集成化铝-空气燃料电池系统以及液流、气流控制方法
集成化铝-空气燃料电池系统以及液流、气流控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化学电源技术领域，特别涉及一种集成化铝-空气燃料电池系统及单体铝-空气燃料电池的结构及液流、气流方式。
【背景技术】
[0002]铝-空气燃料电池是一种以铝合金为负极、空气电极为正极、中性或碱性水溶液为电解液的金属燃料电池。铝-空气燃料电池运行过程中通过消耗铝合金负极和空气中的氧气对外输出电能，属于化学电源。目前，铝-空气燃料电池技术存在的问题主要有以下几方面:1)难于获得高的输出电压及输出功率；2)电池反应室内产生的沉淀物难以排出；3)电池反应室内产生的气体难以排出；4)在大电流放电时电池系统难以停堆，难以停止放电；5)大电流放电时系统升温严重；6)停止放电时电堆快速升温。
【发明内容】
[0003]为解决现有铝-空气燃料电池存在的上述问题。本发明提出了一种集成化铝-空气燃料电池系统及其液流、气流控制方法，实现了集成化铝-空气燃料电池系统高的输出电压和输出功率，实现了集成化铝-空气燃料电池系统温度恒定，也实现了电池反应室内的沉淀物和气体被及时排出，保证了集成化铝-空气燃料电池系统长时间大电流放电以及放电时的快速停堆、停止放电。
[0004]为了解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种集成化铝-空气燃料电池系统，包括由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统和由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统。
[0005]由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统由铝-空气燃料电池电堆、导电连接片、电源输出正极、电源输出负极、总进液管道、进液管道、进液分管道、进液泵、总回液管道、回液分管道、储液槽、反应室风机、反应室风道、反应室分风道、电堆风机、电堆风道、电堆风道出风口、支架、氧气转换开关、接氧气口构成。其中，铝-空气燃料电池电堆由两个以上的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池以电串联或者电并联或者部分电串联后再电并联或者部分电并联后再电串联的方式集成为一个整体。总进液管道和总回液管道分别与储液槽相连。总进液管道的另一端与进液泵的进液口相连。进液泵的出液口与进液管道相连，进液管道上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的进液分管道，进液分管道分别与单体铝-空气燃料电池进液口相连。总回液管道上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的回液分管道，回液分管道分别与单体铝-空气燃料电池出液口相连。电堆风机的出风口与电堆风道相连，电堆风道上设置有多个电堆风道出风口。电堆风道出风口位于电堆中两个相邻虹吸管结构单体铝-空气燃料电池之间。此外，电堆风道上还设置有氧气转换开关，转换开关上还设置有接氧气口。反应室风机的出风口与反应室风道相连，反应室风道上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的反应室分风道。反应室分风道分别与单体铝-空气燃料电池的排气口相连。储液槽上设置有支架。
[0006]由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统由铝-空气燃料电池电堆、导电连接片、电源输出正极、电源输出负极、总进液管道、进液泵、进液切换阀、进液管道、进液分管道、总回液管道、回液分管道、单体铝-空气燃料电池回液分管道、冲刷液进液管道、冲刷液进液分管道、冲刷液回液分管道、储液槽、反应室风机、反应室风道、反应室分风道、电堆风机、电堆风道、电堆风道出风口、支架、氧气转换开关、接氧气口构成。其中，铝-空气燃料电池电堆由两个以上的普通管结构单体铝-空气燃料电池通过普通管结构单体铝-空气燃料电池之间的电串联或者电并联或者按一定规律部分电串联后再电并联或者部分电并联后再电串联的方式集成为一个整体。总进液管道和总回液管道分别与储液槽相连。总进液管道的另一端与进液泵的进液口相连。进液泵的出液口与进液管道相连。进液管道上设置有进液切换阀。进液切换阀分别与进液管道和冲刷液进液管道相连。进液管道上还设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的进液分管道，进液分管道分别与单体铝-空气燃料电池进液口相连。冲刷液进液管道上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的冲刷液进液分管道，冲刷液进液分管道分别与单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口相连。总回液管道上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的回液分管道，回液分管道上分别设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的单体铝-空气燃料电池回液分管道和冲刷液回液分管道。单体铝-空气燃料电池回液分管道分别与单体铝-空气燃料电池出液口相连。冲刷液回液分管道分别与单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口相连。反应室风机的出风口与反应室风道相连。反应室风道上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的反应室分风道。反应室分风道分别与单体铝-空气燃料电池的排气口相连。电堆风机的出风口与电堆风道相连。电堆风道上设置有多个电堆风道出风口。电堆风道出风口位于电堆中两个相邻虹吸管结构单体铝-空气燃料电池之间。此外，电堆风道上还设置有氧气转换开关，转换开关上还设置有接氧气口。储液槽上设置有支架。
[0007]单体铝-空气燃料电池又分为虹吸管结构单体铝-空气燃料电池和普通管结构单体铝-空气燃料电池两种。
[0008]虹吸管结构单体铝-空气燃料电池由单体铝-空气燃料电池反应室外壳、铝合金电极、销合金电极集流体、销合金电极集流体连接孔、集流体连接支撑、销合金电极绝缘封装、铝合金电极导电连接、空气电极、空气电极集流体、空气电极集流体连接孔、单体铝-空气燃料电池反应室、位于单体铝-空气燃料电池反应室内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口、单体铝-空气燃料电池进液流道、虹吸管、积液槽、单体铝-空气燃料电池出液口、单体铝-空气燃料电池回液流道、气流通道、排气口构成。空气电极集流体上设置有空气电极集流体连接孔，空气电极与空气电极集流体相连并实现电导通，连接在一起的空气电极和空气电极集流体设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳一起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室，电解液和铝合金电极均设置在该腔体内。铝合金电极集流体上设置有铝合金电极集流体连接孔，铝合金电极导电连接将铝合金电极集流体和铝合金电极连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装将铝合金电极导电连接和铝合金电极集流体包裹在其中，铝合金电极绝缘封装与由空气电极和单体铝-空气燃料电池反应室外壳形成的腔体一起构成一密闭腔体。单体铝-空气燃料电池进液口、单体铝-空气燃料电池进液流道、虹吸管、积液槽、单体铝-空气燃料电池回液流道、单体铝-空气燃料电池出液口、气流通道和排气口均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳上。单体铝-空气燃料电池进液口与单体铝-空气燃料电池进液流道相连，单体铝-空气燃料电池进液流道与虹吸管相连，虹吸管与积液槽相连，积液槽与单体铝-空气燃料电池反应室相连，单体铝-空气燃料电池反应室与单体铝-空气燃料电池回液流道相连，单体铝-空气燃料电池回液流道与单体铝-空气燃料电池出液口相连，单体铝-空气燃料电池反应室与气流通道相连，气流通道与排气口相连。铝合金电极集流体连接孔用于实现铝合金电极集流体和导电连接片之间的连接，集流体连接支撑用于支撑铝合金电极集流体和导电连接片之间的连接，空气电极集流体连接孔用于实现空气电极集流体和导电连接片之间的连接。
[0009]由虹吸管结构单体铝空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，储液槽中的电解液在进液泵的作用下流入总进液管道。总进液管道中的电解液在进液泵的作用下流入进液管道，之后再流入进液分管道，最后经单体铝-空气燃料电池进液口流入单体铝-空气燃料电池进液流道，继而先后流经虹吸管、积液槽进入单体铝-空气燃料电池反应室。之后，单体铝-空气燃料电池反应室内的电解液经单体铝-空气燃料电池回液流道由单体铝空气燃料电池出液口流入回液分管道，再流入总回液管道，最后返回储液槽。实现了电解液的循环以及维持系统温度恒定。伴随着单体铝-空气燃料电池反应室内电极反应的进行，在单体铝-空气燃料电池反应室内的沉淀物也随着电解液的流动被带出单体铝-空气燃料电池反应室，最终进入储液槽。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机将空气引入电堆风道，空气再由电堆风道出风口进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率。为进一步提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，还可通过接氧气口向电堆输入氧气，此时的氧气转换开关接通接氧气口。反应室风机具有向外排风和向内鼓风双重功能。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，在反应室风机的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室内产生的气体经气流通道，由排气口进入反应室分风道，再经反应室风道由反应室风机排除到集成化铝-空气燃料电池系统之外。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵停止泵液，虹吸管内的电解液、单体铝-空气燃料电池反应室内的电解液以及积液槽内的电解液在虹吸原理作用下反向流动，经单体铝-空气燃料电池进液流道，由单体铝-空气燃料电池进液口流入进液分管道，再流入进液管道。在此虹吸作用下单体铝-空气燃料电池反应室内的电解液被排空，电解液中的沉淀物也被带出单体铝-空气燃料电池反应室。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道，再经反应室分风道由排气口进入气流通道，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室内进行干燥和降温。
[0010]普通管结构单体铝-空气燃料电池由单体铝-空气燃料电池反应室外壳、铝合金电极、销合金电极集流体、销合金电极集流体连接孔、集流体连接支撑、销合金电极绝缘封装、铝合金电极导电连接、空气电极、空气电极集流体、空气电极集流体连接孔、单体铝-空气燃料电池反应室、位于单体铝-空气燃料电池反应室内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口、单体铝-空气燃料电池进液流道、单体铝-空气燃料电池出液口、单体铝-空气燃料电池回液流道、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口、气流通道、排气口构成。普通管结构单体铝-空气燃料电池的空气电极集流体上设置有空气电极集流体连接孔，空气电极与空气电极集流体相连并实现电导通，连接在一起的空气电极和空气电极集流体设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳一起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室，电解液和铝合金电极均设置在该腔体内；铝合金电极集流体上设置有铝合金电极集流体连接孔，铝合金电极导电连接将铝合金电极集流体和铝合金电极连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装将铝合金电极导电连接和铝合金电极集流体包裹在其中，铝合金电极绝缘封装与由空气电极和单体铝-空气燃料电池反应室外壳形成的腔体一起构成一密闭腔体；单体铝-空气燃料电池进液口、单体铝-空气燃料电池进液流道、单体铝-空气燃料电池回液流道、单体铝-空气燃料电池出液口、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口、气流通道和排气口均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳上；单体铝-空气燃料电池进液口与单体铝-空气燃料电池进液流道相连，单体铝-空气燃料电池进液流道与单体铝-空气燃料电池反应室相连，单体铝-空气燃料电池反应室与单体铝-空气燃料电池回液流道相连，单体铝-空气燃料电池回液流道与单体铝-空气燃料电池出液口相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口与单体铝-空气燃料电池冲刷液流道相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道与单体铝-空气燃料电池反应室相连，此外，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道还与单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口相连，单体铝-空气燃料电池反应室与气流通道相连，气流通道与排气口相连；铝合金电极集流体连接孔用于实现铝合金电极集流体和导电连接片之间的连接，集流体连接支撑用于支撑铝合金电极集流体和导电连接片之间的连接，空气电极集流体连接孔用于实现空气电极集流体和导电连接片之间的连接。
[0011]由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，储液槽中的电解液在进液泵的作用下流入总进液管道。总进液管道中的电解液在进液泵的作用下流入进液管道，之后再进入进液分管道，再由单体铝-空气燃料电池进液口进入单体铝-空气燃料电池进液流道，最终进入单体铝-空气燃料电池反应室，此时的进液切换阀接通进液管道。之后，单体铝-空气燃料电池反应室内的电解液经单体铝-空气燃料电池回液流道，由单体铝空气燃料电池出液口流入单体铝-空气燃料电池回液分管道，之后经回液分管道再流入总回液管道，最后返回储液槽。实现了电解液的循环以及维持系统温度恒定。当单体铝-空气燃料电池反应室内积累了足够数量的沉淀物时，调节进液切换阀，使在进液管道中流动的电解液进入冲刷液进液管道，之后再进入冲刷液进液分管道，再由单体铝-空气燃料电池冲刷 液进液口进入单体铝-空气燃料电池冲刷液流道，此后电解液裹带着单体铝-空气燃料电池反应室内的沉淀物一起由单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口进入冲刷液回液分管道，之后再进入回液分管道，最终电解液与其中的沉淀物一起进入储液槽，实现移除单体铝-空气燃料电池反应室内沉淀物的目的。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机将空气引入电堆风道，之后空气再由电堆风道出风口进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，此时的氧气转换开关接通电堆风道。为进一步提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，还可通过接氧气口向电堆输入氧气，此时的氧气转换开关接通接氧气口。反应室风机具有向外排风和向内鼓风双重功能。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，在反应室风机的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室内产生的气体经气流通道，由排气口进入反应室分风道，再经反应室风道由反应室风机排除到集成化铝-空气燃料电池系统之外。由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵停止泵液，单体铝-空气燃料电池反应室内的电解液分别经单体铝-空气燃料电池回液流道和单体铝-空气燃料电池冲刷液流道，由单体铝-空气燃料电池出液口和单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口分别流入单体铝-空气燃料电池回液分管道和冲刷液回液分管道，之后再流入回液分管道，最后经由总回液管道返回储液槽。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道，再经反应室分风道由排气口进入气流通道，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室内进行降温和干燥。
[0012]支架用于支撑电堆风机、反应室风机、进液管道、冲刷液进液管道、反应室风道和电堆风道。
[0013]虹吸管结构单体铝-空气燃料电池和普通管结构单体铝-空气燃料电池中的空气电极和铝合金电极之间不相接触，其间留有空间。虹吸管结构和普通管结构单体铝空气燃料电池反应室外壳上的空气电极的数量是I个或者多个。虹吸管结构和普通管结构单体铝空气燃料电池反应室内的铝合金电极的数量是I个或者多个。
[0014]单体铝空气燃料电池出液口、单体铝-空气燃料电池进液口、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口以及排气口可以根据需要设置在单体铝-空气燃料电池反应室的不同位置。
[0015]电源输出正极、电源输出负极、总进液管道、进液管道、进液分管道、进液泵、总回液管道、回液分管道、冲刷液进液管道、冲刷液进液分管道、冲刷液回液分管道、储液槽、反应室风机、反应室风道、反应室分风道、电堆风机、电堆风道、电堆风道出风口和支架可以根据需要设置在铝-空气燃料电池电堆周围不同的位置。
[0016]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明提出的集成化铝-空气燃料电池系统和单体铝-空气燃料电池的结构及液流方式解决了目前铝-空气燃料电池存在的问题，实现了集成化铝-空气燃料电池系统高的输出电压和输出功率，实现了集成化铝-空气燃料电池系统温度恒定，也实现了电池反应室内的沉淀物和气体被及时排出，保证了集成化铝-空气燃料电池系统长时间大电流放电以及放电时的快速停堆、停止放电。
【附图说明】
[0017]图1是虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的外观立体结构示意图；
[0018]图2是图1中A-A剖面结构示意图；
[0019]图3是图2中B-B剖面结构示意图；
[0020]图4是普通管结构单体铝-空气燃料电池的立体结构示意图；
[0021]图5是图1和图4的单体铝-空气燃料电池结构中铝合金电极的立体结构示意图；
[0022]图6是图4中C-C剖面结构示意图；
[0023]图7是图6中D-D剖面结构示意图；
[0024]图8是由多个空气电极构成的虹吸管结构单体铝空气燃料电池的立体结构示意图；
[0025]图9是图8的E-E剖面结构示意图；
[0026]图10是由多个空气电极构成的普通管结构单体铝-空气燃料电池的立体结构示意图；
[0027]图11是图8和图10的单体铝空气燃料电池结构中铝合金电极的立体结构示意图；
[0028]图12是应用于图8和图10的由多个空气电极构成的单体铝-空气燃料电池结构中铝合金电极的立体结构示意图；
[0029]图13是图10的F-F剖面结构示意图；
[0030]图14是由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联构成的电堆结构示意图；
[0031]图15是由多个空气电极构成的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联构成的电堆结构示意图；
[0032]图16是电堆风道和反应室风道位于系统同一侧面的由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统的立体结构示意图；
[0033]图17是由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统正面立体结构示意图；
[0034]图18是由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统背面立体结构示意图。
[0035]图中:
[0036]1、单体铝-空气燃料电池2、铝合金电极集流体
[0037]2-1、铝合金电极集流体连接孔3、空气电极集流体
[0038]3-1、空气电极集流体连接孔4、导电连接片
[0039]5、单体铝-空气燃料电池反应室5-1、单体铝-空气燃料电池反应室外壳
[0040]6、空气电极7、单体铝-空气燃料电池进液口
[0041 ]7-1、单体铝-空气燃料电池进液流道8-单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口
[0042]8-1、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道9、单体铝-空气燃料电池出液口
[0043]9-1、单体铝-空气燃料电池回液流道10、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口
[0044]11、排气口12、铝合金电极导电连接
[0045]13、铝合金电极14、积液槽
[0046]15、虹吸管16、气流通道
[0047]17、集流体连接支撑18、铝合金电极绝缘封装
[0048]19、总进液管道19-1、进液管道
[0049]19-2、进液分管道20、总回液管道
[0050]20-1、回液分管道20-2、单体铝-空气燃料电池回液分管道
[0051]21、进液泵22、冲刷液进液管道
[0052]22-1、冲刷液进液分管道23、冲刷液回液分管道
[0053]24、进液切换阀25、储液槽
[0054]26、电堆风机27、反应室风机
[0055]28、电源输出正极29、电源输出负极
[0056]30、铝-空气燃料电池电堆31、反应室分风道
[0057]32、电堆风道出风口33、反应室风道
[0058]34、电堆风道35、支架
[0059]36、氧气转换开关37、接氧气口
【具体实施方式】
[0060]下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
