应用于金属空气电池的电解液循环系统

摘要

本公开涉及一种应用于金属空气电池的电解液循环系统，用于对金属空气电池的电解液进行循环，该电解液循环系统包括电解质箱、存储箱、电解液箱、电解液循环泵、过滤装置、电解液循环控制管、控制器。根据本公开实施例的电解液循环系统，能够实现电解液的自动配制，并过滤掉电解液中的电化学反应产物，提高各级单体电池组内各单体电池的电解液的电导率，降低各单体电池的内阻；通过对每一级的单体电池组，设置电解液循环控制管，能够确保进入同一单体电池组的各单体电池内部的电解液量的一致性，提高金属空气电池的放电能力。

权利要求

1.一种电解液循环系统，其特征在于，所述系统用于对金属空气电池的电解液进行循环，所述金属空气电池包括串联的多级单体电池组、每级单体电池组包括多个单体电池，所述系统包括：

电解质箱，用于存储电解质并向电解液箱输送电解质；

存储箱，用于存储溶剂并向电解液箱输送溶剂；

电解液箱，所述电解液箱的入口连接到所述电解质箱的出口和所述存储箱的溶剂出口，用于将接收的电解质和溶剂配制成电解液；

电解液循环泵，用于提供电解液循环的动力，包括循环初级泵及循环中继泵，所述循环初级泵串联在所述电解液箱与过滤装置的前置过滤器之间，所述循环中继泵串联在相邻的两级单体电池组之间；

过滤装置，用于过滤电解液，包括前置过滤器、中置过滤器、后置过滤器，所述前置过滤器串联在所述循环初级泵与第一级单体电池组之间，所述中置过滤器串联所述循环中继泵与下一级单体电池组之间，所述后置过滤器串联在最后一级单体电池组与所述电解液箱之间；

电解液循环控制管，包括分流控制管和合流控制管，分别用于控制电解液的分流与合流，所述分流控制管设置在每级单体电池组之前，所述合流控制管设置在每级单体电池组之后；

控制器，分别电连接所述电解质箱、所述存储箱、所述电解液箱、所述循环初级泵及所述循环中继泵，所述控制器用于：在所述金属空气电池正常工作的情况下，控制所述电解液箱将所述电解质箱输送的电解质以及所述存储箱输送的溶剂配制成电解液；

控制所述循环初级泵抽取所述电解液箱中的电解液，经过所述前置过滤器后，过滤后的电解液被输送至第一级单体电池组的分流控制管中分流，以使第一级单体电池组的多个单体电池的电化学反应能够进行，促使电化学反应进行的电解液被输送至第一级单体电池组的合流控制管中合流，合流后的电解液被输送至下一级单体电池组的分流控制管；

控制所述循环中继泵抽取所述循环中继泵之前的单体电池组的合流控制管中的电解液，经过所述中置过滤器后，过滤后的电解液被输送至所述循环中继泵之后的单体电池组的分流控制管；

其中，最后一级单体电池组的合流控制管输送出的电解液，经过所述后置过滤器后，循环回到所述电解液箱；

其中，所述存储箱还用于存储储存液，所述储存液用于充满串联的多级单体电池组，对各级单体电池组的金属阳极和空气阴极进行保护；

所述控制器还用于：

在所述金属空气电池停止工作的情况下，控制所述循环初级泵抽取所述存储箱中的储存液，经过所述前置过滤器后，过滤后的储存液被输送至第一级单体电池组的分流控制管中分流，分流后的储存液充满第一级单体电池组的多个单体电池，以使储存液保护第一级单体电池组的多个单体电池，充满后的储存液输送至第一级单体电池组的合流控制管中合流，合流后的储存液被输送至下一级单体电池组的分流控制管；

控制所述循环中继泵抽取所述循环中继泵之前的单体电池组的合流控制管中的储存液，经过所述中置过滤器后，过滤后的储存液被输送至所述循环中继泵之后的单体电池组的分流控制管；

