统，所述控制系统与所述氢气存储罐、氧化剂存储罐、输出转换模块分别信号连接，所述输出转换模块与所述电池本体电连接，所述输出转换模块上布置有用于向外输电的输出正极和输出负极，所述电池本体包括电池外壳、电池正极和电池负极，所述电池负极包括负极基带和布置在所述负极基带上的储氢材料，所述电池正极包括正极基带和布置在所述正极基带上的导电片，所述电池正极和所述电池负极之间由隔膜隔开，所述电池外壳内填充有碱性电解液，所述氢气存储罐与所述电池负极通过管道连通，所述氧化剂存储罐与所述电池正极通过管道连通。
[0006]优选地，所述储氢材料包括贮氢合金、碳纳米、石墨烯的至少一种。
[0007]优选地，所述导电片上还布置有氢氧化镍与导电剂，所述氢氧化镍与所述导电剂通过粘结剂固定在所述导电片上。
[0008]优选地，所述导电剂包括导电炭、石墨、氧化亚钴、镍粉。
[0009]优选地，所述碱性电解液的浓度为5－11mol/L。
[0010]优选地，所述隔膜布置有两层，两层所述隔膜之间布置有凝胶。
[0011]优选地，所述电池正极背离所述电池负极的一侧还布置有浸透膜，所述浸透膜贴合所述电池正极布置。
[0012]优选地，所述氧化剂存储罐内的正极氧化剂包括氧气、双氧水，次氯酸、臭氧。
[0013]优选地，所述电池外壳的底部还布置有排水口，所述排水口上还布置有仅供水分子通过的半透膜，所述排水口上连接有排水阀。
[0014]优选地，所述电池本体布置有两组，两组所述电池本体均与所述输出转换模块电连接，所述氢气存储罐与两组所述电池本体分别连通，所述氧化剂存储罐与两组所述电池本体分别连通。
[0015]本专利技术实施例一种氢动力电池系统与现有技术相比，其有益效果在于：电池负极由负极基带和储氢材料形成，电池外壳内填充碱性电解液，储氢材料能够在常温下吸收氢气，形成MH合金，该合金在碱性溶液中具有－0.8V的电势，放电时氧化剂在碱性溶液中具有正极电势，从而使电池本体通过输出转换模块向外输电，通过控制系统控制氢气存储罐、氧化剂存储罐向电池本体内输送氢气以及氧化剂，使电池处于带电状态，可以对外连续供电，采用添加燃料的方式使电池连续供电，省略了充电时间，同时电池上不需要贵重金属作为催化剂，降低了电池在新能源车辆上的应用成本。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的氢动力电池系统的结构示意图；
[0017]图2是图1的氢动力电池系统的电池本体的结构示意图。
[0018]图中，1、氢气存储罐；2、氧化剂存储罐；3、输出转换模块；31、输出正极；32、输出负极；4、控制系统；5、电池本体；51、电池外壳；52、氢气进口；53、电池负极；54、隔膜；55、电池正极；56、浸透膜；57、氧化剂进口；58、排水口；581、半透膜；59、排水阀；6、管道；7、调节阀；8、减压阀；9、压力表；10、排水管。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0020]本专利技术的一种氢动力电池系统的优选实施例，如图1与图2所示，该氢动力电池系统包括电池本体5、氢气存储罐1、氧化剂存储罐2、输出转换模块3和控制系统4，输出转换模块3与电池本体5电连接，输出模块上布置有用于向外输电的输出正极31和输出负极32，输出转换模块3用于将电池本体5产生的电量进行变压，并通过输出正极31以及输出负极32将电量传输至用电设备。
[0021]氢气存储罐1与电池负极53通过管道6连通，氧化剂存储罐2与电池正极55通过管道6连通，控制系统4与氢气存储罐1、氧化剂存储罐2、输出转换模块3分别信号连接。控制系统4可以控制氢气存储罐1、氧化剂存储罐2向电池本体5传输氢气、氧化剂的速率，同时控制输出转换模块3的输出功率。
[0022]电池本体5包括电池外壳51、电池正极55和电池负极53，电池外壳51为长方体结构，电池正极55和电池负极53沿上下方向间隔至在电池本体5内，电池正极55和电池负极53相互平行，电池负极53位于电池正极55的上侧，电池外壳51的顶部开设有氢气进口52，电池
外壳51的底部开设有氧化剂进口57，氢气存储罐1与氢气进口52通过管道6连通，氧化剂存储罐2与氧化剂进口57通过管道6连通，各个管道6上均布置有调节阀7，控制系统4与调节阀7通过控制线连接，以控制调节阀7的开度，进而控制氧化剂、氢气的流量。
[0023]电池负极53包括负极基带和储氢材料，储氢材料布置在负极基带上。储氢材料通常为多种稀土元素或碳材料形成，用M代表，储氢材料能够在常温下吸收氢气，形成MH合金，此种材料在碱性溶液中(如氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液)，具有－0.8V的电势。
[0024]电池正极55包括正极基带和导电片，导电片布置在正极基带上，导电片用于传导电子，正极基带和负极基带起到承载作用，负极基带的材质通常包括铜网、发泡镍、钢带等，正极基带的材质通常包括发泡镍、钢带等。
[0025]电池正极55和电池负极53之间由隔膜54隔开，电池外壳51内填充有碱性电解液，隔膜54将电池正极55和电池负极53隔开，避免电池正极55和电池负极53直接接触，避免短路现象发生。电池负极53、电池正极55和隔膜54均布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢动力电池系统，其特征在于，包括电池本体、氢气存储罐、氧化剂存储罐、输出转换模块和控制系统，所述控制系统与所述氢气存储罐、氧化剂存储罐、输出转换模块分别信号连接，所述输出转换模块与所述电池本体电连接，所述输出转换模块上布置有用于向外输电的输出正极和输出负极，所述电池本体包括电池外壳、电池正极和电池负极，所述电池负极包括负极基带和布置在所述负极基带上的储氢材料，所述电池正极包括正极基带和布置在所述正极基带上的导电片，所述电池正极和所述电池负极之间由隔膜隔开，所述电池外壳内填充有碱性电解液，所述氢气存储罐与所述电池负极通过管道连通，所述氧化剂存储罐与所述电池正极通过管道连通。2.根据权利要求1所述的氢动力电池系统，其特征在于，所述储氢材料包括贮氢合金、碳纳米、石墨烯的至少一种。3.根据权利要求1所述的氢动力电池系统，其特征在于，所述导电片上还布置有氢氧化镍与导电剂，所述氢氧化镍与所述导电剂通过粘结剂固定在所述导电片上。4.根据权利要求3所述的氢动力电池系统，其特征在于，所述导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁原深，谢红波，
申请(专利权)人：广东以色列理工学院，
类型：发明
国别省市：