[0061]本发明中由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统由铝-空气燃料电池电堆30、导电连接片4、电源输出正极28、电源输出负极29、总进液管道19、进液管道19-1、进液分管道19-2、进液泵21、总回液管道20、回液分管道20_1、储液槽25、反应室风机27、反应室风道33、反应室分风道31、电堆风机26、电堆风道34、电堆风道出风口 32、支架35、氧气转换开关36、接氧气口 37构成。其中，铝-空气燃料电池电堆30由两个或者更多的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池以电串联或者电并联或者部分电串联后再电并联或者部分电并联后再电串联的方式集成为一个整体。总进液管道19和总回液管道20分别与储液槽25相连。总进液管道19的另一端与进液泵21的进液口相连。进液泵21的出液口与进液管道19-1相连，进液管道19-1上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的进液分管道19-2，进液分管道19-2分别与单体铝-空气燃料电池进液口 7相连。总回液管道20上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的回液分管道20-1，回液分管道20-1分别与单体铝-空气燃料电池出液口 9相连。电堆风机26的出风口与电堆风道34相连，电堆风道34上设置有多个电堆风道出风口 32。电堆风道出风口 32位于电堆中两个相邻虹吸管结构单体铝-空气燃料电池之间。此外，电堆风道34上还设置有氧气转换开关36，转换开关上还设置有接氧气口 37。反应室风机27的出风口与反应室风道33相连，反应室风道33上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的反应室分风道31。反应室分风道31分别与单体铝-空气燃料电池的排气口 11相连。储液槽25上设置有支架35。
[0062]本发明中由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统由铝-空气燃料电池电堆30、导电连接片4、电源输出正极28、电源输出负极29、总进液管道19、进液泵21、进液切换阀24、进液管道19-1、进液分管道19_2、总回液管道20、回液分管道20-1、单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2、冲刷液进液管道22、冲刷液进液分管道22-1、冲刷液回液分管道23、储液槽25、反应室风机27、反应室风道33、反应室分风道31、电堆风机26、电堆风道34、电堆风道出风口 32、支架35、氧气转换开关36、接氧气口 37构成。其中，铝-空气燃料电池电堆30由两个或者更多的普通管结构单体铝-空气燃料电池I通过普通管结构单体铝-空气燃料电池I之间的电串联或者电并联或者按一定规律部分电串联后再电并联或者部分电并联后再电串联的方式集成为一个整体。总进液管道19和总回液管道20分别与储液槽25相连。总进液管道19的另一端与进液泵21的进液口相连。进液泵21的出液口与进液管道19-1相连。进液管道19-1上设置有进液切换阀24。进液切换阀24分别与进液管道19-1和冲刷液进液管道22相连。进液管道19-1上还设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的进液分管道19-2，进液分管道19-2分别与单体铝-空气燃料电池进液口 7相连。冲刷液进液管道22上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的冲刷液进液分管道22-1，冲刷液进液分管道22-1分别与单体铝-空气燃料电池I冲刷液进液口 8相连。总回液管道20上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的回液分管道20-1，回液分管道20-1上分别设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2和冲刷液回液分管道23。单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2分别与单体铝-空气燃料电池出液口 9相连。冲刷液回液分管道23分别与单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10相连。反应室风机27的出风口与反应室风道33相连。反应室风道33上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的反应室分风道31。反应室分风道31分别与单体铝-空气燃料电池的排气口11相连。电堆风机26的出风口与电堆风道34相连。电堆风道34上设置有多个电堆风道出风口 32。电堆风道出风口 32位于电堆中两个相邻普通管结构单体铝-空气燃料电池之间。此外，电堆风道34上还设置有氧气转换开关36，转换开关上还设置有接氧气口 37。储液槽25上设置有支架35。
[0063]单体铝-空气燃料电池又分为虹吸管结构单体铝-空气燃料电池和普通管结构单体铝-空气燃料电池两种。
[0064]虹吸管结构单体铝-空气燃料电池由单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1、铝合金电极13、铝合金电极集流体2、铝合金电极集流体连接孔2-1、集流体连接支撑17、铝合金电极绝缘封装18、铝合金电极导电连接12、空气电极6、空气电极集流体3、空气电极集流体连接孔3-1、单体铝-空气燃料电池反应室5、位于单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、虹吸管15、积液槽14、单体铝-空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、气流通道16、排气口 11构成。
[0065]虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的空气电极集流体3上设置有空气电极集流体连接孔3-1，空气电极6与空气电极集流体3相连并实现电导通，连接在一起的空气电极6和空气电极集流体3设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1 —起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室5，电解液和铝合金电极1 3均设置在该腔体内；铝合金电极集流体2上设置有铝合金电极集流体连接孔2-1，铝合金电极导电连接12将铝合金电极集流体2和铝合金电极13连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装18将铝合金电极导电连接12和铝合金电极集流体2包裹在其中，铝合金电极绝缘封装18与由空气电极6和单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1形成的腔体一起构成一密闭腔体；单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、虹吸管15、积液槽14、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、单体铝-空气燃料电池出液口 9、气流通道16和排气口 11均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上；单体铝-空气燃料电池进液口 7与单体铝-空气燃料电池进液流道7-1相连，单体铝-空气燃料电池进液流道7-1与虹吸管15相连，虹吸管15与积液槽14相连，积液槽14与单体铝-空气燃料电池反应室5相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与单体铝-空气燃料电池回液流道9-1相连，单体铝-空气燃料电池回液流道9-1与单体铝-空气燃料电池出液口 9相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与气流通道16相连，气流通道16与排气口 11相连；铝合金电极集流体连接孔2-1用于实现铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，集流体连接支撑17用于支撑铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，空气电极集流体连接孔3-1用于实现空气电极集流体3和导电连接片4之间的连接。
[0066]由虹吸管结构单体铝空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，见图1、图2、图3、图8、图9和图16，储液槽25中的电解液在进液泵21的作用下流入总进液管道19。总进液管道19中的电解液在进液泵21的作用下流入进液管道19-1，之后再流入进液分管道19-2，最后经单体铝-空气燃料电池进液口 7进入单体铝-空气燃料电池进液流道7-1，继而先后流经虹吸管15、积液槽14进入单体铝-空气燃料电池反应室5。之后，单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液经单体铝-空气燃料电池出液流道9-1由单体铝空气燃料电池出液口 9流入回液分管道20-1，再流入总回液管道20，最后返回储液槽25，实现了电解液的循环以及系统温度恒定。伴随着单体铝-空气燃料电池反应室5内电极反应的进行，在单体铝-空气燃料电池反应室5内产生的沉淀物也随着电解液的流动被带出单体铝-空气燃料电池反应室5，最终进入储液槽25。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机26将空气引入电堆风道34，此时的氧气转换开关36接通电堆风道34，之后空气再由电堆风道出风口 32进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出电压和功率。为进一步提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出电压和功率，还可通过接氧气口 37向电堆输入氧气，此时的氧气转换开关36接通接氧气口 37。反应室风机27具有向外排风和向内鼓风双重功能。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，如图16，在反应室风机27的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室5内的气体经气流通道16，由排气口 11进入反应室分风道31，再经反应室风道33由反应室风机排除到集成化铝-空气燃料电池系统之外。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵21停止泵液，虹吸管15内的电解液、单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液以及积液槽14内的电解液在虹吸原理作用下反向流动，经单体铝-空气燃料电池进液流道7-1，由单体铝-空气燃料电池进液口 7流入进液分管道19-2，再流入进液管道19-1。在此虹吸作用下单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液被排空，电解液中的沉淀物也被带出单体铝-空气燃料电池反应室5。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机27的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道33，再经反应室分风道31由排气口 11进入气流通道16，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室5内，实现单体铝-空气燃料电池反应室5内的降温和干燥。
[0067]普通管结构单体铝-空气燃料电池由单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1、铝合金电极13、铝合金电极集流体2、铝合金电极集流体连接孔2-1、集流体连接支撑17、铝合金电极绝缘封装18、铝合金电极导电连接12、空气电极6、空气电极集流体3、空气电极集流体连接孔3-1、单体铝-空气燃料电池反应室5、位于单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、单体铝-空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10、气流通道16、排气口 11构成。
[0068]普通管结构单体铝-空气燃料电池的空气电极集流体3上设置有空气电极集流体连接孔3-1，空气电极6与空气电极集流体3相连并实现电导通，连接在一起的空气电极6和空气电极集流体3设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1 —起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室5，电解液和铝合金电极13均设置在该腔体内；铝合金电极集流体2上设置有铝合金电极集流体连接孔2-1，铝合金电极导电连接12将铝合金电极集流体2和铝合金电极13连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装18将铝合金电极导电连接12和铝合金电极集流体2包裹在其中，铝合金电极绝缘封装18与由空气电极6和单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1形成的腔体一起构成一密闭腔体；单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、单体铝-空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10、气流通道16和排气口 11均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上；单体铝-空气燃料电池进液口 7与单体铝-空气燃料电池进液流道7-1相连，单体铝-空气燃料电池进液流道7-1与单体铝-空气燃料电池反应室5相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与单体铝-空气燃料电池回液流道9-1相连，单体铝-空气燃料电池回液流道9-1与单体铝-空气燃料电池出液口 9相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8与单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1与单体铝-空气燃料电池反应室5相连，此外，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1还与单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与气流通道16相连，气流通道16与排气口 11相连；铝合金电极集流体连接孔2-1用于实现铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，集流体连接支撑17用于支撑铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，空气电极集流体连接孔3-1用于实现空气电极集流体3和导电连接片4之间的连接。
[0069]由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，见图4、图6、图7、图10、图13、图17和图18，储液槽25中的电解液在进液泵21的作用下流入总进液管道19。总进液管道19中的电解液在进液泵21的作用下流入进液管道
19-1，之后再流入进液分管道19-2，再由单体铝-空气燃料电池进液口7流入单体铝-空气燃料电池进液流道7-1，最终流入单体铝-空气燃料电池反应室5，此时进液切换阀24接通进液管道19-1。之后，单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液经单体铝-空气燃料电池回液流道9-1，由单体铝空气燃料电池出液口 9流入单体铝-空气燃料电池回液分管道
20-2，之后经回液分管道20-1再流入总回液管道20，最后返回储液槽25。当单体铝-空气燃料电池反应室5内积累了足够数量的沉淀物时，调节进液切换阀24，使电解液进入冲刷液进液管道22，之后再进入冲刷液进液分管道22-1，再由单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8进入单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1，此后电解液裹带着单体铝-空气燃料电池反应室5内的沉淀物一起由单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10进入冲刷液回液分管道23，之后再进入回液分管道20-1，最终电解液与其中的沉淀物一起进入储液槽25，实现移除单体铝-空气燃料电池反应室5内沉淀物的目的。由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机26将空气引入电堆风道34，之后空气再由电堆风道出风口 32进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，此时的氧气转换开关36接通电堆风道34。为进一步提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，还可通过接氧气口 37向电堆输入氧气，此时的氧气转换开关36接通接氧气口 37。反应室风机27具有向外排风和向内鼓风双重功能。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，见图17，在反应室风机27的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室5内产生的气体经气流通道16，由排气口 11进入反应室分风道31，再经反应室风道33由反应室风机27排除到集成化铝-空气燃料电池系统之外。由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵21停止泵液，单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液分别经单体铝-空气燃料电池回液流道9-1和单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1，由单体铝-空气燃料电池出液口 9和单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10分别流入单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2和冲刷液回液分管道23，之后再流入回液分管道20-1，最后经由总回液管道20返回储液槽25。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机27的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道33，再经反应室分风道31由排气口 11进入气流通道16，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室5内，实现单体铝-空气燃料电池反应室5内的降温和干燥。
[0070]支架35用于支撑电堆风机26、反应室风机27、进液管道19-1、冲刷液进液管道、反应室风道33和电堆风道34。
[0071]虹吸管结构单体铝-空气燃料电池和普通管结构单体铝-空气燃料电池中的空气电极6和铝合金电极13之间不相接触，其间留有空间。虹吸管结构和普通管结构单体铝空气燃料电池反应室外壳5-1上的空气电极6的数量可以是I个或者多个。虹吸管结构和普通管结构单体铝空气燃料电池反应室5内的铝合金电极13的数量可以是I个或者多个。
[0072]单体铝空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10以及排气口 11可以根据需要设置在单体铝-空气燃料电池反应室5的不同位置。
[0073]电源输出正极28、电源输出负极29、总进液管道19、进液管道19_1、进液分管道19-2、进液泵21、总回液管道20、回液分管道20-1、冲刷液进液管道22、冲刷液进液分管道22-1、冲刷液回液分管道23、储液槽25、反应室风机27、反应室风道33、反应室分风道31、电堆风机26、电堆风道34、电堆风道出风口 32和支架35可以根据需要设置在铝_空气燃料电池电堆30周围不同的位置。
[0074]实施例一:虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的结构
[0075]虹吸管结构单体铝-空气燃料电池，见图1、图2、图3、图8和图9，由单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1、铝合金电极13、铝合金电极集流体2、铝合金电极集流体连接孔2-1、集流体连接支撑17、铝合金电极绝缘封装18、铝合金电极导电连接12、空气电极6、空气电极集流体3、空气电极集流体连接孔3-1、单体铝-空气燃料电池反应室5、位于单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、虹吸管15、积液槽14、单体铝-空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、气流通道16、排气口 11构成。虹吸管结构单体铝-空气燃料电池中的空气电极数量可以是一个，见图1，或者多个，见图8，与之对应的铝合金电极的数量可以是I个，见图5和图12，或者多个，见图11。
[0076]虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的空气电极集流体3上设置有空气电极集流体连接孔3-1，空气电极6与空气电极集流体3相连并实现电导通，连接在一起的空气电极6和空气电极集流体3设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1 —起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室5，电解液和铝合金电极13均设置在该腔体内；铝合金电极集流体2上设置有铝合金电极集流体连接孔2-1，铝合金电极导电连接12将铝合金电极集流体2和铝合金电极13连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装18将 铝合金电极导电连接12和铝合金电极集流体2包裹在其中，铝合金电极绝缘封装18与由空气电极6和单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1形成的腔体一起构成一密闭腔体；单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、虹吸管15、积液槽14、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、单体铝-空气燃料电池出液口 9、气流通道16和排气口 11均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上；单体铝-空气燃料电池进液口 7与单体铝-空气燃料电池进液流道7-1相连，单体铝-空气燃料电池进液流道7-1与虹吸管15相连，虹吸管15与积液槽14相连，积液槽14与单体铝-空气燃料电池反应室5相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与单体铝-空气燃料电池回液流道9-1相连，单体铝-空气燃料电池回液流道9-1与单体铝-空气燃料电池出液口 9相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与气流通道16相连，气流通道16与排气口 11相连；铝合金电极集流体连接孔2-1用于实现铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，集流体连接支撑17用于支撑铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，空气电极集流体连接孔3-1用于实现空气电极集流体3和导电连接片4之间的连接。