其中，最后一级单体电池组的合流控制管输送出的储存液，循环回到所述存储箱。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：回收箱，所述回收箱的入口连接所述过滤装置的出口，用于回收过滤装置排出的含有电化学反应产物的电解液；

沉淀收集箱，所述沉淀收集箱的入口分别与所述回收箱和所述电解液箱的出口连接，用于收集电化学反应产物沉淀；

所述控制器还分别电连接所述回收箱和所述沉淀收集箱，所述控制器还用于：分别控制所述前置过滤器、所述中置过滤器及所述后置过滤器，将过滤后剩余的含有电化学反应产物的电解液输送至所述回收箱；

控制所述回收箱对含有电化学反应产物的电解液进行回收处理，将电化学反应产物沉淀输送至所述沉淀收集箱，将回收处理后的电解液输送至所述电解液箱；

在所述沉淀收集箱充满的情况下，控制所述沉淀收集箱对电化学反应产物沉淀进行处理。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电解液箱包括电解液配制组件，所述电解液配制组件包括：电解质入口、溶液入口、电解液出口、初滤器、搅拌装置、PH传感器、第一液位传感器，用于电解液的自动配制；

所述电解质入口与所述电解质箱的出口连接，用于接收所述电解质箱输送的电解质；

所述溶液入口与所述存储箱的溶剂出口连接，用于接收所述存储箱输送的溶剂；

所述搅拌装置，与所述控制器电连接，用于对电解液进行搅拌；

所述电解液出口，与所述循环初级泵的入口连接，用于将配制好的电解液输出至所述电解液循环系统；

所述初滤器，位于所述电解液出口处，用于过滤待输出至所述电解液循环系统的电解液；

所述PH传感器，与所述控制器电连接，用于监测电解液箱中电解液的PH值；

所述第一液位传感器，与所述控制器电连接，用于监测电解液箱中电解液的液位；

其中，所述控制器根据所述PH传感器和所述第一液位传感器的监测值，控制所述电解质入口输送的电解质和添加剂的量，以及所述溶液入口输送的溶剂的量，使所述电解液箱中配制的电解液的PH值处于第一预设范围内，液位大于或等于第一预设阈值，所述控制器还控制所述搅拌装置对配制的电解液进行搅拌，使电解质充分溶解；

所述控制器将配制好的电解液经过所述初滤器过滤后，将过滤后的电解液通过所述电解液出口输送至所述电解液循环系统。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电解液箱还包括：电加热器、缓冲器、第一温度传感器、第二温度传感器，用于对电解液加热；

所述电加热器，位于所述初滤器和所述循环初级泵入口之间，与所述控制器电连接，用于对电解液加热；

所述缓冲器，位于所述电加热器和所述循环初级泵入口之间，用于降低电解液的流速波动；

所述第一温度传感器，位于所述初滤器处，与所述控制器电连接，用于监测待参与循环的电解液的温度；

所述第二温度传感器，位于所述缓冲器内，与所述控制器电连接，用于监测经过电加热后的电解液的温度；

其中，所述控制器将所述初滤器过滤后的电解液，输送至所述电加热器加热，将加热后的电解液输送至所述缓冲器缓冲后，再输送至与所述电解液出口；

所述控制器根据所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的监测值，调整所述电加热器的加热功率。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电解液箱还包括：电解液回流口、第一沉淀排出阀、第一内置滤网，用于对循环回的电解液进行过滤，所述电解液回流口，位于所述电解液箱下部，与所述后置过滤器的出口连接，用于接收循环回所述电解液箱的电解液；

所述第一内置滤网，位于所述电解液回流口与所述电解液配制组件之间，用于将通过所述电解液回流口循环回的电解液进行过滤，其中，所述第一内置滤网上方的电解液为过滤后的电解液，所述第一内置滤网下方的电解液为过滤后剩余的含有电化学反应产物的电解液；

