串聯式燃料電池裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及燃料電池，尤其涉及串聯式燃料電池裝置。
【背景技術】
[0002]燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。如申請號為201110001792.0，公開號為CN102456939A的中國實用新型專利公開了一種改進的大容量鎂空氣電池，能一定程度解決上述容量輸出和溫升問題，但是，這個方案僅適用于單組電池，并未公開多單元的電池如何實現電解液在工作過程中流動的問題，如果采用并聯式電解液循環管路，則結構復雜而臃腫，且如果各單元相互獨立，則各單元的溫度、濃度難以保持一致，會產生電荷輸出不穩定的問題。
[0003]同時，對于大容量電池組，需由多片電池組裝，該方案并不能直接運用到電池組中。
【實用新型內容】
[0004]為了克服現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供串聯式燃料電池裝置，能使電解液溫度、濃度均一致，實現攜帶更多容量及輸出功率的穩定。
[0005]本實用新型的目的采用以下技術方案實現:
[0006]串聯式燃料電池裝置，包括殼體及均置于殼體內的若干陽極和若干陰極，殼體具有通入電解液的入口和輸出電解液的出口，陽極和陰極沿所述入口指向所述出口的方向交錯排布，每個相鄰的陰極之間形成供電解液流過的通道，相鄰電解液通道的頭尾順次連通形成貫通的流道。
[0007]優選地，殼體內配有在流道內流動的電解液，所述流道呈彎曲迂回狀。
[0008]優選地，每個陽極和每個陰極均沿豎直方向延伸，陰極包括朝向相反、彼此相鄰的第一陰極單元和第二陰極單元，第一陰極單元的上端與殼體的頂部連接，第二陰極單元的下端與殼體的底部連接，陽極位于電解液通道的中部。
[0009]優選地，陰極包括空氣電極及由空氣電極的一端伸出的固定部，空氣電極內設有空氣通道，第一陰極單元的固定部與殼體的頂部固接，第二陰極單元的固定部與殼體的底部固接。
[0010]優選地，第一陰極單元的固定部開有氫氣通道，每個氫氣通道齊平。
[0011]優選地，所述入口和所述出口分設于殼體的兩側頂部。
[0012]優選地，電解液的液面位于氫氣通道下方。
[0013]優選地，電解液的液面與第一陰極單元的上端的間距為10mm-50mm。
[0014]優選地，電解液的液面與殼體頂壁的間距為30mm-100mm。
[0015]相比現有技術，本實用新型的有益效果在于:
[0016]本實用新型通過在流道中流動的電解液，來與每個陽極和陰極組成電池單元，各電池單元則被電解液的流動而形成串聯，由于電解液在入口和出口方向持續流動，因此電解液的溫度、濃度將保持一致，以使產生的電荷輸出穩定，進而使輸出功率穩定，而且，該陽極、陰極、電解液和殼體組成的流道管路簡單，成本低，又能實現更高電壓的輸出，同時，各電池單元間的反應環境更均勻，電流更穩定，各單元的反應速度一致，可同時消耗完畢，以在出口末端集中收集、過濾反應物，再循環到入口，避免每個電池單元都設過濾、回收電解液的結構，極大優化了結構，利于同步更換燃料，使得反應效率更高。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型聯式燃料電池裝置的結構示意圖。
[0018]圖中:1、殼體；11、入口 ；12、出口 ；2、陽極；3、陰極；31、第一陰極單元；32、第二陰極單元；301、空氣電極；302、空氣通道；303、固定部；304、氫氣通道；4、電解液通道；5、流道；100、電池正極；200、電池負極；300、電解液流向。
【具體實施方式】
[0019]下面，結合附圖以及【具體實施方式】，對本實用新型做進一步描述:
[0020]如圖1所示的串聯式燃料電池裝置，包括殼體1及均置于殼體1內若干陽極2和若干陰極3，殼體1具有通入電解液的入口 11和輸出電解液的出口 12，陽極2和陰極3沿所述入口 11指向所述出口 12的方向交錯排布，每個相鄰的陰極3之間形成供電解液流過的電解液通道4，相鄰電解液通道4的頭尾順次連通形成貫通的流道5。
[0021]其中，流道優選設為彎曲迂回狀，以用最小的體積獲得更多的陽極、陰極組成的電池單元，并可形成上下循環、左右循環。
[0022]電解液由入口 11進入殼體1內，在出口 12栗出壓力的作用下，電解液將沿著彎曲迂回狀的流道5流動，該電解液流向300如圖1所示，流動至每個陰極3和陽極2后將組成電池單元產生電荷輸出，形成殼體1兩側的電池正極100和電池負極200。各電池單元則被電解液的流動而形成串聯，由于電解液在入口 11和出口 12方向持續流動，因此電解液的溫度、濃度將保持一致，以使產生的電荷輸出穩定，進而使輸出功率穩定。本例的電池單元優選為偶數個。當多個電池單元組合，無論上下或左右循環，上下必須是偶數個電池單元才形成循環，如果是奇數個電池單元，那么循環栗出現故障時，電解液就會自動排放，電池就不能更好工作；反之偶數個電池單元就不存在上述問題。