[0077]根据需要，本实施例中的铝合金电极集流体2、空气电极集流体3、单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池出液口 9、排气口 11、铝合金电极导电连接12、空气电极6和铝合金电极13可以设置在虹吸管结构单体铝-空气电池反应室5的不同位置。
[0078]实施例二:普通管结构单体铝-空气燃料电池的结构
[0079]普通管结构单体铝-空气燃料电池，见图4、图6、图7、图10和图13，由单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1、铝合金电极13、铝合金电极集流体2、铝合金电极集流体连接孔2-1、集流体连接支撑17、铝合金电极绝缘封装18、铝合金电极导电连接12、空气电极6、空气电极集流体3、空气电极集流体连接孔3-1、单体铝-空气燃料电池反应室5、位于单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、单体铝-空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10、气流通道16、排气口 11构成。普通管结构单体铝-空气燃料电池中的空气电极数量可以是一个，见图4，或者多个，见图10，与之对应的铝合金电极的数量可以是I个，见图5和图12，或者多个，见图11。
[0080]普通管结构单体铝-空气燃料电池的空气电极集流体3上设置有空气电极集流体连接孔3-1，空气电极6与空气电极集流体3相连并实现电导通，连接在一起的空气电极6和空气电极集流体3设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1 —起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室5，电解液和铝合金电极13均设置在该腔体内；铝合金电极集流体2上设置有铝合金电极集流体连接孔2-1，铝合金电极导电连接12将铝合金电极集流体2和铝合金电极13连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装18将铝合金电极导电连接12和铝合金电极集流体2包裹在其中，铝合金电极绝缘封装18与由空气电极6和单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1形成的腔体一起构成一密闭腔体；单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、单体铝-空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10、气流通道16和排气口 11均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上；单体铝-空气燃料电池进液口 7与单体铝-空气燃料电池进液流道7-1相连，单体铝-空气燃料电池进液流道7-1与单体铝-空气燃料电池反应室5相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与单体铝-空气燃料电池回液流道9-1相连，单体铝-空气燃料电池回液流道9-1与单体铝-空气燃料电池出液口 9相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8与单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1与单体铝-空气燃料电池反应室5相连，此外，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1还与单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与气流通道16相连，气流通道16与排气口 11相连；铝合金电极集流体连接孔2-1用于实现铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，集流体连接支撑17用于支撑铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，空气电极集流体连接孔3-1用于实现空气电极集流体3和导电连接片4之间的连接。
[0081]根据需要，本实施例中的铝合金电极13、铝合金电极集流体2、空气电极6、空气电极集流体3、单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10和排气口 11可以设置在普通管结构单体铝-空气电池反应室5的不同位置。
[0082]实施例三:由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联组成电堆的结构
[0083]将二个或更多的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联可以组成电堆以获得高的输出电压和输出功率。采用导电连接片4，分别将电堆中相邻虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的铝合金电极集流体2和空气电极集流体3通过铝合金电极集流体连接孔2-1和空气电极集流体连接孔3-1连接到一起，组成虹吸管结构单体铝-空气燃料电池电串联电堆，见图14和图15。
[0084]本实施例中，也可采用导电连接片4，通过铝合金电极集流体连接孔2-1和空气电极集流体连接孔3-1，分别将电堆中相邻虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的铝合金电极集流体2与铝合金电极集流体2相连接、空气电极集流体3和空气电极集流体3相连接到一起，组成虹吸管结构单体铝-空气燃料电池电并联电堆。
[0085]采用上述相同的连接方法，将其中的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池换成普通管结构单体铝-空气燃料电池，可以组成普通管结构单体铝-空气燃料电池电串联电堆或者电并联电堆。
[0086]此外，根据需要，还可将上述一定数量的电串联电堆之间再电并联构成更大的电堆，也可将上述一定数量的电并联电堆之间再电串联组成更大的电堆。所述连接方式不仅适用于虹吸管结构单体铝-空气燃料电池，也适用于普通管结构单体铝-空气燃料电池。
[0087]实施例四:由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联电堆构成集成化铝-空气燃料电池系统的结构及其液流、气流方式
[0088]由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联电堆构成的集成化铝-空气燃料电池系统，见图16，由铝-空气燃料电池电堆30、导电连接片4、电源输出正极28、电源输出负极29、总进液管道19、进液管道19-1、进液分管道19-2、进液泵21、总回液管道20、回液分管道20-1、储液槽25、反应室风机27、反应室风道33、反应室分风道31、电堆风机26、电堆风道34、电堆风道出风口 32、氧气转换开关36、接氧气口 37、支架35构成。其中，铝-空气燃料电池电堆30由两个或者更多的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池以电串联方式集成为一个整体。总进液管道19和总回液管道20分别与储液槽25相连。总进液管道19的另一端与进液泵21的进液口相连。进液泵21的出液口与进液管道19-1相连，进液管道19-1上设置有与电堆中虹吸管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的进液分管道19-2，进液分管道19-2分别与对应虹吸管结构单体铝-空气燃料电池进液口 7相连。总回液管道20上设置有与电堆中虹吸管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的回液分管道20-1，回液分管道20-1分别与对应虹吸管结构单体铝-空气燃料电池出液口 9相连。电堆风机26的出风口与电堆风道34相连，电堆风道34上设置有多个电堆风道出风口 32。电堆风道出风口 32位于铝-空气燃料电池电堆30中两个相邻虹吸管结构单体铝-空气燃料电池之间。此外，电堆风道34上还设置有氧气转换开关36，转换开关上还设置有接氧气口 37。反应室风机27的出风口与反应室风道33相连，反应室风道33上设置有与电堆中虹吸管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的反应室分风道31。反应室分风道31分别与对应虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的排气口 11相连。储液槽25上设置有支架35。
[0089]由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，见图1、图2、图3、图8和图16，储液槽25中的电解液在进液泵21的作用下流入总进液管道19。总进液管道19中的电解液在进液泵21的作用下流入进液管道19-1，之后再流入进液分管道19-2，最后经单体铝-空气燃料电池进液口 7流入单体铝-空气燃料电池进液流道7-1，继而先后流经虹吸管15、积液槽14之后流入单体铝-空气燃料电池反应室5。单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液经单体铝-空气燃料电池回液流道9-1由单体铝空气燃料电池出液口 9流入回液分管道20-1，再流入总回液管道20，最后返回储液槽25，实现电解液循环以及系统温度恒定。伴随着虹吸管结构单体铝-空气燃料电池反应室5内电极反应的进行，在单体铝-空气燃料电池反应室5内产生的沉淀物也随着电解液的流动被带出单体铝-空气燃料电池反应室5，最终进入储液槽25。虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机26将空气引入电堆风道34，之后空气再由电堆风道出风口 32进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，此时氧气转换开关36接通电堆风道34。为进一步提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，还可通过接氧气口 37向电堆输入氧气，此时的氧气转换开关36接通接氧气口 37。反应室风机27具有向外排风和向内鼓风双重功能。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，见图16，在反应室风机27的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室5内产生的气体经气流通道16，由排气口 11进入反应室分风道31，再经反应室风道33由反应室风机排除到集成化铝-空气燃料电池系统之外。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵21停止泵液，虹吸管15内的电解液、单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液以及积液槽14内的电解液在虹吸原理作用下反向流动，经单体铝-空气燃料电池进液流道7-1，由单体铝-空气燃料电池进液口 7流入进液分管道19-2，再流入进液管道19-1。在此虹吸作用下单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液被排空，电解液中的沉淀物也被带出单体铝-空气燃料电池反应室5。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机27的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道33，再经反应室分风道31由排气口 11进入气流通道16，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室5内，实现单体铝-空气燃料电池反应室5内的降温和干燥。
[0090]根据需要，也可将本实施例中的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池电串联电堆换成电并联电堆，或者换成由一定数量的电串联电堆之间再电并联构成的更大的电堆，或者换成由一定数量的电并联电堆之间再电串联构成的更大的电堆。
[0091]根据需要，本实施例中的电源输出正极28、电源输出负极29、总进液管道19、进液管道19-1、进液分管道19-2、进液泵21、总回液管道20、回液分管道20_1、储液槽25、反应室风机27、反应室风道33、反应室分风道31、电堆风机26、电堆风道34、电堆风道出风口 32和支架35可以设置在虹吸管结构铝-空气燃料电池电堆30周围不同的位置。
[0092]实施例五:由普通管结构单体铝-空气燃料电池间电串联电堆构成集成化铝-空气燃料电池系统的结构及其液流、气流方式
[0093]由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统，见图17和图18，由铝-空气燃料电池电堆30、导电连接片4、电源输出正极28、电源输出负极29、总进液管道19、进液泵21、进液切换阀24、进液管道19-1、进液分管道19_2、总回液管道20、回液分管道20-1、单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2、冲刷液进液管道22、冲刷液进液分管道22-1、冲刷液回液分管道23、储液槽25、反应室风机27、反应室风道33、反应室分风道31、电堆风机26、电堆风道34、电堆风道出风口 32、支架35、氧气转换开关36、接氧气口 37构成。其中，铝-空气燃料电池电堆30由两个或者更多的普通管结构单体铝-空气燃料电池I通过普通管结构单体铝-空气燃料电池I之间的电串联集成为 一个整体。总进液管道19和总回液管道20分别与储液槽25相连。总进液管道19的另一端与进液泵21的进液口相连。进液泵21的出液口与进液管道19-1相连。进液管道19-1上设置有进液切换阀24。进液切换阀24分别与进液管道19-1和冲刷液进液管道22相连。进液管道19_1上还设置有与电堆中普通管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的进液分管道19-2，进液分管道19-2分别与单体铝-空气燃料电池进液口 7相连。冲刷液进液管道22上设置有与电堆中普通管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的冲刷液进液分管道22-1，冲刷液进液分管道22-1分别与单体铝-空气燃料电池I冲刷液进液口 8相连。总回液管道20上设置有与电堆中普通管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的回液分管道20-1，回液分管道20-1上分别设置有与电堆中普通管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2和冲刷液回液分管道23。单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2分别与对应单体铝-空气燃料电池出液口 9相连。冲刷液回液分管道23分别与对应单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10相连。反应室风机27的出风口与反应室风道33相连。反应室风道33上设置有与电堆中普通管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的反应室分风道31。反应室分风道31分别与对应普通管结构单体铝-空气燃料电池的排气口 11相连。电堆风机26的出风口与电堆风道34相连。电堆风道34上设置有多个电堆风道出风口 32。电堆风道出风口 32位于铝-空气燃料电池电堆30中两个相邻普通管结构单体铝-空气燃料电池之间。此外，电堆风道34上还设置有氧气转换开关36，转换开关上还设置有接氧气口 37。储液槽25上设置有支架35
[0094]由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，见图4、图6、图7、图10、图17和图18，储液槽25中的电解液在进液泵21的作用下流入总进液管道19。总进液管道19中的电解液在进液泵21的作用下流入进液管道19-1之后再流入进液分管道19-2，再由单体铝-空气燃料电池进液口 7流入单体铝-空气燃料电池进液流道7-1，最终流入单体铝-空气燃料电池反应室5，此时进液切换阀24接通进液管道19-1。之后，单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液经单体铝-空气燃料电池回液流道9-1，由单体铝空气燃料电池出液口 9流入单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2，之后经回液分管道20-1再流入总回液管道20，最后返回储液槽25。当单体铝-空气燃料电池反应室5内积累了足够数量的沉淀物时，调节进液切换阀24接通冲刷液进液管道22，使电解液流入冲刷液进液管道22，之后再进入冲刷液进液分管道22-1，再由单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8进入单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1，此后电解液裹带着单体铝-空气燃料电池反应室5内的沉淀物一起由单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10流入冲刷液回液分管道23，之后再流入回液分管道20-1，最终电解液与其中的沉淀物一起进入储液槽25，实现移除单体铝-空气燃料电池反应室5内沉淀物的目的。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机26将空气引入电堆风道34，之后空气再由电堆风道出风口 32进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，此时氧气转换开关接通电堆风道34。为进一步提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，还可通过接氧气口 37向电堆输入氧气，此时的氧气转换开关36接通接氧气口 37。反应室风机27具有向外排风和向内鼓风双重功能。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，在反应室风机27的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室5内产生的气体经气流通道16，由排气口 11进入反应室分风道31，再经反应室风道33由反应室风机27排除到由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统之外。由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵21停止泵液，单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液分别经单体铝-空气燃料电池回液流道9-1和单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1，由单体铝-空气燃料电池出液口 9和单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10分别流入单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2和冲刷液回液分管道23，之后再流入回液分管道20-1，最后经由总回液管道20返回储液槽25。由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机27的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道33，再经反应室分风道31由排气口 11进入气流通道16，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室5内，实现单体铝-空气燃料电池反应室5内的降温和干燥。
[0095]根据需要，也可将本实施例中的普通管结构单体铝-空气燃料电池电串联电堆换成电并联电堆，或者换成由一定数量的电串联电堆之间再电并联构成的更大的电堆，或者换成由一定数量的电并联电堆之间再电串联构成的更大的电堆。
[0096]根据需要，本实施例中的电源输出正极28、电源输出负极29、总进液管道19、进液泵21、进液管道19-1、进液分管道19-2、总回液管道20、回液分管道20_1、单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2、冲刷液进液管道22、冲刷液进液分管道22-1、冲刷液回液分管道23、储液槽25、反应室风机27、反应室风道33、反应室分风道31、电堆风机26、电堆风道34、电堆风道出风口 32、支架35可以设置在普通管结构铝-空气燃料电池电堆30周围不同的位置。
