System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种铝氧电池用循环过滤方法及铝氧电池技术_技高网

一种铝氧电池用循环过滤方法及铝氧电池技术

技术编号:40943396 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-18 15:00
本发明专利技术涉及一种铝氧电池用循环过滤方法及铝氧电池,铝氧电池包括电堆、电解液箱;电解液箱用于放置电解液,电解液箱的出液口通过电解液进液管与电堆的入液口相连,电解液箱的入液口通过电解液回液管与电堆的出液口相连;电解液箱内设有搅拌桨及过滤槽,电解液箱侧壁设有微细粉末加注口;过滤槽外安装有滤布,布置于过滤槽的底面和侧面;过滤槽的底面及侧面为多孔网状结构;电解液进液管伸入过滤槽中并保持在电解液液面以下;微细粉末加注口及搅拌桨设于过滤槽外部。本发明专利技术通过在电解液中间歇添加微细粉末并间歇使用搅拌桨对电解液箱中的电解液进行搅拌,使氢氧化铝的平均粒径增大,提高了过滤效果继而解决铝氧电池电解液循环过滤堵塞问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池,尤其涉及一种铝氧电池用循环过滤方法及铝氧电池


技术介绍

1、铝氧电池具有能量密度高的优势,且以铝为能量载体方便储存和运输,安全性极高。但在实际应用中铝氧电池系统往往配置了大量的电解液来维持金属铝的放电,导致系统的能量密度不高。

2、电解液在铝氧电池中本不是消耗品。在碱性溶液中金属铝放电时会先形成铝酸钾溶解在电解液中,该过程中1mol铝会消耗1moloh-,导致电解液的成分发生变化。当碱性溶液的铝酸钾饱和后,或在中性电解液中铝放电时则与正极产生的oh-化合形成al(oh)3,以悬浊液的形态进入电解液中,此过程不消耗电解液中的oh-,电解液成分保持恒定。但由于al(oh)3的悬浊液容易导致系统管道堵塞,因此实际应用中的铝氧电池基本都会配置大量的电解液来保障铝放电后不形成al(oh)3。

3、为了减少电解液的用量,降低系统的总重量和体积,技术人员进行了诸多研究。如在电解液循环路径中设置了过滤器不断将产生的al(oh)3与电解液分离,来保障电解液澄清避免系统堵塞。但由于铝氧电池中生成的al(oh)3颗粒极细,且与水有较好的相亲性,过滤速率极低,实际应用中效果仍很差。再如在电解液循环路径中增加旋流器来进行固液分离。但在实际使用中由于颗粒过细,固液密度差小,水流速度不高,分离的效果不理想。也有部分研究在对过滤滤布进行改进,如采用多层不同目数滤布,增加侧壁滤布等,但都不能完全解决过滤困难的问题。

4、现有技术中,带过滤装置的循环体系的铝氧电池一般由电堆、电解液箱、过滤装置、循环管道组成。如附图1所示的带过滤装置的铝氧电池典型结构示意图。铝氧电池由电堆11、电解液箱12、过滤槽13、滤布14、电解液进液管15、电解液回液管16组成。采用2-6.5mol/l的碱性电解液存放在电解液箱12中,通过电解液进液管15进入电堆11中参与放电反应再通过电解液回液管16回流到过滤槽13中。通过滤布14再进入到电解液箱12中完成电解液循环。电池刚开始放电时电解液以铝转变为铝酸钾溶解到电解液中的形式进行,电解液为澄清溶液,放电到一定程度后,电池放电中铝电极以铝转变为氢氧化铝沉淀物的形式进行。通过滤布14的截留,过滤槽13中逐渐累积氢氧化铝渣浆。从电池放电中析出的氢氧化铝粒径较细,如图2所示,基本在1-10μm之间。该氢氧化铝比较难过滤是造成这种铝氧电池结构难以实际应用的关键。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种铝氧电池用循环过滤方法,以解决上述技术问题。

2、本专利技术提供了一种铝氧电池用循环过滤方法,所述铝氧电池包括电堆、电解液箱;所述电解液箱用于放置电解液,所述电解液箱的出液口通过电解液进液管与所述电堆的入液口相连,所述电解液箱的入液口通过电解液回液管与所述电堆的出液口相连;

3、所述电解液箱内设有搅拌桨及过滤槽,所述电解液箱侧壁设有微细粉末加注口;所述过滤槽外安装有滤布,所述滤布布置于过滤槽的底面和侧面;所述过滤槽的底面及侧壁为多孔网状结构;所述电解液进液管伸入所述过滤槽中并保持在电解液液面以下;所述微细粉末加注口及搅拌桨设于所述过滤槽外部,所述出液口设于所述过滤槽内部;