[0023]可以理解的是，在本串聯式燃料電池裝置出售或運輸時，可不注入電解液，以防止電解液在不需要輸出功率時與陽極和陰極發生反應，也可防止電解液在運輸振動下漏出；當注入電解液后，則可在流道內流動，與陽極和陰極反應產生電荷輸出。因此，本串聯式燃料電池裝置存在殼體內配有電解液和殼體內不配有電解液的兩種狀態。
[0024]作為一個優選的結構，為形成密封穩定的彎曲迂回狀的流道5，本例的每個陽極2和每個陰極3均沿豎直方向延伸，陰極3包括朝向相反、彼此相鄰的第一陰極3單元和第二陰極3單元，第一陰極3單元的上端與殼體1的頂部連接，第二陰極3單元的下端與殼體1的底部連接，陽極2位于電解液通道4的中部，以使電解液與陽極2、陰極3充分、均勻地反應。
[0025]更具體地，彎曲迂回狀流道5的具體結構為:陰極3包括空氣電極301及由空氣電極301的一端伸出的固定部303，空氣電極301內設有空氣通道302，第一陰極3單元的固定部303與殼體1的頂部固接，第二陰極3單元的固定部303與殼體1的底部固接。由于第一陰極3單元和第二陰極3單元朝向相反，則兩個固定部303與殼體1的連接將閉合形成彎曲迂回的蛇形流道5。空氣電極301的空氣通道302內通入空氣后，可與空氣電極301發生反應。本例的陽極2為鋁鎂合金陽極2，本例的電解液為中性電解液。空氣通道302將陰極3分隔形成相互分離的陰極子單元，兩陰極子單元間可設置為無電性連接，以使每個陽極均在包夾于兩獨立的陰極子單元之間，形成電荷輸出更為穩定的電池單元。
[0026]為使反應產生的氫氣更為順暢地連通排出，以實現各個電池單元的無縫串聯，第一陰極3單元的固定部303開有氫氣通道304，每個氫氣通道304齊平，以利于各個電池單元產生氫氣連通后輸出，在沒有壓力狀態下，氫氣通道304與循環電解液連通。
[0027]為更利于排出氫氣及電解液的出入，所述入口 11和所述出口 12分設于殼體1的兩側頂部。
[0028]電解液在電解液通道4中流動時，將受自重影響而形成液面，為在保證反應產生氫氣得以安全、良好輸出的基礎上，使電解液不被漏出，本例的電解液的液面位于氫氣通道304下方。
[0029]更為優選地，電解液的液面與第一陰極3單元的上端的間距(即翻壩高度)為10mm-50mm。另外，電解液的液面與殼體1頂壁的間距為30mm-100mm。電池單元串聯數量不同，翻壩高度也不同，電池串聯數量越多，電池電壓就越高，根據歐姆定律以及電導率和電阻的關系，所以翻壩高度與電壓高低成正比。
[0030]對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本實用新型權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.串聯式燃料電池裝置，其特征在于，包括殼體及均置于殼體內的若干陽極和若干陰極，殼體具有通入電解液的入口和輸出電解液的出口，陽極和陰極沿所述入口指向所述出口的方向交錯排布，每個相鄰的陰極之間形成供電解液流過的電解液通道，相鄰電解液通道的頭尾順次連通形成貫通的流道。2.根據權利要求1所述的串聯式燃料電池裝置，其特征在于，殼體內配有在流道內流動的電解液，所述流道呈彎曲迂回狀。3.根據權利要求1所述的串聯式燃料電池裝置，其特征在于，每個陽極和每個陰極均沿豎直方向延伸，陰極包括朝向相反、彼此相鄰的第一陰極單元和第二陰極單元，第一陰極單元的上端與殼體的頂部連接，第二陰極單元的下端與殼體的底部連接，陽極位于電解液通道的中部。4.根據權利要求3所述的串聯式燃料電池裝置，其特征在于，陰極包括空氣電極及由空氣電極的一端伸出的固定部，空氣電極內設有空氣通道，第一陰極單元的固定部與殼體的頂部固接，第二陰極單元的固定部與殼體的底部固接。5.根據權利要求4所述的串聯式燃料電池裝置，其特征在于，第一陰極單元的固定部開有氫氣通道，每個氫氣通道齊平。6.根據權利要求5所述的串聯式燃料電池裝置，其特征在于，所述入口和所述出口分設于殼體的兩側頂部。7.根據權利要求5所述的串聯式燃料電池裝置，其特征在于，電解液的液面位于氫氣通道下方。8.根據權利要求7所述的串聯式燃料電池裝置，其特征在于，電解液的液面與第一陰極單元的上端的間距為10mm-50mm。9.根據權利要求7所述的串聯式燃料電池裝置，其特征在于，電解液的液面與殼體頂壁的間距為30mm-100mm。
【專利摘要】本實用新型公開了串聯式燃料電池裝置，包括殼體及均置于殼體內的若干陽極和若干陰極，殼體具有通入電解液的入口和輸出電解液的出口，陽極和陰極沿所述入口指向所述出口的方向交錯排布，每個相鄰的陰極之間形成供電解液流動的電解液通道，相鄰電解液通道的頭尾順次連通形成貫通的流道。本實用新型能使電解液溫度、濃度均一致，實現輸出功率的穩定。
【IPC分類】H01M8/02, H01M8/08
【公開號】CN204991859
【申請號】CN201520668546
【發明人】馬潤芝, 施建
【申請人】張家港謳德電池技術有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年8月31日