一种金属空气电池用阶梯空气导流板的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种金属空气电池用阶梯空气导流板，属于金属空气电池领域。
【背景技术】
[0002]金属空气电池，又被称为空气电池，是一种以金属(如锌、铝、锂等）作为阴极，氧气作为阳极反应物的化学电池。该种电池具有能量密度大、质量轻、材料来源丰富、无污染、可靠性高、寿命长、使用安全等诸多优点。其中，铝空气电池最早于上世纪60年代由美国的Zaromb证明了其技术的可行性；70年代，主要集中于电视广播、航海航标灯、矿井照明等电源用铝空气电池的研究。美国能源部曾投资几百万美元支持劳伦斯-利佛莫国家实验室(LLNL)研制替代内燃机的金属空气电池，后来由LLNL和Electro-dynamics及Dow化学公司联合组成Voltek公司终于开发出实用化的动力型金属空气电池系统，也成为世界上第一个用来推动电动汽车的铝空气电池系统。
[0003]经过检索，目前已有的一些专利技术对通风这方面问题进行了考虑，如申请号为“201310244781. 4”的专利“一种铝空气燃料电池系统”给出了一种电解液箱、电池堆和通风系统的解决方式；申请号为“201410219365. 3”的专利“铝空气电池系统”给出了一种包括导向风道和通风风扇的通风系统的解决方式，等。然而，尚没有专利技术对气流在空气阴极的分布均匀进行考虑。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种金属空气电池用阶梯空气导流板，其置于两个电池单体之间，可以提高金属空气电池组各单体表面气流的压力均一性，从而增加空气阴极的使用效率，进而提升电池的整体性能。
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的：一种金属空气电池用阶梯空气导流板，其特征在于：每个电池单体排列布置在金属空气电池壳体内，金属空气电池壳体底部进气端有风扇，金属空气电池壳体顶部对应每个电池单体位置开有电池排气口，金属空气电池壳体内部电池单体的下方有入口导流板，阶梯空气导流板布置在金属空气电池壳体内具体位于电池单体之间。
[0006]所述的阶梯空气导流板位于金属空气电池壳体底部进气端的部分为窄端，厚度为h2,以阶梯形式厚度逐渐增加，最终厚度增加到hl，并且每层阶梯导流板台阶之间为圆角过渡，阶梯的层数在3~10层之间；在阶梯空气导流板的两侧板面上有阶梯导流板凹槽，凹槽深度为h4,该阶梯导流板凹槽平行于板的长度方向。
[0007]所述的阶梯空气导流板上端最厚的部分的厚度hi与电池的两个单体之间的距离Η之间的关系是2/3H < hi < 4/5H ;导流板最薄处厚度h2与导流板最厚处厚度hi之间的关系是l/l〇hl彡h2彡l/3hl。
[0008]所述导流板的板面上的凹槽深度h4与导流板最厚的部分的厚度hi之间的关系是l/5hl < h4 < l/4hl ;凹槽的个数可以保证凹槽总面积占导流板最厚部位的横截面积的1/10~1/4之间；在电池组中，如果导流板另一侧没有其他的电池单体，将导流板设计为单侧有阶梯及凹槽，另一侧板面做成平面，并且平行于电池单体宽度方向。
[0009]本实用新型的积极效果是其结构简单，通过阶梯的设计，使空气在进入电池是的气流方向发生改变，增加电池单体空气阴极表面的空气压力及浓度，很好的增加了气流的均一性以及空气的利用率。在空气导流板上有凹槽，有效控制电池内部空气的被压，不会影响空气的自由流动。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的整体结构剖面图。
[0011]图2为本实用新型的阶梯空气导流板结构图。
[0012]图3为阶梯空气导流板俯视图。
[0013]图4为阶梯空气导流板纵向剖视图。
[0014]图5为阶梯空气导流板横向剖视图。
[0015]图6为金属空气电池工作时进气端气体流向不意图。
[0016]图7为金属空气电池工作时出气端气体流向示意图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合实施例对本发明进行详细的描述：如图1-5所示，一种金属空气电池用阶梯空气导流板，其特征在于：每个电池单体3排列布置在金属空气电池壳体1内，金属空气电池壳体1底部进气端有风扇1-3,金属空气电池壳体1顶部对应每个电池单体3位置开有电池排气口 1-1，金属空气电池壳体1内部电池单体3的下方有入口导流板1-2,阶梯空气导流板2布置在金属空气电池壳体1内具体位于电池单体3之间。