所述第一沉淀排出阀，位于所述第一内置滤网下方，所述电解液箱下部的出口处，与所述沉淀收集箱的入口连接，用于排出含有电化学反应产物的电解液至所述沉淀收集箱。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，针对所述过滤装置的每个过滤器，所述过滤器的入口处设置有第一压力传感器，出口处设置有第二压力传感器，所述第一压力传感器与所述第二压力传感器分别与所述控制器电连接，所述控制器还用于，根据所述第一压力传感器与所述第二压力传感器的监测值，控制所述过滤器执行冲洗操作。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述回收箱包括：回流泵、回流泵初滤器、第二液位传感器、第二内置滤网、过滤装置排液口、第二沉淀排出阀；

所述回流泵，与所述电解液箱的电解液回流口连接，用于将回收箱中的电解液回收至所述电解液箱；

所述回流泵初滤器，用于对通过回流泵的电解液过滤；

所述第二液位传感器，与所述控制器电连接，用于监测所述回收箱中的电解液量；

所述过滤装置排液口，位于所述回收箱下部，与所述前置过滤器、所述中置过滤器及所述后置过滤器的出口连接，用于接收待回收的含有电化学反应产物的电解液；

所述第二内置滤网，位于所述过滤装置排液口上方，所述回流泵、所述回流泵初滤器与所述第二液位传感器的下方，用于将所述过滤装置排液口回收的含有电化学反应产物的电解液进行过滤，其中，所述第二内置滤网上方的电解液为过滤后的电解液，所述第二内置滤网下方的电解液为过滤后剩余的含有电化学反应产物沉淀的电解液；

所述第二沉淀排出阀，位于所述第二内置滤网下方，所述回收箱下部的出口处，与所述沉淀收集箱的入口连接，用于排出含有电化学反应产物沉淀的电解液至所述沉淀收集箱；

其中，所述控制器根据所述第二液位传感器的监测得到的电解液量，在电解液量超过第二预设阈值的情况下，所述控制器控制所述回流泵，将所述第二内置滤网上方的电解液经过所述回流泵初滤器过滤后，回收至所述电解液箱；

所述沉淀收集箱包括第三液位传感器，所述第三液位传感器与所述控制器电连接，用于检测所述沉淀收集箱内收集的电化学反应产物沉淀量；

其中，所述控制器根据所述第三液位传感器的监测值，在电化学反应产物沉淀量超过第三预设阈值的情况下，对沉淀进行处理。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述存储箱包括第一存储箱和第二存储箱，所述第一存储箱用于存储所述储存液，所述第二存储箱用于存储所述溶剂，所述第一存储箱包括第一进液口、第四液位传感器、第一溶液流出控制阀，其中，所述第四液位传感器用于测量所述第一存储箱中储存液的量；

所述第二存储箱包括第二进液口、第五液位传感器、第二溶液流出控制阀，其中，所述第五液位传感器用于测量所述第二存储箱中溶剂的量；

其中，在所述金属空气电池停止工作的情况下，所述控制器打开第一溶液流出控制阀，控制所述循环初级泵将所述储存液充满各级单体电池组；

在所述金属空气电池正常工作，并且所述存储箱位于电解液箱上方的情况下，所述控制器打开第二溶液流出控制阀，将溶剂添加到所述电解液箱；

在所述金属空气电池正常工作，并且所述存储箱位于电解液箱下方的情况下，所述控制器打开第二溶液流出控制阀，通过所述循环初级泵将所述溶剂从所述存储箱抽入所述电解液箱。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括热交换器，所述热交换器用于调整各级单体电池组中电解液的温度，使各级单体电池组中电解液的温度处于第二预设范围内；

