[发明专利]一种水系电池系统

说明书

本发明涉及新能源领域，公开了一种水系电池系统，包括反应腔、水电极、金属电极、电极隔离片和电解液腔；反应腔上设有氢气出气口；水电极和金属电极分别位于反应腔内；电极隔离片设置于反应腔内，用于将水电极和金属电极隔开；电解液腔，其内盛有电解液，通过管路与反应腔连通；水电极和金属电极分别通过导线引出反应腔作为输出端，反应腔内反应产生的氢气作为二次能源通过氢气出气口排出存储或者使用，通过金属电极作为能量载体，以电解液中的水作为反应物，无毒无害，反应产物氢气可以作为二次能源，进一步提高能量密度，而且安全系数高。

技术领域

本发明涉及新能源领域，尤其是涉及一种水系电池系统。

背景技术

为了解决传统化石能源带来的环境问题以及能源危机等问题，目前各国都在大力发展新能源技术，很多欧洲国家已经给出了燃油车辆的禁售时间。

在众多新能源技术中锂电池技术是目前发展最为迅速的新能源技术。但是由于锂电池本身化学体系上的制约，其弊端非常明显，无法跟燃油能源系统相抗衡：

1、锂电池充电时间通常需要几十分钟到数小时，便利性大打折扣；

2、锂电池的理论能量密度只有240Wh/Kg～350Wh/Kg远远低于燃油的能量密度，这就造成锂电池汽车在续航里程上无法跟燃油车相比；

3、锂电池在安全方面也存在很大问题，近年来已经有多起锂电池汽车热失控着火事件发生；

4、锂电池的生产过程，需要在高度干燥环境下，所以成本比较高，使用过程中充电耗时久。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种水系电池系统，通过金属电极作为能量载体，以电解液中的水作为反应物，无毒无害，反应产物氢气可以作为二次能源，进一步提高能量密度，而且安全系数高。

为解决上述技术问题，本发明提出一种水系电池系统，包括：

反应腔，其上设有氢气出气口；

水电极，位于反应腔内，作为水的还原反应场所；

金属电极，位于反应腔内，作为金属阳极氧化反应场所；

电极隔离片，设置于反应腔内，用于将水电极和金属电极隔开；

电解液腔，其内盛有电解液，通过管路与反应腔连通，所述电解液腔内的电解液通过管路往返于反应腔和电解液腔之间；

所述水电极和金属电极分别通过导线引出反应腔作为输出端，所述反应腔内反应产生的氢气作为二次能源通过氢气出气口排出存储或者使用。

进一步地，所述金属电极的密度为ρ(g/cm³)，总质量为WM(g)，所述水电极的总投影面积为SH₂O(cm²)，满足：其中K＝1/4为量纲调整系数。

进一步地，还包括与氢气出气口连通的氢气腔，所述氢气腔用于将反应腔内产生的氢气存储起来，连接氢气出气口与氢气腔的管路上设有单向阀、开关和气泵。

进一步地，还包括氢燃料电池和/或热机，所述反应腔和/或氢气腔通过管路分别与氢燃料电池和/或热机连通，且连接管路上分别均设有单向阀、开关和气泵。

进一步地，还包括与反应腔连通的保护液腔，所述保护液腔内盛有阳极保护液，所述反应腔与保护液腔的连接管路上设有双向泵。

进一步地，所述金属电极采用锂、钠、钾、钙、镁、铝、锌和铁中的任意一种或者任意几种的合金。

进一步地，所述电解液为碱性溶液或盐溶液。

进一步地，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或者氢氧化钾溶液，所述盐溶液为氯化钠、硫酸钠、硝酸钠，氯化钾、硫酸钾和硝酸钾、硝酸铝中的任意一种。