[0097]尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1.一种集成化铝-空气燃料电池系统，包括由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统和由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统； 由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统由铝-空气燃料电池电堆(30)、导电连接片(4)、电源输出正极(28)、电源输出负极(29)、总进液管道(19)、进液管道(19-1)、进液分管道(19-2)、进液泵(21)、总回液管道(20)、回液分管道(20-1)、储液槽(25)、反应室风机(27)、反应室风道(33)、反应室分风道(31)、电堆风机(26)、电堆风道(34)、电堆风道出风口(32)、支架(35)、氧气转换开关(36)、接氧气口(37)构成；铝-空气燃料电池电堆(30)由两个或者更多的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池以电串联或者电并联或者部分电串联后再电并联或者部分电并联后再电串联的方式集成为一个整体；总进液管道(19)和总回液管道(20)分别与储液槽(25)相连，总进液管道(19)的另一端与进液泵(21)的进液口相连，进液泵(21)的出液口与进液管道(19-1)相连，进液管道(19-1)上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池⑴数量相同的进液分管道(19-2)，进液分管道(19-2)分别与单体铝-空气燃料电池进液口(7)相连；总回液管道(20)上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池(I)数量相同的回液分管道(20-1)，回液分管道(20-1)分别与单体铝-空气燃料电池出液口(9)相连；电堆风机(26)的出风口与电堆风道(34)相连，电堆风道(34)上设置有多个电堆风道出风口(32)，电堆风道出风口(32)位于电堆中两个相邻虹吸管结构单体铝-空气燃料电池之间，此外，电堆风道(34)上还设置有氧气转换开关(36)，转换开关与接氧气口(37)相连；反应室风机(27)的出风口与反应室风道(33)相连，反应室风道(33)上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池(I)数量相同的反应室分风道(31)，反应室分风道(31)分别与单体铝-空气燃料电池的排气口(11)相连；储液槽(25)上设置有支架(35)； 由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统由铝-空气燃料电池电堆(30)、导电连接片(4)、电源输出正极(28)、电源输出负极(29)、总进液管道(19)、进液泵(21)、进液切换阀(24)、进液管道(19-1)、进液分管道(19_2)、总回液管道(20)、回液分管道(20-1)、单体铝-空气燃料电池回液分管道(20-2)、冲刷液进液管道(22)、冲刷液进液分管道(22-1)、冲刷液回液分管道(23)、储液槽(25)、反应室风机(27)、反应室风道(33)、反应室分风道(31)、电堆风机(26)、电堆风道(34)、电堆风道出风口(32)、支架(35)、氧气转换开关(36)、接氧气口(37)构成；其中，铝-空气燃料电池电堆(30)由两个或者更多的普通管结构单体铝-空气燃料电池(I)通过普通管结构单体铝-空气燃料电池(I)之间的电串联或者电并联或者按一定规律部分电串联后再电并联或者部分电并联后再电串联的方式集成为一个整体；总进液管道(19)和总回液管道(20)分别与储液槽(25)相连，总进液管道(19)的另一端与进液泵(21)的进液口相连，进液泵(21)的出液口与进液管道(19-1)相连，进液管道(19-1)上设置有进液切换阀(24)，进液切换阀(24)分别与进液管道(19-1)和冲刷液进液管道(22)相连，进液管道(19-1)上还设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池(I)数量相同的进液分管道(19-2)，进液分管道(19-2)分别与单体铝-空气燃料电池进液口(7)相连；冲刷液进液管道(22)上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池(I)数量相同的冲刷液进液分管道(22-1)，冲刷液进液分管道(22-1)分别与单体铝-空气燃料电池(I)冲刷液进液口(8)相连；总回液管道(20)上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池(I)数量相同的回液分管道(20-1)，回液分管道(20-1)上分别设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池(I)数量相同的单体铝-空气燃料电池回液分管道(20-2)和冲刷液回液分管道(23)，单体铝-空气燃料电池回液分管道(20-2)分别与单体铝-空气燃料电池出液口(9)相连，冲刷液回液分管道(23)分别与单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口(10)相连；反应室风机(27)的出风口与反应室风道(33)相连，反应室风道(33)上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池(I)数量相同的反应室分风道(31)，反应室分风道(31)分别与单体铝-空气燃料电池的排气口(11)相连；电堆风机(26)的出风口与电堆风道(34)相连，电堆风道(34)上设置有多个电堆风道出风口(32)，电堆风道出风口(32)位于电堆中两个相邻普通管结构单体铝-空气燃料电池之间，此外，电堆风道(34)上还设置有氧气转换开关(36)，转换开关上还设置有接氧气口(37);储液槽(25)上设置有支架(35) ?2.根据权利要求1所述集成化铝-空气燃料电池系统，其中，所述支架(35)用于支撑电堆风机(26)、反应室风机(27)、进液管道(19-1)、冲刷液进液管道(22)、反应室风道(33)和电堆风道(34)。3.根据权利要求1所述集成化铝-空气燃料电池系统，其中，所述单体铝-空气燃料电池是虹吸管结构单体铝-空气燃料电池，所述虹吸管结构单体铝-空气燃料电池包括单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)、铝合金电极(13)、铝合金电极集流体(2)、铝合金电极集流体连接孔(2-1)、集流体连接支撑(17)、铝合金电极绝缘封装(18)、铝合金电极导电连接(12)、空气电极(6)、空气电极集流体(3)、空气电极集流体连接孔(3-1)、单体铝-空气燃料电池反应室(5)、位于单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口(7)、单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)、虹吸管(15)、积液槽(14)、单体铝-空气燃料电池出液口(9)、单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)、气流通道(16)和排气口(11); 虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的空气电极集流体(3)上设置有空气电极集流体连接孔(3-1)，空气电极(6)与空气电极集流体(3)相连并实现电导通，连接在一起的空气电极(6)和空气电极集流体(3)设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1) —起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室(5)，电解液和铝合金电极(13)均设置在该腔体内；铝合金电极集流体(2)上设置有铝合金电极集流体连接孔(2-1)，铝合金电极导电连接(12)将铝合金电极集流体(2)和铝合金电极(13)连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装(18)将铝合金电极导电连接(12)和铝合金电极集流体(2)包裹在其中，铝 合金电极绝缘封装(18)与由空气电极(6)和单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)形成的腔体一起构成一密闭腔体；单体铝-空气燃料电池进液口(7)、单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)、虹吸管(15)、积液槽(14)、单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)、单体铝-空气燃料电池出液口(9)、气流通道(16)和排气口(11)均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)上；单体铝-空气燃料电池进液口(7)与单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)相连，单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)与虹吸管(15)相连，虹吸管(15)与积液槽(14)相连，积液槽(14)与单体铝-空气燃料电池反应室(5)相连，单体铝-空气燃料电池反应室(5)与单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)相连，单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)与单体铝-空气燃料电池出液口(9)相连，单体铝-空气燃料电池反应室(5)与气流通道(16)相连，气流通道(16)与排气口(11)相连；铝合金电极集流体连接孔(2-1)用于实现铝合金电极集流体(2)和导电连接片(4)之间的连接，集流体连接支撑(17)用于支撑铝合金电极集流体(2)和导电连接片(4)之间的连接，空气电极集流体连接孔(3-1)用于实现空气电极集流体(3)和导电连接片(4)之间的连接。4.根据权利要求1所述集成化铝-空气燃料电池系统，其中，所述单体铝-空气燃料电池是普通管结构单体铝-空气燃料电池；所述普通管结构单体铝-空气燃料电池包括单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)、铝合金电极(13)、铝合金电极集流体(2)、铝合金电极集流体连接孔(2-1)、集流体连接支撑(17)、铝合金电极绝缘封装(18)、铝合金电极导电连接(12)、空气电极(6)、空气电极集流体(3)、空气电极集流体连接孔(3-1)、单体铝-空气燃料电池反应室(5)、位于单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口(7)、单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)、单体铝-空气燃料电池出液口(9)、单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口(8)、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道(8-1)、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口(10)、气流通道(16)和排气口 (11)； 普通管结构单体铝-空气燃料电池的空气电极集流体(3)上设置有空气电极集流体连接孔(3-1)，空气电极(6)与空气电极集流体(3)相连并实现电导通，连接在一起的空气电极(6)和空气电极集流体(3)设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1) —起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室(5)，电解液和铝合金电极(13)均设置在该腔体内；铝合金电极集流体(2)上设置有铝合金电极集流体连接孔(2-1)，铝合金电极导电连接(12)将铝合金电极集流体(2)和铝合金电极(13)连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装(18)将铝合金电极导电连接(12)和铝合金电极集流体(2)包裹在其中，铝合金电极绝缘封装(18)与由空气电极(6)和单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)形成的腔体一起构成一密闭腔体；单体铝-空气燃料电池进液口(7)、单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)、单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)、单体铝-空气燃料电池出液口(9)、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口(8)、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道(8-1)、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口(10)、气流通道(16)和排气口(11)均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)上；单体铝-空气燃料电池进液口(7)与单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)相连，单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)与单体铝-空气燃料电池反应室(5)相连，单体铝-空气燃料电池反应室(5)与单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)相连，单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)与单体铝-空气燃料电池出液口(9)相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口(8)与单体铝-空气燃料电池冲刷液流道(8-1)相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道(8-1)与单体铝-空气燃料电池反应室(5)相连，此外，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道(8-1)还与单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口(10)相连，单体铝-空气燃料电池反应室(5)与气流通道(16)相连，气流通道(16)与排气口(11)相连；铝合金电极集流体连接孔(2-1)用于实现铝合金电极集流体(2)和导电连接片(4)之间的连接，集流体连接支撑(17)用于支撑铝合金电极集流体⑵和导电连接片⑷之间的连接，空气电极集流体连接孔(3-1)用于实现空气电极集流体⑶和导电连接片⑷之间的连接。5.根据权利要求3或4所述集成化铝-空气燃料电池系统，其中，所述空气电极(6)和铝合金电极(13)之间不相接触，其间留有空间；电池反应室外壳(5-1)上的空气电极的数量是I个以上；电池反应室(5)内的铝合金电极的数量是I个以上。6.根据权利要求3或4所述集成化铝-空气燃料电池系统，其中，所述出液口(9)、进液口(7)、冲刷液进液口(8)、冲刷液出液口(10)以及排气口(11)可以根据需要设置在单体铝-空气燃料电池反应室(5)的不同位置。7.根据权利要求3或4所述集成化铝-空气燃料电池系统，其中，所述电源输出正极(28)、电源输出负极(29)、总进液管道(19)、进液管道(19-1)、进液分管道(19_2)、进液泵(21)、总回液管道(20)、回液分管道(20-1)、冲刷液进液管道(22)、冲刷液进液分管道(22-1)、冲刷液回液分管道(23)、储液槽(25)、反应室风机(27)、反应室风道(33)、反应室分风道(31)、电堆风机(26)、电堆风道(34)、电堆风道出风口(32)和支架(35)可以根据需要设置在铝-空气燃料电池电堆(30)周围不同的位置。8.—种根据权利要求3所述集成化铝-空气燃料电池系统的液流、气流控制方法，其特征在于:包括: 一、液流的控制如下: 所述集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，所述储液槽(25)中的电解液在进液泵(21)的作用下流入总进液管道(19)，所述总进液管道(19)中的电解液在进液泵(21)的作用下流入进液管道(19-1)，之后再流入进液分管道(19-2)，最后经单体铝-空气燃料电池进液口(7)流入单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)，继而先后流经虹吸管(15)、积液槽(14)流入单体铝-空气燃料电池反应室(5)，之后，单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的电解液经单体铝-空气燃料电池出液流道(9-1)由单体铝空气燃料电池出液口(9)流入回液分管道(20-1)，再流入总回液管道(20)，最后返回储液槽(25);在单体铝-空气燃料电池反应室(5)内产生的沉淀物也随着电解液的流动被带出单体铝-空气燃料电池反应室(5)，最终进入储液槽(25)，实现了电解液的循环以及维持系统温度恒定； 所述集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵(21)停止泵液，虹吸管(15)内的电解液、单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的电解液以及积液槽(14)内的电解液在虹吸原理作用下反向流动，经单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)，由单体铝-空气燃料电池进液口(7)流入进液分管道(19-2)，再流入进液管道(19-1)，在此虹吸作用下单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的电解液被排空，单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的沉淀物也被带出单体铝-空气燃料电池反应室(5); 二、气流的控制如下: 所述集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机(26)将空气引入电堆风道(34)，空气再由电堆风道出风口(32)进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，此时的氧气转换开关(36)接通电堆风道(34);在反应室风机(27)的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室(5)内产生的气体经气流通道(16)，由排气口(11)进入反应室分风道(31)，再经反应室风道(33)由反应室风机(27)排除到集成化铝-空气燃料电池系统之外； 所述集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机(27)的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道(33)，再经反应室分风道(31)由排气口(11)进入气流通道(16)，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室(5)内，实现单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的降温和干燥。9.一种根据权利要求4所述集成化铝-空气燃料电池系统的液流、气流控制方法，其特征在于:包括: 一、液流的控制如下: 所述集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，储液槽(25)中的电解液在进液泵(21)的作用下流入总进液管道(19)，总进液管道(19)中的电解液在进液泵(21)的作用下流入进液管道(19-1)，之后再进入进液分管道(19-2)，再由单体铝-空气燃料电池进液口(7)进入单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)，最终进入单体铝-空气燃料电池反应室(5)，此时的进液切换阀(24)接通进液管道(19-1);之后，单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的电解液经单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)，由单体铝空气燃料电池出液口(9)流入单体铝-空气燃料电池回液分管道(20-2)，之后经回液分管道(20-1)再流入总回液管道(20)，最后返回储液槽(25)，实现了电解液的循环以及维持系统温度恒定； 所述集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，当单体铝-空气燃料电池反应室(5)内积累了足够数量的沉淀物时，调节进液切换阀(24)接通冲刷液进液管道(22)，使电解液进入冲刷液进液管道(22)，之后再进入冲刷液进液分管道(22-1)，再由单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口(8)进入单体铝-空气燃料电池冲刷液流道(8-1)，此后电解液裹带着单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的沉淀物一起由单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口(10)进入冲刷液回液分管道(23)，之后再进入回液分管道(20-1)，最终电解液与其中的沉淀物一起进入储液槽(25)； 集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵(21)停止泵液，单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的电解液分别经单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)和单体铝-空气燃料电池冲刷液流道(8-1)，由单体铝-空气燃料电池出液口(9)和单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口(10)分别流入单体铝-空气燃料电池回液分管道(20-2)和冲刷液回液分管道(23)，之后再流入回液分管道(20-1)，最后经由总回液管道(20)返回储液槽(25)； 二、气流的控制如下: 所述集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机(26)将空气引入电堆风道(34)，之后空气再由电堆风道出风口(32)进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，此时的氧气转换开关(36)接通电堆风道(34);在反应室风机(27)的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室(5)内产生的气体经气流通道(16)，由排气口(11)进入反应室分风道(31)，再经反应室风道(33)由反应室风机(27)排除到集成化铝-空气燃料电池系统之外； 所述集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机(27)的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道(33)，再经反应室分风道(31)由排气口(11)进入气流通道(16)，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室(5)内，实现单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的降温和干燥。10.根据权利要求8或9所述集成化铝-空气燃料电池系统的液流、气流控制方法，其特征在于:集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，在气流的控制过程中，通过接氧气口(37)向电堆输入氧气以进一步提高系统的输出电压和输出功率，此时的氧气转换开关(36)接通接氧气P (37) ο