[0018]所述的阶梯空气导流板2位于金属空气电池壳体1底部进气端的部分为窄端，厚度为h2,以阶梯形式厚度逐渐增加，最终厚度增加到hl，并且每层阶梯导流板台阶2-1之间为圆角过渡，阶梯的层数在3~10层之间；在阶梯空气导流板2的两侧板面上有阶梯导流板凹槽2-2,凹槽深度为h4,该阶梯导流板凹槽2-2平行于板的长度方向。
[0019]所述的阶梯空气导流板2上端最厚的部分的厚度hi与电池的两个单体之间的距离Η之间的关系是2/3H彡hi彡4/5H ;导流板最薄处厚度h2与导流板最厚处厚度hi之间的关系是 l/l〇hl< h2 < l/3hl ;
[0020]所述导流板的板面上的凹槽深度h4与导流板最厚的部分的厚度hi之间的关系是l/5hl < h4 < l/4hl ;凹槽的个数可以保证凹槽总面积占导流板最厚部位的横截面积的1/10~1/4之间；在电池组中，如果导流板另一侧没有其他的电池单体，将导流板设计为单侧有阶梯及凹槽，另一侧板面做成平面，并且平行于电池单体宽度方向。
[0021]具体制作时，阶梯空气导流板2长L=300cm，宽S=200mm，材料为PE硬质塑料。电池单体之间间距H=30mm，阶梯空气导流板2的厚端厚度hl=3/5H=18mm，薄端厚度h2=l/6hl=3mm ;阶梯导流板台阶2-1的层数为10层，S卩每层高度为0. 833_。阶梯导流板凹槽2-2的深度h4=l/5hl=3. 6mm，宽度为10mm，两个表面各有4个阶梯导流板凹槽2-2,平均分配于阶梯空气导流板2的两面，总面积为288_2,是阶梯空气导流板2最厚部位的横截面积3600mm2的0.08倍。
[0022]如图1所示，在实际工作中，将阶梯空气导流板2插入每个电池单体3之间，在电池两端的阶梯空气导流板2只有面向电池单体的一侧有阶梯导流板台阶2-1和阶梯导流板凹槽2-2。
[0023]如图6、7所示，在电池工作时，空气通过金属空气电池壳体1上的风扇1-3进入电池内部，在入口处经过入口导流板1-2倒流进入各个电池单体3之间，在经过阶梯空气导流板2时，由于阶梯导流板台阶2-1的阻拦，改变了气流的方向，使气流吹向3-电池单体阴极表面，从而增加了电池阴极表面的压力，增加空气利用效率；同时，部分气体通过阶梯导流板凹槽2-2直接流出，保证了电池内部空气压力，使电池内部气流可以顺利从电池排气口1-1排出。
【主权项】
1.一种金属空气电池用阶梯空气导流板，其特征在于:每个电池单体排列布置在金属空气电池壳体内，金属空气电池壳体底部进气端有风扇，金属空气电池壳体顶部对应每个电池单体位置开有电池排气口，金属空气电池壳体内部电池单体的下方有入口导流板，阶梯空气导流板布置在金属空气电池壳体内具体位于电池单体之间。2.根据权利要求1中所述的一种金属空气电池用阶梯空气导流板，其特征在于所述的阶梯空气导流板位于金属空气电池壳体底部进气端的部分为窄端，厚度为h2，以阶梯形式厚度逐渐增加，最终厚度增加到hl，并且每层阶梯导流板台阶之间为圆角过渡，阶梯的层数在3~10层之间；在阶梯空气导流板的两侧板面上有阶梯导流板凹槽，凹槽深度为h4，该阶梯导流板凹槽平行于板的长度方向。3.根据权利要求1中所述的一种金属空气电池用阶梯空气导流板，其特征在于所述的阶梯空气导流板上端最厚的部分的厚度hi与电池的两个单体之间的距离H之间的关系是2/3H彡hi彡4/5H ;导流板最薄处厚度h2与导流板最厚处厚度hi之间的关系是Ι/lOhl 彡 h2 彡 l/3hlo4.根据权利要求1中所述的一种金属空气电池用阶梯空气导流板，其特征在于所述导流板的板面上的凹槽深度h4与导流板最厚的部分的厚度hi之间的关系是l/5hll/4hl ;凹槽的个数可以保证凹槽总面积占导流板最厚部位的横截面积的1/10~1/4之间；在电池组中，如果导流板另一侧没有其他的电池单体，将导流板设计为单侧有阶梯及凹槽，另一侧板面做成平面，并且平行于电池单体宽度方向。
【专利摘要】本实用新型涉及一种金属空气电池用阶梯空气导流板，其特征在于：每个电池单体排列布置在金属空气电池壳体内，金属空气电池壳体底部进气端有风扇，金属空气电池壳体顶部对应每个电池单体位置开有电池排气口，金属空气电池壳体内部电池单体的下方有入口导流板，阶梯空气导流板布置在金属空气电池壳体内具体位于电池单体之间。其置于两个电池单体之间，可以提高金属空气电池组各单体表面气流的压力均一性，从而增加空气阴极的使用效率，进而提升电池的整体性能。
【IPC分类】H01M12/06, H01M8/04
【公开号】CN205069815
【申请号】CN201520797774
【发明人】陈慧明, 姜涛, 许德超, 安宇鹏, 张克金, 米新艳
【申请人】中国第一汽车股份有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月16日