所述电解质箱设置有第三压力传感器，与所述控制器电连接，用于检测所述电解质箱内电解质的存储量；

其中，所述控制器根据所述第三压力传感器的监测值，提醒用户添加电解质。

说明书

应用于金属空气电池的电解液循环系统

技术领域

[0001] 本公开涉及燃料电池领域，尤其涉及一种应用于金属空气电池的电解液循环系统。

背景技术

[0002] 金属空气电池也称为金属燃料电池，是一种将金属材料的化学能量直接转换为电能的化学电源。金属空气电池具有原材料丰富、能量高、成本低、性能稳定等优点，具有广泛
的应用前景。然而，在将金属材料的化学能量转化为电能的过程中，放电产物容易在电池内
部集聚，降低空气阴极和金属阳极的放电能力。并且金属空气电池的电解液往往需要提前
配制，而提前配好的电解液容易吸收空气中的二氧化碳而产生碳酸盐，最终导致电解液失
效。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本公开提出了一种应用于金属空气电池的电解液循环系统。

[0004] 根据本公开的一方面，提供了一种电解液循环系统，所述系统用于对金属空气电池的电解液进行循环，所述金属空气电池包括串联的多级单体电池组、每级单体电池组包
括多个单体电池，

[0005] 所述系统包括：

[0006] 电解质箱，用于存储电解质并向电解液箱输送电解质；

[0007] 存储箱，用于存储溶剂并向电解液箱输送溶剂；

[0008] 电解液箱，所述电解液箱的入口连接到所述电解质箱的出口和所述存储箱的溶剂出口，用于将接收的电解质和溶剂配制成电解液；

[0009] 电解液循环泵，用于提供电解液循环的动力，包括循环初级泵及循环中继泵，所述循环初级泵串联在所述电解液箱与过滤装置的前置过滤器之间，所述循环中继泵串联在相
邻的两级单体电池组之间；

[0010] 过滤装置，用于过滤电解液，包括前置过滤器、中置过滤器、后置过滤器，所述前置过滤器串联在所述循环初级泵与第一级单体电池组之间，所述中置过滤器串联所述循环中
继泵与下一级单体电池组之间，所述后置过滤器串联在最后一级单体电池组与所述电解液
箱之间；

[0011] 电解液循环控制管，包括分流控制管和合流控制管，分别用于控制电解液的分流与合流，所述分流控制管设置在每级单体电池组之前，所述合流控制管设置在每级单体电
池组之后；

[0012] 控制器，分别电连接所述电解质箱、所述存储箱、所述电解液箱、所述循环初级泵及所述循环中继泵，所述控制器用于：

[0013] 在所述金属空气电池正常工作的情况下，控制所述电解液箱将所述电解质箱输送的电解质以及所述存储箱输送的溶剂配制成电解液；

[0014] 控制所述循环初级泵抽取所述电解液箱中的电解液，经过所述前置过滤器后，过滤后的电解液被输送至第一级单体电池组的分流控制管中分流，以使电解液参与第一级单
体电池组的多个单体电池的化学反应，反应后的电解液被输送至第一级单体电池组的合流
控制管中合流，合流后的电解液被输送至下一级单体电池组的分流控制管；

[0015] 控制所述循环中继泵抽取所述循环中继泵之前的单体电池组的合流控制管中的电解液，经过所述中置过滤器后，过滤后的电解液被输送至所述循环中继泵之后的单体电
池组的分流控制管；

[0016] 其中，最后一级单体电池组的合流控制管输送出的电解液，经过所述后置过滤器后，循环回到所述电解液箱。

[0017] 在一种可能的实现方式中，所述存储箱还用于存储储存液，所述储存液用于充满串联的多级单体电池组，对各级单体电池组的金属阳极和空气阴极进行保护；

[0018] 所述控制器还用于：在所述金属空气电池停止工作的情况下，控制所述循环初级泵抽取所述存储箱中的储存液，经过所述前置过滤器后，过滤后的储存液被输送至第一级
单体电池组的分流控制管中分流，分流后的储存液充满第一级单体电池组的多个单体电
池，以使储存液保护第一级单体电池组的多个单体电池，充满后的储存液输送至第一级单
体电池组的合流控制管中合流，合流后的储存液被输送至下一级单体电池组的分流控制
管；