【专利摘要】本发明公开了一种集成化铝-空气燃料电池系统，包括铝-空气燃料电池电堆、导电连接片、电源输出正极、电源输出负极、总进液管道、进液泵、进液管道、总回液管道、冲刷液进液管道、冲刷液回液分管道、储液槽、反应室风机、反应室风道、电堆风机、电堆风道、接氧气口；铝-空气燃料电池电堆由两个或者更多的单体铝-空气燃料电池通过其间的电串联或者电并联或者串并混联的方式集成为一个整体。单体铝-空气燃料电池是普通管或者虹吸管结构。本发明的集成化铝-空气燃料电池系统实现了集成化铝-空气燃料电池系统高的输出电压和输出功率、温度恒定以及沉淀物和气体被及时排出系统，保证了系统的长时间大电流放电以及快速停堆、停止放电。
【IPC分类】H01M8/04, H01M12/06
【公开号】CN104900942
【申请号】CN201510219634
【发明人】王旭
【申请人】德阳东深新能源科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月30日
【技术领域】
[0001]本发明属于化学电源技术领域，特别涉及一种集成化铝-空气燃料电池系统及单体铝-空气燃料电池的结构及液流、气流方式。
【背景技术】
[0002]铝-空气燃料电池是一种以铝合金为负极、空气电极为正极、中性或碱性水溶液为电解液的金属燃料电池。铝-空气燃料电池运行过程中通过消耗铝合金负极和空气中的氧气对外输出电能，属于化学电源。目前，铝-空气燃料电池技术存在的问题主要有以下几方面:1)难于获得高的输出电压及输出功率；2)电池反应室内产生的沉淀物难以排出；3)电池反应室内产生的气体难以排出；4)在大电流放电时电池系统难以停堆，难以停止放电；5)大电流放电时系统升温严重；6)停止放电时电堆快速升温。
【发明内容】
[0003]为解决现有铝-空气燃料电池存在的上述问题。本发明提出了一种集成化铝-空气燃料电池系统及其液流、气流控制方法，实现了集成化铝-空气燃料电池系统高的输出电压和输出功率，实现了集成化铝-空气燃料电池系统温度恒定，也实现了电池反应室内的沉淀物和气体被及时排出，保证了集成化铝-空气燃料电池系统长时间大电流放电以及放电时的快速停堆、停止放电。
[0004]为了解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种集成化铝-空气燃料电池系统，包括由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统和由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统。
[0005]由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统由铝-空气燃料电池电堆、导电连接片、电源输出正极、电源输出负极、总进液管道、进液管道、进液分管道、进液泵、总回液管道、回液分管道、储液槽、反应室风机、反应室风道、反应室分风道、电堆风机、电堆风道、电堆风道出风口、支架、氧气转换开关、接氧气口构成。其中，铝-空气燃料电池电堆由两个以上的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池以电串联或者电并联或者部分电串联后再电并联或者部分电并联后再电串联的方式集成为一个整体。总进液管道和总回液管道分别与储液槽相连。总进液管道的另一端与进液泵的进液口相连。进液泵的出液口与进液管道相连，进液管道上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的进液分管道，进液分管道分别与单体铝-空气燃料电池进液口相连。总回液管道上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的回液分管道，回液分管道分别与单体铝-空气燃料电池出液口相连。电堆风机的出风口与电堆风道相连，电堆风道上设置有多个电堆风道出风口。电堆风道出风口位于电堆中两个相邻虹吸管结构单体铝-空气燃料电池之间。此外，电堆风道上还设置有氧气转换开关，转换开关上还设置有接氧气口。反应室风机的出风口与反应室风道相连，反应室风道上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的反应室分风道。反应室分风道分别与单体铝-空气燃料电池的排气口相连。储液槽上设置有支架。
[0006]由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统由铝-空气燃料电池电堆、导电连接片、电源输出正极、电源输出负极、总进液管道、进液泵、进液切换阀、进液管道、进液分管道、总回液管道、回液分管道、单体铝-空气燃料电池回液分管道、冲刷液进液管道、冲刷液进液分管道、冲刷液回液分管道、储液槽、反应室风机、反应室风道、反应室分风道、电堆风机、电堆风道、电堆风道出风口、支架、氧气转换开关、接氧气口构成。其中，铝-空气燃料电池电堆由两个以上的普通管结构单体铝-空气燃料电池通过普通管结构单体铝-空气燃料电池之间的电串联或者电并联或者按一定规律部分电串联后再电并联或者部分电并联后再电串联的方式集成为一个整体。总进液管道和总回液管道分别与储液槽相连。总进液管道的另一端与进液泵的进液口相连。进液泵的出液口与进液管道相连。进液管道上设置有进液切换阀。进液切换阀分别与进液管道和冲刷液进液管道相连。进液管道上还设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的进液分管道，进液分管道分别与单体铝-空气燃料电池进液口相连。冲刷液进液管道上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的冲刷液进液分管道，冲刷液进液分管道分别与单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口相连。总回液管道上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的回液分管道，回液分管道上分别设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的单体铝-空气燃料电池回液分管道和冲刷液回液分管道。单体铝-空气燃料电池回液分管道分别与单体铝-空气燃料电池出液口相连。冲刷液回液分管道分别与单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口相连。反应室风机的出风口与反应室风道相连。反应室风道上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池数量相同的反应室分风道。反应室分风道分别与单体铝-空气燃料电池的排气口相连。电堆风机的出风口与电堆风道相连。电堆风道上设置有多个电堆风道出风口。电堆风道出风口位于电堆中两个相邻虹吸管结构单体铝-空气燃料电池之间。此外，电堆风道上还设置有氧气转换开关，转换开关上还设置有接氧气口。储液槽上设置有支架。
[0007]单体铝-空气燃料电池又分为虹吸管结构单体铝-空气燃料电池和普通管结构单体铝-空气燃料电池两种。
[0008]虹吸管结构单体铝-空气燃料电池由单体铝-空气燃料电池反应室外壳、铝合金电极、销合金电极集流体、销合金电极集流体连接孔、集流体连接支撑、销合金电极绝缘封装、铝合金电极导电连接、空气电极、空气电极集流体、空气电极集流体连接孔、单体铝-空气燃料电池反应室、位于单体铝-空气燃料电池反应室内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口、单体铝-空气燃料电池进液流道、虹吸管、积液槽、单体铝-空气燃料电池出液口、单体铝-空气燃料电池回液流道、气流通道、排气口构成。空气电极集流体上设置有空气电极集流体连接孔，空气电极与空气电极集流体相连并实现电导通，连接在一起的空气电极和空气电极集流体设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳一起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室，电解液和铝合金电极均设置在该腔体内。铝合金电极集流体上设置有铝合金电极集流体连接孔，铝合金电极导电连接将铝合金电极集流体和铝合金电极连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装将铝合金电极导电连接和铝合金电极集流体包裹在其中，铝合金电极绝缘封装与由空气电极和单体铝-空气燃料电池反应室外壳形成的腔体一起构成一密闭腔体。单体铝-空气燃料电池进液口、单体铝-空气燃料电池进液流道、虹吸管、积液槽、单体铝-空气燃料电池回液流道、单体铝-空气燃料电池出液口、气流通道和排气口均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳上。单体铝-空气燃料电池进液口与单体铝-空气燃料电池进液流道相连，单体铝-空气燃料电池进液流道与虹吸管相连，虹吸管与积液槽相连，积液槽与单体铝-空气燃料电池反应室相连，单体铝-空气燃料电池反应室与单体铝-空气燃料电池回液流道相连，单体铝-空气燃料电池回液流道与单体铝-空气燃料电池出液口相连，单体铝-空气燃料电池反应室与气流通道相连，气流通道与排气口相连。铝合金电极集流体连接孔用于实现铝合金电极集流体和导电连接片之间的连接，集流体连接支撑用于支撑铝合金电极集流体和导电连接片之间的连接，空气电极集流体连接孔用于实现空气电极集流体和导电连接片之间的连接。
[0009]由虹吸管结构单体铝空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，储液槽中的电解液在进液泵的作用下流入总进液管道。总进液管道中的电解液在进液泵的作用下流入进液管道，之后再流入进液分管道，最后经单体铝-空气燃料电池进液口流入单体铝-空气燃料电池进液流道，继而先后流经虹吸管、积液槽进入单体铝-空气燃料电池反应室。之后，单体铝-空气燃料电池反应室内的电解液经单体铝-空气燃料电池回液流道由单体铝空气燃料电池出液口流入回液分管道，再流入总回液管道，最后返回储液槽。实现了电解液的循环以及维持系统温度恒定。伴随着单体铝-空气燃料电池反应室内电极反应的进行，在单体铝-空气燃料电池反应室内的沉淀物也随着电解液的流动被带出单体铝-空气燃料电池反应室，最终进入储液槽。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机将空气引入电堆风道，空气再由电堆风道出风口进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率。为进一步提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，还可通过接氧气口向电堆输入氧气，此时的氧气转换开关接通接氧气口。反应室风机具有向外排风和向内鼓风双重功能。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，在反应室风机的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室内产生的气体经气流通道，由排气口进入反应室分风道，再经反应室风道由反应室风机排除到集成化铝-空气燃料电池系统之外。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵停止泵液，虹吸管内的电解液、单体铝-空气燃料电池反应室内的电解液以及积液槽内的电解液在虹吸原理作用下反向流动，经单体铝-空气燃料电池进液流道，由单体铝-空气燃料电池进液口流入进液分管道，再流入进液管道。在此虹吸作用下单体铝-空气燃料电池反应室内的电解液被排空，电解液中的沉淀物也被带出单体铝-空气燃料电池反应室。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道，再经反应室分风道由排气口进入气流通道，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室内进行干燥和降温。
[0010]普通管结构单体铝-空气燃料电池由单体铝-空气燃料电池反应室外壳、铝合金电极、销合金电极集流体、销合金电极集流体连接孔、集流体连接支撑、销合金电极绝缘封装、铝合金电极导电连接、空气电极、空气电极集流体、空气电极集流体连接孔、单体铝-空气燃料电池反应室、位于单体铝-空气燃料电池反应室内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口、单体铝-空气燃料电池进液流道、单体铝-空气燃料电池出液口、单体铝-空气燃料电池回液流道、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口、气流通道、排气口构成。普通管结构单体铝-空气燃料电池的空气电极集流体上设置有空气电极集流体连接孔，空气电极与空气电极集流体相连并实现电导通，连接在一起的空气电极和空气电极集流体设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳一起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室，电解液和铝合金电极均设置在该腔体内；铝合金电极集流体上设置有铝合金电极集流体连接孔，铝合金电极导电连接将铝合金电极集流体和铝合金电极连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装将铝合金电极导电连接和铝合金电极集流体包裹在其中，铝合金电极绝缘封装与由空气电极和单体铝-空气燃料电池反应室外壳形成的腔体一起构成一密闭腔体；单体铝-空气燃料电池进液口、单体铝-空气燃料电池进液流道、单体铝-空气燃料电池回液流道、单体铝-空气燃料电池出液口、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口、气流通道和排气口均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳上；单体铝-空气燃料电池进液口与单体铝-空气燃料电池进液流道相连，单体铝-空气燃料电池进液流道与单体铝-空气燃料电池反应室相连，单体铝-空气燃料电池反应室与单体铝-空气燃料电池回液流道相连，单体铝-空气燃料电池回液流道与单体铝-空气燃料电池出液口相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口与单体铝-空气燃料电池冲刷液流道相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道与单体铝-空气燃料电池反应室相连，此外，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道还与单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口相连，单体铝-空气燃料电池反应室与气流通道相连，气流通道与排气口相连；铝合金电极集流体连接孔用于实现铝合金电极集流体和导电连接片之间的连接，集流体连接支撑用于支撑铝合金电极集流体和导电连接片之间的连接，空气电极集流体连接孔用于实现空气电极集流体和导电连接片之间的连接。
[0011]由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，储液槽中的电解液在进液泵的作用下流入总进液管道。总进液管道中的电解液在进液泵的作用下流入进液管道，之后再进入进液分管道，再由单体铝-空气燃料电池进液口进入单体铝-空气燃料电池进液流道，最终进入单体铝-空气燃料电池反应室，此时的进液切换阀接通进液管道。之后，单体铝-空气燃料电池反应室内的电解液经单体铝-空气燃料电池回液流道，由单体铝空气燃料电池出液口流入单体铝-空气燃料电池回液分管道，之后经回液分管道再流入总回液管道，最后返回储液槽。实现了电解液的循环以及维持系统温度恒定。当单体铝-空气燃料电池反应室内积累了足够数量的沉淀物时，调节进液切换阀，使在进液管道中流动的电解液进入冲刷液进液管道，之后再进入冲刷液进液分管道，再由单体铝-空气燃料电池冲刷 液进液口进入单体铝-空气燃料电池冲刷液流道，此后电解液裹带着单体铝-空气燃料电池反应室内的沉淀物一起由单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口进入冲刷液回液分管道，之后再进入回液分管道，最终电解液与其中的沉淀物一起进入储液槽，实现移除单体铝-空气燃料电池反应室内沉淀物的目的。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机将空气引入电堆风道，之后空气再由电堆风道出风口进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，此时的氧气转换开关接通电堆风道。为进一步提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，还可通过接氧气口向电堆输入氧气，此时的氧气转换开关接通接氧气口。反应室风机具有向外排风和向内鼓风双重功能。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，在反应室风机的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室内产生的气体经气流通道，由排气口进入反应室分风道，再经反应室风道由反应室风机排除到集成化铝-空气燃料电池系统之外。由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵停止泵液，单体铝-空气燃料电池反应室内的电解液分别经单体铝-空气燃料电池回液流道和单体铝-空气燃料电池冲刷液流道，由单体铝-空气燃料电池出液口和单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口分别流入单体铝-空气燃料电池回液分管道和冲刷液回液分管道，之后再流入回液分管道，最后经由总回液管道返回储液槽。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道，再经反应室分风道由排气口进入气流通道，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室内进行降温和干燥。
[0012]支架用于支撑电堆风机、反应室风机、进液管道、冲刷液进液管道、反应室风道和电堆风道。
[0013]虹吸管结构单体铝-空气燃料电池和普通管结构单体铝-空气燃料电池中的空气电极和铝合金电极之间不相接触，其间留有空间。虹吸管结构和普通管结构单体铝空气燃料电池反应室外壳上的空气电极的数量是I个或者多个。虹吸管结构和普通管结构单体铝空气燃料电池反应室内的铝合金电极的数量是I个或者多个。
[0014]单体铝空气燃料电池出液口、单体铝-空气燃料电池进液口、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口以及排气口可以根据需要设置在单体铝-空气燃料电池反应室的不同位置。
[0015]电源输出正极、电源输出负极、总进液管道、进液管道、进液分管道、进液泵、总回液管道、回液分管道、冲刷液进液管道、冲刷液进液分管道、冲刷液回液分管道、储液槽、反应室风机、反应室风道、反应室分风道、电堆风机、电堆风道、电堆风道出风口和支架可以根据需要设置在铝-空气燃料电池电堆周围不同的位置。
[0016]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明提出的集成化铝-空气燃料电池系统和单体铝-空气燃料电池的结构及液流方式解决了目前铝-空气燃料电池存在的问题，实现了集成化铝-空气燃料电池系统高的输出电压和输出功率，实现了集成化铝-空气燃料电池系统温度恒定，也实现了电池反应室内的沉淀物和气体被及时排出，保证了集成化铝-空气燃料电池系统长时间大电流放电以及放电时的快速停堆、停止放电。
【附图说明】
[0017]图1是虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的外观立体结构示意图；
[0018]图2是图1中A-A剖面结构示意图；
[0019]图3是图2中B-B剖面结构示意图；
[0020]图4是普通管结构单体铝-空气燃料电池的立体结构示意图；
[0021]图5是图1和图4的单体铝-空气燃料电池结构中铝合金电极的立体结构示意图；
[0022]图6是图4中C-C剖面结构示意图；
[0023]图7是图6中D-D剖面结构示意图；
[0024]图8是由多个空气电极构成的虹吸管结构单体铝空气燃料电池的立体结构示意图；
[0025]图9是图8的E-E剖面结构示意图；
[0026]图10是由多个空气电极构成的普通管结构单体铝-空气燃料电池的立体结构示意图；
[0027]图11是图8和图10的单体铝空气燃料电池结构中铝合金电极的立体结构示意图；
[0028]图12是应用于图8和图10的由多个空气电极构成的单体铝-空气燃料电池结构中铝合金电极的立体结构示意图；
[0029]图13是图10的F-F剖面结构示意图；
[0030]图14是由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联构成的电堆结构示意图；
[0031]图15是由多个空气电极构成的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联构成的电堆结构示意图；
[0032]图16是电堆风道和反应室风道位于系统同一侧面的由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统的立体结构示意图；
[0033]图17是由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统正面立体结构示意图；
[0034]图18是由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统背面立体结构示意图。
[0035]图中:
[0036]1、单体铝-空气燃料电池2、铝合金电极集流体
[0037]2-1、铝合金电极集流体连接孔3、空气电极集流体
[0038]3-1、空气电极集流体连接孔4、导电连接片
[0039]5、单体铝-空气燃料电池反应室5-1、单体铝-空气燃料电池反应室外壳
[0040]6、空气电极7、单体铝-空气燃料电池进液口
[0041 ]7-1、单体铝-空气燃料电池进液流道8-单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口
[0042]8-1、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道9、单体铝-空气燃料电池出液口
[0043]9-1、单体铝-空气燃料电池回液流道10、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口
[0044]11、排气口12、铝合金电极导电连接
[0045]13、铝合金电极14、积液槽
[0046]15、虹吸管16、气流通道
[0047]17、集流体连接支撑18、铝合金电极绝缘封装
[0048]19、总进液管道19-1、进液管道
[0049]19-2、进液分管道20、总回液管道
[0050]20-1、回液分管道20-2、单体铝-空气燃料电池回液分管道
[0051]21、进液泵22、冲刷液进液管道
[0052]22-1、冲刷液进液分管道23、冲刷液回液分管道
[0053]24、进液切换阀25、储液槽
[0054]26、电堆风机27、反应室风机
[0055]28、电源输出正极29、电源输出负极
[0056]30、铝-空气燃料电池电堆31、反应室分风道
[0057]32、电堆风道出风口33、反应室风道
[0058]34、电堆风道35、支架
[0059]36、氧气转换开关37、接氧气口
【具体实施方式】
