[发明专利]一种三电极锌空气电池或电池组的电极切换控制方法

说明书

本发明涉及一种三电极锌空气电池或电池组的电极切换控制方法，属于储能及动力电源领域。该锌空气电池是三电极体系，包括空气电极、充电电极和锌电极。当电池充电时，充电电极和锌电极构成工作回路；当电池放电时，空气电极和锌电极构成工作回路。在锌空气电池的充放电过程中，根据充放电过程中的电流变化，对电池中的空气电极和充电电极进行自动切换，解决了电池充放电过程中的电极切换问题，实现了电极切换与充放电工作同步的功能，避免了空气电极遭受高电位腐蚀，提高了空气电极的使用寿命和电池循环寿命。

技术领域

本发明属于储能及动力电源领域，具体涉及一种三电极锌空气电池或电池组的电极切换控制方法。

背景技术

锌空气电池是进行电能高效转换和大规模储存的重要技术方向之一。该电池利用空气中的氧气作为正极电化学反应活性物质，金属锌作为负极电化学反应活性物质。在电池运行过程中金属电极发生溶解或沉积，放电产物溶解在碱性电解液中；利用空气中的氧气在空气电极上进行氧还原(ORR)或氧析出(OER)电化学反应，完成电能与化学能相互转换，具有原材料价廉、质量比能量高、工作电压稳定、无污染、寿命长等优点。

目前锌空气电池的两电极模式，空气电极内需要含有双功能催化剂，该催化剂既要保证充电时催化氧析出反应，又要满足放电时催化氧还原反应，，在技术和工艺上变得十分困难，为避免这种情况的发生,故引入第三电极，专门用来对锌电极充电，但同时也带来了电池充放电时三个电极的切换问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种三电极锌空气电池的电极切换控制方法，所述控制方法是解决锌空气电池在三电极体系充放电过程时的电极切换问题，而且使电极切换与充放电工作同步。

本发明采用以下技术方案来实现：

一种三电极锌空气电池或电池组的电极切换控制方法，所述方法包括锌空气电池或电池组、第一继电器、第二继电器和电流传感器；所述三电极锌空气电池或电池组包括空气电极、充电电极和锌电极；

所述锌空气电池或电池组的充电电极与第一继电器常开触点的一端电连接，一充电电源的正极经所述电流传感器与第一继电器常开触点的另一端电连接；

所述锌空气电池或电池组的空气电极与第二继电器常开触点的一端电连接，一直流负载的正极经所述电流传感器与第二继电器常开触点的另一端电连接；

所述锌空气电池或电池组的锌电极同时与所述充电电源和所述直流负载的负极电连接；

所述锌空气电池或电池组为所述直流负载供电时，所述第一继电器常开触点的一端断开，第二继电器常开触点的一端闭合，所述锌空气电池或电池组与所述直流负载构成闭合回路；当电流传感器的电流值低于设定值I_L时，所述第一继电器常开触点的一端自动闭合，第二继电器常开触点的一端自动断开，所述锌空气电池或电池组与所述充电电源构成闭合回路，所述充电电源为所述锌空气电池或电池组充电，当电流传感器的电流值高于设定值I_H时，所述第一继电器常开触点的一端断开，第二继电器常开触点的一端闭合，如此往复。

所述充电电源与所述直流负载以充放电仪的形式结合为一体；

所述锌空气电池或电池组的充电电极与所述第一继电器常开触点1的一端电连接，第一继电器常开触点1的另一端与电流传感器的一端连接，电流传感器的另一端与充放电仪的正极端子连接，锌空气电池的锌电极直接与充放电仪的负极端子连接，构成充电回路；

所述锌空气电池或电池组的充电电极与所述第一继电器常开触点2的一端连接，第一继电器常开触点2的另一端与充放电仪辅助电压测量的正极端子连接，锌空气电池的锌电极直接与充放电仪辅助电压测量的负极端子连接，这样构成了充电辅助电压测量回路；