[0019] 控制所述循环中继泵抽取所述循环中继泵之前的单体电池组的合流控制管中的储存液，经过所述中置过滤器后，过滤后的储存液被输送至所述循环中继泵之后的单体电
池组的分流控制管；其中，最后一级单体电池组的合流控制管输送出的储存液，循环回到所
述存储箱。

[0020] 在一种可能的实现方式中，所述系统还包括：回收箱，所述回收箱的入口连接所述过滤装置的出口，用于回收过滤装置排出的含有电化学反应产物的电解液；沉淀收集箱，所
述沉淀收集箱的入口分别与所述回收箱和所述电解液箱的出口连接，用于收集电化学反应
产物沉淀；

[0021] 所述控制器还分别电连接所述回收箱和所述沉淀收集箱，所述控制器还用于：分别控制所述前置过滤器、所述中置过滤器及所述后置过滤器，将过滤后剩余的含有电化学
反应产物的电解液输送至所述回收箱；控制所述回收箱对含有电化学反应产物的电解液进
行回收处理，将电化学反应产物沉淀输送至所述沉淀收集箱，将回收处理后的电解液输送
至所述电解液箱；在所述沉淀收集箱充满的情况下，控制所述沉淀收集箱对电化学反应产
物沉淀进行处理。

[0022] 在一种可能的实现方式中，所述电解液箱包括电解液配制组件，所述电解液配制组件包括：电解质入口、溶液入口、电解液出口、初滤器、搅拌装置、PH传感器、第一液位传感
器，用于电解液的自动配制；

[0023] 所述电解质入口与所述电解质箱的出口连接，用于接收所述电解质箱输送的电解质；所述溶液入口与所述存储箱的溶剂出口连接，用于接收所述存储箱输送的溶剂；所述搅
拌装置，与所述控制器电连接，用于对电解液进行搅拌；所述电解液出口，与所述循环初级
泵的入口连接，用于将配制好的电解液输出至所述电解液循环系统；所述初滤器，位于所述
电解液出口处，用于过滤待输出至所述电解液循环系统的电解液；所述PH传感器，与所述控
制器电连接，用于监测电解液箱中电解液的PH值；所述第一液位传感器，与所述控制器电连
接，用于监测电解液箱中电解液的液位；

[0024] 其中，所述控制器根据所述PH传感器和所述第一液位传感器的监测值，控制所述电解质入口输送的电解质和添加剂的量，以及所述溶液入口输送的溶剂的量，使所述电解
液箱中配制的电解液的PH值处于第一预设范围内，液位大于或等于第一预设阈值，所述控
制器还控制所述搅拌装置对配制的电解液进行搅拌，使电解质和添加剂充分溶解，不发生
沉淀；所述控制器将配制好的电解液经过所述初滤器过滤后，将过滤后的电解液通过所述
电解液出口输送至所述电解液循环系统。

[0025] 在一种可能的实现方式中，所述电解液箱还包括：电加热器、缓冲器、第一温度传感器、第二温度传感器，用于对电解液加热；

[0026] 所述电加热器，位于所述初滤器和所述循环初级泵入口之间，与所述控制器电连接，用于对电解液加热；所述缓冲器，位于所述电加热器和所述循环初级泵入口之间，用于
降低电解液的流速波动；所述第一温度传感器，位于所述初滤器处，与所述控制器电连接，
用于监测待参与循环的电解液的温度；所述第二温度传感器，位于所述缓冲器内，与所述控
制器电连接，用于监测经过电加热后的电解液的温度；

[0027] 其中，所述控制器将所述初滤器过滤后的电解液，输送至所述电加热器加热，将加热后的电解液输送至所述缓冲器缓冲后，再输送至与所述电解液出口；所述控制器根据所
述第一温度传感器和所述第二温度传感器的监测值，调整所述电加热器的加热功率。