[0060]下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
[0061]本发明中由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统由铝-空气燃料电池电堆30、导电连接片4、电源输出正极28、电源输出负极29、总进液管道19、进液管道19-1、进液分管道19-2、进液泵21、总回液管道20、回液分管道20_1、储液槽25、反应室风机27、反应室风道33、反应室分风道31、电堆风机26、电堆风道34、电堆风道出风口 32、支架35、氧气转换开关36、接氧气口 37构成。其中，铝-空气燃料电池电堆30由两个或者更多的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池以电串联或者电并联或者部分电串联后再电并联或者部分电并联后再电串联的方式集成为一个整体。总进液管道19和总回液管道20分别与储液槽25相连。总进液管道19的另一端与进液泵21的进液口相连。进液泵21的出液口与进液管道19-1相连，进液管道19-1上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的进液分管道19-2，进液分管道19-2分别与单体铝-空气燃料电池进液口 7相连。总回液管道20上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的回液分管道20-1，回液分管道20-1分别与单体铝-空气燃料电池出液口 9相连。电堆风机26的出风口与电堆风道34相连，电堆风道34上设置有多个电堆风道出风口 32。电堆风道出风口 32位于电堆中两个相邻虹吸管结构单体铝-空气燃料电池之间。此外，电堆风道34上还设置有氧气转换开关36，转换开关上还设置有接氧气口 37。反应室风机27的出风口与反应室风道33相连，反应室风道33上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的反应室分风道31。反应室分风道31分别与单体铝-空气燃料电池的排气口 11相连。储液槽25上设置有支架35。
[0062]本发明中由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统由铝-空气燃料电池电堆30、导电连接片4、电源输出正极28、电源输出负极29、总进液管道19、进液泵21、进液切换阀24、进液管道19-1、进液分管道19_2、总回液管道20、回液分管道20-1、单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2、冲刷液进液管道22、冲刷液进液分管道22-1、冲刷液回液分管道23、储液槽25、反应室风机27、反应室风道33、反应室分风道31、电堆风机26、电堆风道34、电堆风道出风口 32、支架35、氧气转换开关36、接氧气口 37构成。其中，铝-空气燃料电池电堆30由两个或者更多的普通管结构单体铝-空气燃料电池I通过普通管结构单体铝-空气燃料电池I之间的电串联或者电并联或者按一定规律部分电串联后再电并联或者部分电并联后再电串联的方式集成为一个整体。总进液管道19和总回液管道20分别与储液槽25相连。总进液管道19的另一端与进液泵21的进液口相连。进液泵21的出液口与进液管道19-1相连。进液管道19-1上设置有进液切换阀24。进液切换阀24分别与进液管道19-1和冲刷液进液管道22相连。进液管道19-1上还设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的进液分管道19-2，进液分管道19-2分别与单体铝-空气燃料电池进液口 7相连。冲刷液进液管道22上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的冲刷液进液分管道22-1，冲刷液进液分管道22-1分别与单体铝-空气燃料电池I冲刷液进液口 8相连。总回液管道20上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的回液分管道20-1，回液分管道20-1上分别设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2和冲刷液回液分管道23。单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2分别与单体铝-空气燃料电池出液口 9相连。冲刷液回液分管道23分别与单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10相连。反应室风机27的出风口与反应室风道33相连。反应室风道33上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池I数量相同的反应室分风道31。反应室分风道31分别与单体铝-空气燃料电池的排气口11相连。电堆风机26的出风口与电堆风道34相连。电堆风道34上设置有多个电堆风道出风口 32。电堆风道出风口 32位于电堆中两个相邻普通管结构单体铝-空气燃料电池之间。此外，电堆风道34上还设置有氧气转换开关36，转换开关上还设置有接氧气口 37。储液槽25上设置有支架35。
[0063]单体铝-空气燃料电池又分为虹吸管结构单体铝-空气燃料电池和普通管结构单体铝-空气燃料电池两种。
[0064]虹吸管结构单体铝-空气燃料电池由单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1、铝合金电极13、铝合金电极集流体2、铝合金电极集流体连接孔2-1、集流体连接支撑17、铝合金电极绝缘封装18、铝合金电极导电连接12、空气电极6、空气电极集流体3、空气电极集流体连接孔3-1、单体铝-空气燃料电池反应室5、位于单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、虹吸管15、积液槽14、单体铝-空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、气流通道16、排气口 11构成。
[0065]虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的空气电极集流体3上设置有空气电极集流体连接孔3-1，空气电极6与空气电极集流体3相连并实现电导通，连接在一起的空气电极6和空气电极集流体3设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1 —起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室5，电解液和铝合金电极1 3均设置在该腔体内；铝合金电极集流体2上设置有铝合金电极集流体连接孔2-1，铝合金电极导电连接12将铝合金电极集流体2和铝合金电极13连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装18将铝合金电极导电连接12和铝合金电极集流体2包裹在其中，铝合金电极绝缘封装18与由空气电极6和单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1形成的腔体一起构成一密闭腔体；单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、虹吸管15、积液槽14、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、单体铝-空气燃料电池出液口 9、气流通道16和排气口 11均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上；单体铝-空气燃料电池进液口 7与单体铝-空气燃料电池进液流道7-1相连，单体铝-空气燃料电池进液流道7-1与虹吸管15相连，虹吸管15与积液槽14相连，积液槽14与单体铝-空气燃料电池反应室5相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与单体铝-空气燃料电池回液流道9-1相连，单体铝-空气燃料电池回液流道9-1与单体铝-空气燃料电池出液口 9相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与气流通道16相连，气流通道16与排气口 11相连；铝合金电极集流体连接孔2-1用于实现铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，集流体连接支撑17用于支撑铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，空气电极集流体连接孔3-1用于实现空气电极集流体3和导电连接片4之间的连接。
[0066]由虹吸管结构单体铝空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，见图1、图2、图3、图8、图9和图16，储液槽25中的电解液在进液泵21的作用下流入总进液管道19。总进液管道19中的电解液在进液泵21的作用下流入进液管道19-1，之后再流入进液分管道19-2，最后经单体铝-空气燃料电池进液口 7进入单体铝-空气燃料电池进液流道7-1，继而先后流经虹吸管15、积液槽14进入单体铝-空气燃料电池反应室5。之后，单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液经单体铝-空气燃料电池出液流道9-1由单体铝空气燃料电池出液口 9流入回液分管道20-1，再流入总回液管道20，最后返回储液槽25，实现了电解液的循环以及系统温度恒定。伴随着单体铝-空气燃料电池反应室5内电极反应的进行，在单体铝-空气燃料电池反应室5内产生的沉淀物也随着电解液的流动被带出单体铝-空气燃料电池反应室5，最终进入储液槽25。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机26将空气引入电堆风道34，此时的氧气转换开关36接通电堆风道34，之后空气再由电堆风道出风口 32进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出电压和功率。为进一步提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出电压和功率，还可通过接氧气口 37向电堆输入氧气，此时的氧气转换开关36接通接氧气口 37。反应室风机27具有向外排风和向内鼓风双重功能。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，如图16，在反应室风机27的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室5内的气体经气流通道16，由排气口 11进入反应室分风道31，再经反应室风道33由反应室风机排除到集成化铝-空气燃料电池系统之外。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵21停止泵液，虹吸管15内的电解液、单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液以及积液槽14内的电解液在虹吸原理作用下反向流动，经单体铝-空气燃料电池进液流道7-1，由单体铝-空气燃料电池进液口 7流入进液分管道19-2，再流入进液管道19-1。在此虹吸作用下单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液被排空，电解液中的沉淀物也被带出单体铝-空气燃料电池反应室5。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机27的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道33，再经反应室分风道31由排气口 11进入气流通道16，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室5内，实现单体铝-空气燃料电池反应室5内的降温和干燥。
[0067]普通管结构单体铝-空气燃料电池由单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1、铝合金电极13、铝合金电极集流体2、铝合金电极集流体连接孔2-1、集流体连接支撑17、铝合金电极绝缘封装18、铝合金电极导电连接12、空气电极6、空气电极集流体3、空气电极集流体连接孔3-1、单体铝-空气燃料电池反应室5、位于单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、单体铝-空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10、气流通道16、排气口 11构成。
[0068]普通管结构单体铝-空气燃料电池的空气电极集流体3上设置有空气电极集流体连接孔3-1，空气电极6与空气电极集流体3相连并实现电导通，连接在一起的空气电极6和空气电极集流体3设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1 —起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室5，电解液和铝合金电极13均设置在该腔体内；铝合金电极集流体2上设置有铝合金电极集流体连接孔2-1，铝合金电极导电连接12将铝合金电极集流体2和铝合金电极13连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装18将铝合金电极导电连接12和铝合金电极集流体2包裹在其中，铝合金电极绝缘封装18与由空气电极6和单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1形成的腔体一起构成一密闭腔体；单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、单体铝-空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10、气流通道16和排气口 11均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上；单体铝-空气燃料电池进液口 7与单体铝-空气燃料电池进液流道7-1相连，单体铝-空气燃料电池进液流道7-1与单体铝-空气燃料电池反应室5相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与单体铝-空气燃料电池回液流道9-1相连，单体铝-空气燃料电池回液流道9-1与单体铝-空气燃料电池出液口 9相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8与单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1与单体铝-空气燃料电池反应室5相连，此外，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1还与单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与气流通道16相连，气流通道16与排气口 11相连；铝合金电极集流体连接孔2-1用于实现铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，集流体连接支撑17用于支撑铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，空气电极集流体连接孔3-1用于实现空气电极集流体3和导电连接片4之间的连接。
[0069]由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，见图4、图6、图7、图10、图13、图17和图18，储液槽25中的电解液在进液泵21的作用下流入总进液管道19。总进液管道19中的电解液在进液泵21的作用下流入进液管道
19-1，之后再流入进液分管道19-2，再由单体铝-空气燃料电池进液口7流入单体铝-空气燃料电池进液流道7-1，最终流入单体铝-空气燃料电池反应室5，此时进液切换阀24接通进液管道19-1。之后，单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液经单体铝-空气燃料电池回液流道9-1，由单体铝空气燃料电池出液口 9流入单体铝-空气燃料电池回液分管道
20-2，之后经回液分管道20-1再流入总回液管道20，最后返回储液槽25。当单体铝-空气燃料电池反应室5内积累了足够数量的沉淀物时，调节进液切换阀24，使电解液进入冲刷液进液管道22，之后再进入冲刷液进液分管道22-1，再由单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8进入单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1，此后电解液裹带着单体铝-空气燃料电池反应室5内的沉淀物一起由单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10进入冲刷液回液分管道23，之后再进入回液分管道20-1，最终电解液与其中的沉淀物一起进入储液槽25，实现移除单体铝-空气燃料电池反应室5内沉淀物的目的。由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机26将空气引入电堆风道34，之后空气再由电堆风道出风口 32进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，此时的氧气转换开关36接通电堆风道34。为进一步提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，还可通过接氧气口 37向电堆输入氧气，此时的氧气转换开关36接通接氧气口 37。反应室风机27具有向外排风和向内鼓风双重功能。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，见图17，在反应室风机27的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室5内产生的气体经气流通道16，由排气口 11进入反应室分风道31，再经反应室风道33由反应室风机27排除到集成化铝-空气燃料电池系统之外。由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵21停止泵液，单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液分别经单体铝-空气燃料电池回液流道9-1和单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1，由单体铝-空气燃料电池出液口 9和单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10分别流入单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2和冲刷液回液分管道23，之后再流入回液分管道20-1，最后经由总回液管道20返回储液槽25。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机27的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道33，再经反应室分风道31由排气口 11进入气流通道16，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室5内，实现单体铝-空气燃料电池反应室5内的降温和干燥。
[0070]支架35用于支撑电堆风机26、反应室风机27、进液管道19-1、冲刷液进液管道、反应室风道33和电堆风道34。
[0071]虹吸管结构单体铝-空气燃料电池和普通管结构单体铝-空气燃料电池中的空气电极6和铝合金电极13之间不相接触，其间留有空间。虹吸管结构和普通管结构单体铝空气燃料电池反应室外壳5-1上的空气电极6的数量可以是I个或者多个。虹吸管结构和普通管结构单体铝空气燃料电池反应室5内的铝合金电极13的数量可以是I个或者多个。
[0072]单体铝空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10以及排气口 11可以根据需要设置在单体铝-空气燃料电池反应室5的不同位置。
[0073]电源输出正极28、电源输出负极29、总进液管道19、进液管道19_1、进液分管道19-2、进液泵21、总回液管道20、回液分管道20-1、冲刷液进液管道22、冲刷液进液分管道22-1、冲刷液回液分管道23、储液槽25、反应室风机27、反应室风道33、反应室分风道31、电堆风机26、电堆风道34、电堆风道出风口 32和支架35可以根据需要设置在铝_空气燃料电池电堆30周围不同的位置。
[0074]实施例一:虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的结构
[0075]虹吸管结构单体铝-空气燃料电池，见图1、图2、图3、图8和图9，由单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1、铝合金电极13、铝合金电极集流体2、铝合金电极集流体连接孔2-1、集流体连接支撑17、铝合金电极绝缘封装18、铝合金电极导电连接12、空气电极6、空气电极集流体3、空气电极集流体连接孔3-1、单体铝-空气燃料电池反应室5、位于单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、虹吸管15、积液槽14、单体铝-空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、气流通道16、排气口 11构成。虹吸管结构单体铝-空气燃料电池中的空气电极数量可以是一个，见图1，或者多个，见图8，与之对应的铝合金电极的数量可以是I个，见图5和图12，或者多个，见图11。