4、所述循环过滤方法包括如下步骤:

5、步骤1,将电解液加入到电解液箱中,启动电解液循环,将电解液泵入电堆中,再回流至电解液箱中,铝氧电池进入放电状态,电解液的成分随放电的进行发生变化;

6、步骤2,待铝氧电池的电解液即将析出氢氧化铝时,通过微细粉末加注口加入一定量的微细粉末,加入后启动搅拌桨搅拌5-60min;

7、步骤3,随电池的放电量增加,间歇加入一定量的微细粉末,加入后启动搅拌桨搅拌5-60min;

8、步骤4,放电完毕后停止电解液循环,将电解液及电解液中的沉淀物排出电解液箱;

9、其中,步骤2及步骤3中所述微细粉末包括活性炭、乙炔黑、氢氧化铝、氢氧化钙、蒙脱石土、塑料微粒、二氧化硅、碳纤维、玻璃纤维、聚合物纤维、滑石粉、云母粉、碳酸钙、高岭土、二氧化锰中的至少一种;

10、所述微细粉末的粒径为5-50μm,其总的加入量为每升电解液添加0.5-50g。

11、本专利技术还提供了一种铝氧电池,包括电堆、电解液箱;所述电解液箱用于放置电解液,所述电解液箱的出液口通过电解液进液管与所述电堆的入液口相连,所述电解液箱的入液口通过电解液回液管与所述电堆的出液口相连;

12、所述电解液箱内设有搅拌桨及过滤槽,所述电解液箱侧壁设有微细粉末加注口;所述过滤槽外安装有滤布,布置于所述过滤槽的底面和侧面,所述过滤槽的底面及侧壁为多孔网状结构,;所述电解液进液管伸入所述过滤槽中并保持在电解液液面以下;所述微细粉末加注口及搅拌桨设于所述过滤槽外部,所述出液口设于所述过滤槽内部;

13、所述过滤槽内侧的电解液通过所述电解液进液管进入到电堆中参与放电,之后再经过所述电解液回液管回流至所述电解液中所述过滤槽的外侧,所述电解液经过所述滤布后再进入所述过滤槽中完成循环;

14、所述微细粉末加注口用于在铝氧电池进入放电状态,电解液即将析出氢氧化铝时加入微细粉末,以及随电池的放电量增加,间歇加入微细粉末;所述搅拌桨用于在加入微细粉末后进行搅拌。

15、进一步地,所述滤布为200-600目涤纶滤布。

16、借由上述方案,通过铝氧电池用循环过滤方法及铝氧电池,具有如下技术效果:

17、(1)通过在电解液中添加微细颗粒,让氢氧化铝析出时在微细颗粒表面进行沉积附聚,增大了氢氧化铝的粒径,提高了过滤效果。

18、(2)通过对循环路径进行改进,使滤液保留在滤布内侧,固体颗粒截留在滤布外侧,使固体颗粒沉降堆积时远离滤布,从而避免了固体颗粒堵塞滤布造成电解液循环不通畅,提高了过滤效果。

19、(3)增加搅拌装置,通过间歇搅拌让沉降的颗粒再漂浮到电解液中,参与后续铝酸钾的水解析出,从而提升了颗粒粒径,提高了沉降效果。

20、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

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【技术保护点】

1.一种铝氧电池用循环过滤方法,其特征在于,所述铝氧电池包括电堆、电解液箱;所述电解液箱用于放置电解液,所述电解液箱的出液口通过电解液进液管与所述电堆的入液口相连,所述电解液箱的入液口通过电解液回液管与所述电堆的出液口相连;

2.一种铝氧电池,其特征在于,包括电堆、电解液箱;所述电解液箱用于放置电解液,所述电解液箱的出液口通过电解液进液管与所述电堆的入液口相连,所述电解液箱的入液口通过电解液回液管与所述电堆的出液口相连;

3.根据权利要求2所述的铝氧电池,其特征在于,所述滤布为200-600目涤纶滤布。

【技术特征摘要】

1.一种铝氧电池用循环过滤方法,其特征在于,所述铝氧电池包括电堆、电解液箱;所述电解液箱用于放置电解液,所述电解液箱的出液口通过电解液进液管与所述电堆的入液口相连,所述电解液箱的入液口通过电解液回液管与所述电堆的出液口相连;

2.一种铝氧电池,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐俊毅蔡焕良程颖熊哲石栋赵飞龙李文高文军吴璇
申请(专利权)人:武汉环达电子科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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