[0028] 在一种可能的实现方式中，所述电解液箱还包括：电解液回流口、第一沉淀排出阀、第一内置滤网，用于对循环回的电解液进行过滤；

[0029] 所述电解液回流口，位于所述电解液箱下部，与所述后置过滤器的出口连接，用于接收循环回所述电解液箱的电解液；所述第一内置滤网，位于所述电解液回流口与所述电
解液配制组件之间，用于将通过所述电解液回流口循环回的电解液进行过滤，其中，所述第
一内置滤网上方的电解液为过滤后的电解液，所述第一内置滤网下方的电解液为过滤后剩
余的含有电化学反应产物的电解液；所述第一沉淀排出阀，位于所述第一内置滤网下方，所
述电解液箱下部的出口处，与所述沉淀收集箱的入口连接，用于排出含有电化学反应产物
的电解液至所述沉淀收集箱。

[0030] 在一种可能的实现方式中，针对所述过滤装置的每个过滤器，所述过滤器的入口处设置有第一压力传感器，出口处设置有第二压力传感器，所述第一压力传感器与所述第
二压力传感器分别与所述控制器电连接，所述控制器还用于，根据所述第一压力传感器与
所述第二压力传感器的监测值，控制所述过滤器执行冲洗操作。

[0031] 在一种可能的实现方式中，所述回收箱包括：回流泵、回流泵初滤器、第二液位传感器、第二内置滤网、过滤装置排液口、第二沉淀排出阀；

[0032] 所述回流泵，与所述电解液箱的电解液回流口连接，用于将回收箱中的电解液回收至所述电解液箱；所述回流泵初滤器，用于对通过回流泵的电解液过滤；所述第二液位传
感器，与所述控制器电连接，用于监测所述回收箱中的电解液量；所述过滤装置排液口，位
于所述回收箱下部，与所述前置过滤器、所述中置过滤器及所述后置过滤器的出口连接，用
于接收待回收的含有电化学反应产物的电解液；所述第二内置滤网，位于所述过滤装置排
液口上方，所述回流泵、所述回流泵初滤器与所述第二液位传感器的下方，用于将所述过滤
装置排液口回收的含有电化学反应产物的电解液进行过滤，其中，所述第二内置滤网上方
的电解液为过滤后的电解液，所述第二内置滤网下方的电解液为过滤后剩余的含有电化学
反应产物沉淀的电解液；所述第二沉淀排出阀，位于所述第二内置滤网下方，所述回收箱下
部的出口处，与所述沉淀收集箱的入口连接，用于排出含有电化学反应产物沉淀的电解液
至所述沉淀收集箱；

[0033] 其中，所述控制器根据所述第二液位传感器的监测得到的电解液量，在电解液量超过第二预设阈值的情况下，所述控制器控制所述回流泵，将所述第二内置滤网上方的电
解液经过所述回流泵初滤器过滤后，回收至所述电解液箱；

[0034] 所述沉淀收集箱包括第三液位传感器，所述第三液位传感器与所述控制器电连接，用于检测所述收集箱内收集的电化学反应产物沉淀量；其中，所述控制器根据所述第三
液位传感器的监测值，在电化学反应产物沉淀量超过第三预设阈值的情况下，对沉淀进行
处理。

[0035] 在一种可能的实现方式中，所述存储箱包括第一存储箱和第二存储箱，所述第一存储箱用于存储所述储存液，所述第二存储箱用于存储所述溶剂，所述第一存储箱包括第
一进液口、第四液位传感器、第一溶液流出控制阀，其中，所述第四液位传感器用于测量所
述第一存储箱中储存液的量；所述第二存储箱包括第二进液口、第五液位传感器、第二溶液
流出控制阀，其中，所述第五液位传感器用于测量所述第二存储箱中溶剂的量；