[0076]虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的空气电极集流体3上设置有空气电极集流体连接孔3-1，空气电极6与空气电极集流体3相连并实现电导通，连接在一起的空气电极6和空气电极集流体3设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1 —起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室5，电解液和铝合金电极13均设置在该腔体内；铝合金电极集流体2上设置有铝合金电极集流体连接孔2-1，铝合金电极导电连接12将铝合金电极集流体2和铝合金电极13连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装18将 铝合金电极导电连接12和铝合金电极集流体2包裹在其中，铝合金电极绝缘封装18与由空气电极6和单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1形成的腔体一起构成一密闭腔体；单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、虹吸管15、积液槽14、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、单体铝-空气燃料电池出液口 9、气流通道16和排气口 11均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上；单体铝-空气燃料电池进液口 7与单体铝-空气燃料电池进液流道7-1相连，单体铝-空气燃料电池进液流道7-1与虹吸管15相连，虹吸管15与积液槽14相连，积液槽14与单体铝-空气燃料电池反应室5相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与单体铝-空气燃料电池回液流道9-1相连，单体铝-空气燃料电池回液流道9-1与单体铝-空气燃料电池出液口 9相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与气流通道16相连，气流通道16与排气口 11相连；铝合金电极集流体连接孔2-1用于实现铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，集流体连接支撑17用于支撑铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，空气电极集流体连接孔3-1用于实现空气电极集流体3和导电连接片4之间的连接。
[0077]根据需要，本实施例中的铝合金电极集流体2、空气电极集流体3、单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池出液口 9、排气口 11、铝合金电极导电连接12、空气电极6和铝合金电极13可以设置在虹吸管结构单体铝-空气电池反应室5的不同位置。
[0078]实施例二:普通管结构单体铝-空气燃料电池的结构
[0079]普通管结构单体铝-空气燃料电池，见图4、图6、图7、图10和图13，由单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1、铝合金电极13、铝合金电极集流体2、铝合金电极集流体连接孔2-1、集流体连接支撑17、铝合金电极绝缘封装18、铝合金电极导电连接12、空气电极6、空气电极集流体3、空气电极集流体连接孔3-1、单体铝-空气燃料电池反应室5、位于单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、单体铝-空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10、气流通道16、排气口 11构成。普通管结构单体铝-空气燃料电池中的空气电极数量可以是一个，见图4，或者多个，见图10，与之对应的铝合金电极的数量可以是I个，见图5和图12，或者多个，见图11。
[0080]普通管结构单体铝-空气燃料电池的空气电极集流体3上设置有空气电极集流体连接孔3-1，空气电极6与空气电极集流体3相连并实现电导通，连接在一起的空气电极6和空气电极集流体3设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1 —起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室5，电解液和铝合金电极13均设置在该腔体内；铝合金电极集流体2上设置有铝合金电极集流体连接孔2-1，铝合金电极导电连接12将铝合金电极集流体2和铝合金电极13连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装18将铝合金电极导电连接12和铝合金电极集流体2包裹在其中，铝合金电极绝缘封装18与由空气电极6和单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1形成的腔体一起构成一密闭腔体；单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池进液流道7-1、单体铝-空气燃料电池回液流道9-1、单体铝-空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10、气流通道16和排气口 11均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳5-1上；单体铝-空气燃料电池进液口 7与单体铝-空气燃料电池进液流道7-1相连，单体铝-空气燃料电池进液流道7-1与单体铝-空气燃料电池反应室5相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与单体铝-空气燃料电池回液流道9-1相连，单体铝-空气燃料电池回液流道9-1与单体铝-空气燃料电池出液口 9相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8与单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1与单体铝-空气燃料电池反应室5相连，此外，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1还与单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10相连，单体铝-空气燃料电池反应室5与气流通道16相连，气流通道16与排气口 11相连；铝合金电极集流体连接孔2-1用于实现铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，集流体连接支撑17用于支撑铝合金电极集流体2和导电连接片4之间的连接，空气电极集流体连接孔3-1用于实现空气电极集流体3和导电连接片4之间的连接。
[0081]根据需要，本实施例中的铝合金电极13、铝合金电极集流体2、空气电极6、空气电极集流体3、单体铝-空气燃料电池进液口 7、单体铝-空气燃料电池出液口 9、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10和排气口 11可以设置在普通管结构单体铝-空气电池反应室5的不同位置。
[0082]实施例三:由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联组成电堆的结构
[0083]将二个或更多的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联可以组成电堆以获得高的输出电压和输出功率。采用导电连接片4，分别将电堆中相邻虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的铝合金电极集流体2和空气电极集流体3通过铝合金电极集流体连接孔2-1和空气电极集流体连接孔3-1连接到一起，组成虹吸管结构单体铝-空气燃料电池电串联电堆，见图14和图15。
[0084]本实施例中，也可采用导电连接片4，通过铝合金电极集流体连接孔2-1和空气电极集流体连接孔3-1，分别将电堆中相邻虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的铝合金电极集流体2与铝合金电极集流体2相连接、空气电极集流体3和空气电极集流体3相连接到一起，组成虹吸管结构单体铝-空气燃料电池电并联电堆。
[0085]采用上述相同的连接方法，将其中的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池换成普通管结构单体铝-空气燃料电池，可以组成普通管结构单体铝-空气燃料电池电串联电堆或者电并联电堆。
[0086]此外，根据需要，还可将上述一定数量的电串联电堆之间再电并联构成更大的电堆，也可将上述一定数量的电并联电堆之间再电串联组成更大的电堆。所述连接方式不仅适用于虹吸管结构单体铝-空气燃料电池，也适用于普通管结构单体铝-空气燃料电池。
[0087]实施例四:由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联电堆构成集成化铝-空气燃料电池系统的结构及其液流、气流方式
[0088]由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联电堆构成的集成化铝-空气燃料电池系统，见图16，由铝-空气燃料电池电堆30、导电连接片4、电源输出正极28、电源输出负极29、总进液管道19、进液管道19-1、进液分管道19-2、进液泵21、总回液管道20、回液分管道20-1、储液槽25、反应室风机27、反应室风道33、反应室分风道31、电堆风机26、电堆风道34、电堆风道出风口 32、氧气转换开关36、接氧气口 37、支架35构成。其中，铝-空气燃料电池电堆30由两个或者更多的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池以电串联方式集成为一个整体。总进液管道19和总回液管道20分别与储液槽25相连。总进液管道19的另一端与进液泵21的进液口相连。进液泵21的出液口与进液管道19-1相连，进液管道19-1上设置有与电堆中虹吸管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的进液分管道19-2，进液分管道19-2分别与对应虹吸管结构单体铝-空气燃料电池进液口 7相连。总回液管道20上设置有与电堆中虹吸管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的回液分管道20-1，回液分管道20-1分别与对应虹吸管结构单体铝-空气燃料电池出液口 9相连。电堆风机26的出风口与电堆风道34相连，电堆风道34上设置有多个电堆风道出风口 32。电堆风道出风口 32位于铝-空气燃料电池电堆30中两个相邻虹吸管结构单体铝-空气燃料电池之间。此外，电堆风道34上还设置有氧气转换开关36，转换开关上还设置有接氧气口 37。反应室风机27的出风口与反应室风道33相连，反应室风道33上设置有与电堆中虹吸管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的反应室分风道31。反应室分风道31分别与对应虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的排气口 11相连。储液槽25上设置有支架35。
[0089]由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，见图1、图2、图3、图8和图16，储液槽25中的电解液在进液泵21的作用下流入总进液管道19。总进液管道19中的电解液在进液泵21的作用下流入进液管道19-1，之后再流入进液分管道19-2，最后经单体铝-空气燃料电池进液口 7流入单体铝-空气燃料电池进液流道7-1，继而先后流经虹吸管15、积液槽14之后流入单体铝-空气燃料电池反应室5。单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液经单体铝-空气燃料电池回液流道9-1由单体铝空气燃料电池出液口 9流入回液分管道20-1，再流入总回液管道20，最后返回储液槽25，实现电解液循环以及系统温度恒定。伴随着虹吸管结构单体铝-空气燃料电池反应室5内电极反应的进行，在单体铝-空气燃料电池反应室5内产生的沉淀物也随着电解液的流动被带出单体铝-空气燃料电池反应室5，最终进入储液槽25。虹吸管结构单体铝-空气燃料电池间电串联构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机26将空气引入电堆风道34，之后空气再由电堆风道出风口 32进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，此时氧气转换开关36接通电堆风道34。为进一步提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，还可通过接氧气口 37向电堆输入氧气，此时的氧气转换开关36接通接氧气口 37。反应室风机27具有向外排风和向内鼓风双重功能。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，见图16，在反应室风机27的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室5内产生的气体经气流通道16，由排气口 11进入反应室分风道31，再经反应室风道33由反应室风机排除到集成化铝-空气燃料电池系统之外。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵21停止泵液，虹吸管15内的电解液、单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液以及积液槽14内的电解液在虹吸原理作用下反向流动，经单体铝-空气燃料电池进液流道7-1，由单体铝-空气燃料电池进液口 7流入进液分管道19-2，再流入进液管道19-1。在此虹吸作用下单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液被排空，电解液中的沉淀物也被带出单体铝-空气燃料电池反应室5。集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机27的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道33，再经反应室分风道31由排气口 11进入气流通道16，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室5内，实现单体铝-空气燃料电池反应室5内的降温和干燥。
[0090]根据需要，也可将本实施例中的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池电串联电堆换成电并联电堆，或者换成由一定数量的电串联电堆之间再电并联构成的更大的电堆，或者换成由一定数量的电并联电堆之间再电串联构成的更大的电堆。
[0091]根据需要，本实施例中的电源输出正极28、电源输出负极29、总进液管道19、进液管道19-1、进液分管道19-2、进液泵21、总回液管道20、回液分管道20_1、储液槽25、反应室风机27、反应室风道33、反应室分风道31、电堆风机26、电堆风道34、电堆风道出风口 32和支架35可以设置在虹吸管结构铝-空气燃料电池电堆30周围不同的位置。
[0092]实施例五:由普通管结构单体铝-空气燃料电池间电串联电堆构成集成化铝-空气燃料电池系统的结构及其液流、气流方式
[0093]由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统，见图17和图18，由铝-空气燃料电池电堆30、导电连接片4、电源输出正极28、电源输出负极29、总进液管道19、进液泵21、进液切换阀24、进液管道19-1、进液分管道19_2、总回液管道20、回液分管道20-1、单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2、冲刷液进液管道22、冲刷液进液分管道22-1、冲刷液回液分管道23、储液槽25、反应室风机27、反应室风道33、反应室分风道31、电堆风机26、电堆风道34、电堆风道出风口 32、支架35、氧气转换开关36、接氧气口 37构成。其中，铝-空气燃料电池电堆30由两个或者更多的普通管结构单体铝-空气燃料电池I通过普通管结构单体铝-空气燃料电池I之间的电串联集成为 一个整体。总进液管道19和总回液管道20分别与储液槽25相连。总进液管道19的另一端与进液泵21的进液口相连。进液泵21的出液口与进液管道19-1相连。进液管道19-1上设置有进液切换阀24。进液切换阀24分别与进液管道19-1和冲刷液进液管道22相连。进液管道19_1上还设置有与电堆中普通管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的进液分管道19-2，进液分管道19-2分别与单体铝-空气燃料电池进液口 7相连。冲刷液进液管道22上设置有与电堆中普通管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的冲刷液进液分管道22-1，冲刷液进液分管道22-1分别与单体铝-空气燃料电池I冲刷液进液口 8相连。总回液管道20上设置有与电堆中普通管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的回液分管道20-1，回液分管道20-1上分别设置有与电堆中普通管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2和冲刷液回液分管道23。单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2分别与对应单体铝-空气燃料电池出液口 9相连。冲刷液回液分管道23分别与对应单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10相连。反应室风机27的出风口与反应室风道33相连。反应室风道33上设置有与电堆中普通管结构单体铝-空气燃料电池I数量相同的反应室分风道31。反应室分风道31分别与对应普通管结构单体铝-空气燃料电池的排气口 11相连。电堆风机26的出风口与电堆风道34相连。电堆风道34上设置有多个电堆风道出风口 32。电堆风道出风口 32位于铝-空气燃料电池电堆30中两个相邻普通管结构单体铝-空气燃料电池之间。此外，电堆风道34上还设置有氧气转换开关36，转换开关上还设置有接氧气口 37。储液槽25上设置有支架35
[0094]由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，见图4、图6、图7、图10、图17和图18，储液槽25中的电解液在进液泵21的作用下流入总进液管道19。总进液管道19中的电解液在进液泵21的作用下流入进液管道19-1之后再流入进液分管道19-2，再由单体铝-空气燃料电池进液口 7流入单体铝-空气燃料电池进液流道7-1，最终流入单体铝-空气燃料电池反应室5，此时进液切换阀24接通进液管道19-1。之后，单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液经单体铝-空气燃料电池回液流道9-1，由单体铝空气燃料电池出液口 9流入单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2，之后经回液分管道20-1再流入总回液管道20，最后返回储液槽25。当单体铝-空气燃料电池反应室5内积累了足够数量的沉淀物时，调节进液切换阀24接通冲刷液进液管道22，使电解液流入冲刷液进液管道22，之后再进入冲刷液进液分管道22-1，再由单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口 8进入单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1，此后电解液裹带着单体铝-空气燃料电池反应室5内的沉淀物一起由单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10流入冲刷液回液分管道23，之后再流入回液分管道20-1，最终电解液与其中的沉淀物一起进入储液槽25，实现移除单体铝-空气燃料电池反应室5内沉淀物的目的。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机26将空气引入电堆风道34，之后空气再由电堆风道出风口 32进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，此时氧气转换开关接通电堆风道34。为进一步提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，还可通过接氧气口 37向电堆输入氧气，此时的氧气转换开关36接通接氧气口 37。反应室风机27具有向外排风和向内鼓风双重功能。集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，在反应室风机27的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室5内产生的气体经气流通道16，由排气口 11进入反应室分风道31，再经反应室风道33由反应室风机27排除到由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统之外。由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵21停止泵液，单体铝-空气燃料电池反应室5内的电解液分别经单体铝-空气燃料电池回液流道9-1和单体铝-空气燃料电池冲刷液流道8-1，由单体铝-空气燃料电池出液口 9和单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口 10分别流入单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2和冲刷液回液分管道23，之后再流入回液分管道20-1，最后经由总回液管道20返回储液槽25。由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机27的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道33，再经反应室分风道31由排气口 11进入气流通道16，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室5内，实现单体铝-空气燃料电池反应室5内的降温和干燥。
[0095]根据需要，也可将本实施例中的普通管结构单体铝-空气燃料电池电串联电堆换成电并联电堆，或者换成由一定数量的电串联电堆之间再电并联构成的更大的电堆，或者换成由一定数量的电并联电堆之间再电串联构成的更大的电堆。
[0096]根据需要，本实施例中的电源输出正极28、电源输出负极29、总进液管道19、进液泵21、进液管道19-1、进液分管道19-2、总回液管道20、回液分管道20_1、单体铝-空气燃料电池回液分管道20-2、冲刷液进液管道22、冲刷液进液分管道22-1、冲刷液回液分管道23、储液槽25、反应室风机27、反应室风道33、反应室分风道31、电堆风机26、电堆风道34、电堆风道出风口 32、支架35可以设置在普通管结构铝-空气燃料电池电堆30周围不同的位置。
[0097]尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1.一种集成化铝-空气燃料电池系统，包括由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统和由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统； 由虹吸管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统由铝-空气燃料电池电堆(30)、导电连接片(4)、电源输出正极(28)、电源输出负极(29)、总进液管道(19)、进液管道(19-1)、进液分管道(19-2)、进液泵(21)、总回液管道(20)、回液分管道(20-1)、储液槽(25)、反应室风机(27)、反应室风道(33)、反应室分风道(31)、电堆风机(26)、电堆风道(34)、电堆风道出风口(32)、支架(35)、氧气转换开关(36)、接氧气口(37)构成；铝-空气燃料电池电堆(30)由两个或者更多的虹吸管结构单体铝-空气燃料电池以电串联或者电并联或者部分电串联后再电并联或者部分电并联后再电串联的方式集成为一个整体；总进液管道(19)和总回液管道(20)分别与储液槽(25)相连，总进液管道(19)的另一端与进液泵(21)的进液口相连，进液泵(21)的出液口与进液管道(19-1)相连，进液管道(19-1)上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池⑴数量相同的进液分管道(19-2)，进液分管道(19-2)分别与单体铝-空气燃料电池进液口(7)相连；总回液管道(20)上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池(I)数量相同的回液分管道(20-1)，回液分管道(20-1)分别与单体铝-空气燃料电池出液口(9)相连；电堆风机(26)的出风口与电堆风道(34)相连，电堆风道(34)上设置有多个电堆风道出风口(32)，电堆风道出风口(32)位于电堆中两个相邻虹吸管结构单体铝-空气燃料电池之间，此外，电堆风道(34)上还设置有氧气转换开关(36)，转换开关与接氧气口(37)相连；反应室风机(27)的出风口与反应室风道(33)相连，反应室风道(33)上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池(I)数量相同的反应室分风道(31)，反应室分风道(31)分别与单体铝-空气燃料电池的排气口(11)相连；储液槽(25)上设置有支架(35)； 由普通管结构单体铝-空气燃料电池构成的集成化铝-空气燃料电池系统由铝-空气燃料电池电堆(30)、导电连接片(4)、电源输出正极(28)、电源输出负极(29)、总进液管道(19)、进液泵(21)、进液切换阀(24)、进液管道(19-1)、进液分管道(19_2)、总回液管道(20)、回液分管道(20-1)、单体铝-空气燃料电池回液分管道(20-2)、冲刷液进液管道(22)、冲刷液进液分管道(22-1)、冲刷液回液分管道(23)、储液槽(25)、反应室风机(27)、反应室风道(33)、反应室分风道(31)、电堆风机(26)、电堆风道(34)、电堆风道出风口(32)、支架(35)、氧气转换开关(36)、接氧气口(37)构成；其中，铝-空气燃料电池电堆(30)由两个或者更多的普通管结构单体铝-空气燃料电池(I)通过普通管结构单体铝-空气燃料电池(I)之间的电串联或者电并联或者按一定规律部分电串联后再电并联或者部分电并联后再电串联的方式集成为一个整体；总进液管道(19)和总回液管道(20)分别与储液槽(25)相连，总进液管道(19)的另一端与进液泵(21)的进液口相连，进液泵(21)的出液口与进液管道(19-1)相连，进液管道(19-1)上设置有进液切换阀(24)，进液切换阀(24)分别与进液管道(19-1)和冲刷液进液管道(22)相连，进液管道(19-1)上还设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池(I)数量相同的进液分管道(19-2)，进液分管道(19-2)分别与单体铝-空气燃料电池进液口(7)相连；冲刷液进液管道(22)上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池(I)数量相同的冲刷液进液分管道(22-1)，冲刷液进液分管道(22-1)分别与单体铝-空气燃料电池(I)冲刷液进液口(8)相连；总回液管道(20)上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池(I)数量相同的回液分管道(20-1)，回液分管道(20-1)上分别设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池(I)数量相同的单体铝-空气燃料电池回液分管道(20-2)和冲刷液回液分管道(23)，单体铝-空气燃料电池回液分管道(20-2)分别与单体铝-空气燃料电池出液口(9)相连，冲刷液回液分管道(23)分别与单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口(10)相连；反应室风机(27)的出风口与反应室风道(33)相连，反应室风道(33)上设置有与电堆中单体铝-空气燃料电池(I)数量相同的反应室分风道(31)，反应室分风道(31)分别与单体铝-空气燃料电池的排气口(11)相连；电堆风机(26)的出风口与电堆风道(34)相连，电堆风道(34)上设置有多个电堆风道出风口(32)，电堆风道出风口(32)位于电堆中两个相邻普通管结构单体铝-空气燃料电池之间，此外，电堆风道(34)上还设置有氧气转换开关(36)，转换开关上还设置有接氧气口(37);储液槽(25)上设置有支架(35) ?2.根据权利要求1所述集成化铝-空气燃料电池系统，其中，所述支架(35)用于支撑电堆风机(26)、反应室风机(27)、进液管道(19-1)、冲刷液进液管道(22)、反应室风道(33)和电堆风道(34)。3.根据权利要求1所述集成化铝-空气燃料电池系统，其中，所述单体铝-空气燃料电池是虹吸管结构单体铝-空气燃料电池，所述虹吸管结构单体铝-空气燃料电池包括单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)、铝合金电极(13)、铝合金电极集流体(2)、铝合金电极集流体连接孔(2-1)、集流体连接支撑(17)、铝合金电极绝缘封装(18)、铝合金电极导电连接(12)、空气电极(6)、空气电极集流体(3)、空气电极集流体连接孔(3-1)、单体铝-空气燃料电池反应室(5)、位于单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口(7)、单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)、虹吸管(15)、积液槽(14)、单体铝-空气燃料电池出液口(9)、单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)、气流通道(16)和排气口(11); 虹吸管结构单体铝-空气燃料电池的空气电极集流体(3)上设置有空气电极集流体连接孔(3-1)，空气电极(6)与空气电极集流体(3)相连并实现电导通，连接在一起的空气电极(6)和空气电极集流体(3)设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1) —起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室(5)，电解液和铝合金电极(13)均设置在该腔体内；铝合金电极集流体(2)上设置有铝合金电极集流体连接孔(2-1)，铝合金电极导电连接(12)将铝合金电极集流体(2)和铝合金电极(13)连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装(18)将铝合金电极导电连接(12)和铝合金电极集流体(2)包裹在其中，铝 合金电极绝缘封装(18)与由空气电极(6)和单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)形成的腔体一起构成一密闭腔体；单体铝-空气燃料电池进液口(7)、单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)、虹吸管(15)、积液槽(14)、单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)、单体铝-空气燃料电池出液口(9)、气流通道(16)和排气口(11)均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)上；单体铝-空气燃料电池进液口(7)与单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)相连，单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)与虹吸管(15)相连，虹吸管(15)与积液槽(14)相连，积液槽(14)与单体铝-空气燃料电池反应室(5)相连，单体铝-空气燃料电池反应室(5)与单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)相连，单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)与单体铝-空气燃料电池出液口(9)相连，单体铝-空气燃料电池反应室(5)与气流通道(16)相连，气流通道(16)与排气口(11)相连；铝合金电极集流体连接孔(2-1)用于实现铝合金电极集流体(2)和导电连接片(4)之间的连接，集流体连接支撑(17)用于支撑铝合金电极集流体(2)和导电连接片(4)之间的连接，空气电极集流体连接孔(3-1)用于实现空气电极集流体(3)和导电连接片(4)之间的连接。4.根据权利要求1所述集成化铝-空气燃料电池系统，其中，所述单体铝-空气燃料电池是普通管结构单体铝-空气燃料电池；所述普通管结构单体铝-空气燃料电池包括单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)、铝合金电极(13)、铝合金电极集流体(2)、铝合金电极集流体连接孔(2-1)、集流体连接支撑(17)、铝合金电极绝缘封装(18)、铝合金电极导电连接(12)、空气电极(6)、空气电极集流体(3)、空气电极集流体连接孔(3-1)、单体铝-空气燃料电池反应室(5)、位于单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的电解液、单体铝-空气燃料电池进液口(7)、单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)、单体铝-空气燃料电池出液口(9)、单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口(8)、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道(8-1)、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口(10)、气流通道(16)和排气口 (11)； 普通管结构单体铝-空气燃料电池的空气电极集流体(3)上设置有空气电极集流体连接孔(3-1)，空气电极(6)与空气电极集流体(3)相连并实现电导通，连接在一起的空气电极(6)和空气电极集流体(3)设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)上，与单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1) —起构成一腔体，形成单体铝-空气燃料电池反应室(5)，电解液和铝合金电极(13)均设置在该腔体内；铝合金电极集流体(2)上设置有铝合金电极集流体连接孔(2-1)，铝合金电极导电连接(12)将铝合金电极集流体(2)和铝合金电极(13)连接到一起并实现电导通，铝合金电极绝缘封装(18)将铝合金电极导电连接(12)和铝合金电极集流体(2)包裹在其中，铝合金电极绝缘封装(18)与由空气电极(6)和单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)形成的腔体一起构成一密闭腔体；单体铝-空气燃料电池进液口(7)、单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)、单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)、单体铝-空气燃料电池出液口(9)、单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口(8)、单体铝-空气燃料电池冲刷液流道(8-1)、单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口(10)、气流通道(16)和排气口(11)均设置在单体铝-空气燃料电池反应室外壳(5-1)上；单体铝-空气燃料电池进液口(7)与单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)相连，单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)与单体铝-空气燃料电池反应室(5)相连，单体铝-空气燃料电池反应室(5)与单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)相连，单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)与单体铝-空气燃料电池出液口(9)相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口(8)与单体铝-空气燃料电池冲刷液流道(8-1)相连，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道(8-1)与单体铝-空气燃料电池反应室(5)相连，此外，单体铝-空气燃料电池冲刷液流道(8-1)还与单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口(10)相连，单体铝-空气燃料电池反应室(5)与气流通道(16)相连，气流通道(16)与排气口(11)相连；铝合金电极集流体连接孔(2-1)用于实现铝合金电极集流体(2)和导电连接片(4)之间的连接，集流体连接支撑(17)用于支撑铝合金电极集流体⑵和导电连接片⑷之间的连接，空气电极集流体连接孔(3-1)用于实现空气电极集流体⑶和导电连接片⑷之间的连接。5.根据权利要求3或4所述集成化铝-空气燃料电池系统，其中，所述空气电极(6)和铝合金电极(13)之间不相接触，其间留有空间；电池反应室外壳(5-1)上的空气电极的数量是I个以上；电池反应室(5)内的铝合金电极的数量是I个以上。6.根据权利要求3或4所述集成化铝-空气燃料电池系统，其中，所述出液口(9)、进液口(7)、冲刷液进液口(8)、冲刷液出液口(10)以及排气口(11)可以根据需要设置在单体铝-空气燃料电池反应室(5)的不同位置。7.根据权利要求3或4所述集成化铝-空气燃料电池系统，其中，所述电源输出正极(28)、电源输出负极(29)、总进液管道(19)、进液管道(19-1)、进液分管道(19_2)、进液泵(21)、总回液管道(20)、回液分管道(20-1)、冲刷液进液管道(22)、冲刷液进液分管道(22-1)、冲刷液回液分管道(23)、储液槽(25)、反应室风机(27)、反应室风道(33)、反应室分风道(31)、电堆风机(26)、电堆风道(34)、电堆风道出风口(32)和支架(35)可以根据需要设置在铝-空气燃料电池电堆(30)周围不同的位置。8.—种根据权利要求3所述集成化铝-空气燃料电池系统的液流、气流控制方法，其特征在于:包括: 一、液流的控制如下: 所述集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，所述储液槽(25)中的电解液在进液泵(21)的作用下流入总进液管道(19)，所述总进液管道(19)中的电解液在进液泵(21)的作用下流入进液管道(19-1)，之后再流入进液分管道(19-2)，最后经单体铝-空气燃料电池进液口(7)流入单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)，继而先后流经虹吸管(15)、积液槽(14)流入单体铝-空气燃料电池反应室(5)，之后，单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的电解液经单体铝-空气燃料电池出液流道(9-1)由单体铝空气燃料电池出液口(9)流入回液分管道(20-1)，再流入总回液管道(20)，最后返回储液槽(25);在单体铝-空气燃料电池反应室(5)内产生的沉淀物也随着电解液的流动被带出单体铝-空气燃料电池反应室(5)，最终进入储液槽(25)，实现了电解液的循环以及维持系统温度恒定； 所述集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵(21)停止泵液，虹吸管(15)内的电解液、单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的电解液以及积液槽(14)内的电解液在虹吸原理作用下反向流动，经单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)，由单体铝-空气燃料电池进液口(7)流入进液分管道(19-2)，再流入进液管道(19-1)，在此虹吸作用下单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的电解液被排空，单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的沉淀物也被带出单体铝-空气燃料电池反应室(5); 二、气流的控制如下: 所述集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机(26)将空气引入电堆风道(34)，空气再由电堆风道出风口(32)进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，此时的氧气转换开关(36)接通电堆风道(34);在反应室风机(27)的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室(5)内产生的气体经气流通道(16)，由排气口(11)进入反应室分风道(31)，再经反应室风道(33)由反应室风机(27)排除到集成化铝-空气燃料电池系统之外； 所述集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机(27)的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道(33)，再经反应室分风道(31)由排气口(11)进入气流通道(16)，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室(5)内，实现单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的降温和干燥。9.一种根据权利要求4所述集成化铝-空气燃料电池系统的液流、气流控制方法，其特征在于:包括: 一、液流的控制如下: 所述集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，储液槽(25)中的电解液在进液泵(21)的作用下流入总进液管道(19)，总进液管道(19)中的电解液在进液泵(21)的作用下流入进液管道(19-1)，之后再进入进液分管道(19-2)，再由单体铝-空气燃料电池进液口(7)进入单体铝-空气燃料电池进液流道(7-1)，最终进入单体铝-空气燃料电池反应室(5)，此时的进液切换阀(24)接通进液管道(19-1);之后，单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的电解液经单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)，由单体铝空气燃料电池出液口(9)流入单体铝-空气燃料电池回液分管道(20-2)，之后经回液分管道(20-1)再流入总回液管道(20)，最后返回储液槽(25)，实现了电解液的循环以及维持系统温度恒定； 所述集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，当单体铝-空气燃料电池反应室(5)内积累了足够数量的沉淀物时，调节进液切换阀(24)接通冲刷液进液管道(22)，使电解液进入冲刷液进液管道(22)，之后再进入冲刷液进液分管道(22-1)，再由单体铝-空气燃料电池冲刷液进液口(8)进入单体铝-空气燃料电池冲刷液流道(8-1)，此后电解液裹带着单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的沉淀物一起由单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口(10)进入冲刷液回液分管道(23)，之后再进入回液分管道(20-1)，最终电解液与其中的沉淀物一起进入储液槽(25)； 集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，随着进液泵(21)停止泵液，单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的电解液分别经单体铝-空气燃料电池回液流道(9-1)和单体铝-空气燃料电池冲刷液流道(8-1)，由单体铝-空气燃料电池出液口(9)和单体铝-空气燃料电池冲刷液出液口(10)分别流入单体铝-空气燃料电池回液分管道(20-2)和冲刷液回液分管道(23)，之后再流入回液分管道(20-1)，最后经由总回液管道(20)返回储液槽(25)； 二、气流的控制如下: 所述集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，电堆风机(26)将空气引入电堆风道(34)，之后空气再由电堆风道出风口(32)进入铝-空气燃料电池电堆，给电堆提供更多的空气，提高集成化铝-空气燃料电池系统的输出功率，此时的氧气转换开关(36)接通电堆风道(34);在反应室风机(27)的排风力作用下，单体铝-空气燃料电池反应室(5)内产生的气体经气流通道(16)，由排气口(11)进入反应室分风道(31)，再经反应室风道(33)由反应室风机(27)排除到集成化铝-空气燃料电池系统之外； 所述集成化铝-空气燃料电池系统停止运行时，在反应室风机(27)的鼓风力作用下，空气被引入反应室风道(33)，再经反应室分风道(31)由排气口(11)进入气流通道(16)，最后进入单体铝-空气燃料电池反应室(5)内，实现单体铝-空气燃料电池反应室(5)内的降温和干燥。10.根据权利要求8或9所述集成化铝-空气燃料电池系统的液流、气流控制方法，其特征在于:集成化铝-空气燃料电池系统运行过程中，在气流的控制过程中，通过接氧气口(37)向电堆输入氧气以进一步提高系统的输出电压和输出功率，此时的氧气转换开关(36)接通接氧气P (37) ο
【专利摘要】本发明公开了一种集成化铝-空气燃料电池系统，包括铝-空气燃料电池电堆、导电连接片、电源输出正极、电源输出负极、总进液管道、进液泵、进液管道、总回液管道、冲刷液进液管道、冲刷液回液分管道、储液槽、反应室风机、反应室风道、电堆风机、电堆风道、接氧气口；铝-空气燃料电池电堆由两个或者更多的单体铝-空气燃料电池通过其间的电串联或者电并联或者串并混联的方式集成为一个整体。单体铝-空气燃料电池是普通管或者虹吸管结构。本发明的集成化铝-空气燃料电池系统实现了集成化铝-空气燃料电池系统高的输出电压和输出功率、温度恒定以及沉淀物和气体被及时排出系统，保证了系统的长时间大电流放电以及快速停堆、停止放电。
【IPC分类】H01M8/04, H01M12/06
【公开号】CN104900942
【申请号】CN201510219634
【发明人】王旭
【申请人】德阳东深新能源科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月30日
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