[0036] 其中，在所述金属空气电池停止工作的情况下，所述控制器打开第一溶液流出控制阀，控制所述循环初级泵将所述储存液充满各级单体电池组；在所述金属空气电池正常
工作，并且所述存储箱位于电解液箱上方的情况下，所述控制器打开第二溶液流出控制阀，
将溶剂添加到所述电解液箱；在所述金属空气电池正常工作，并且所述存储箱位于电解液
箱下方的情况下，所述控制器打开第二溶液流出控制阀，通过所述循环初级泵将所述溶剂
从所述存储箱抽入所述电解液箱。

[0037] 在一种可能的实现方式中，所述系统还包括热交换器，所述热交换器用于调整各级单体电池组中电解液的温度，使各级单体电池组中电解液的温度处于第二预设范围内；

[0038] 所述电解质箱设置有第三压力传感器，与所述控制器电连接，用于检测所述电解质箱内电解质的存储量；其中，所述控制器根据所述第三压力传感器的监测值，提醒用户添
加电解质。

[0039] 在本公开实施例中，所述电解液循环系统能够应用于不同类型的金属空气电池，实现不同类型的金属空气电池的电解液的循环；通过控制器对电解质箱、存储箱和电解液
箱的控制，能够实现电解液的自动配制；通过在所述系统中设置前置过滤器、中置过滤器和
后置过滤器，能够过滤掉电解液中的电化学反应产物，提高各级单体电池组内各单体电池
的电解液的电导率，降低各单体电池的内阻；通过对每一级的单体电池组，设置对应的分流
控制管和合流控制管，能够确保进入同一单体电池组的各单体电池内部的电解液量的一致
性，使得单体电池内部电化学反应面积保持一致，提高金属空气电池的放电能力。

[0040] 根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

[0041] 包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

[0042] 图1示出根据本公开实施例的电解液循环系统的示意图；

[0043] 图2示出根据本公开实施例的单体电池的示意图；

[0044] 图3示出根据本公开实施例的电解液循环系统的储存液循环示意图；

[0045] 图4示出根据本公开实施例的电解液循环系统的回收线路示意图；

[0046] 图5示出根据本公开实施例的应用于两级单体电池组的电解液循环系统的示意图；

[0047] 图6示出根据本公开实施例的电解液箱3的结构示意图；

[0048] 图7示出根据本公开实施例的存储箱2的结构示意图；

[0049] 图8示出根据本公开实施例的回收箱8的结构示意图；

[0050] 图9示出根据本公开实施例的控制器7的示意图。

具体实施方式

[0051] 以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除
非特别指出，不必按比例绘制附图。

[0052] 在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

[0053] 另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于
本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

[0054] 图1示出根据本公开实施例的电解液循环系统的示意图，如图1所示，所述系统用于对金属空气电池的电解液进行循环，所述金属空气电池包括串联的多级单体电池组B、每
级单体电池组B包括多个单体电池。

[0055] 所述系统包括：

[0056] 电解质箱1，用于存储电解质并向电解液箱3输送电解质；

[0057] 存储箱2，用于存储溶剂并向电解液箱3输送溶剂；

[0058] 电解液箱3，所述电解液箱3的入口连接到所述电解质箱1的出口和所述存储箱2的溶剂出口，用于将接收的电解质和溶剂配制成电解液；

[0059] 电解液循环泵，用于提供电解液循环的动力，包括循环初级泵41及循环中继泵42，所述循环初级泵41串联在所述电解液箱3与过滤装置的前置过滤器51之间，所述循环中继
泵42串联在相邻的两级单体电池组B之间；

[0060] 过滤装置，用于过滤电解液，包括前置过滤器51、中置过滤器52、后置过滤器53，所述前置过滤器51串联在所述循环初级泵41与第一级单体电池组B之间，所述中置过滤器52
串联所述循环中继泵42与下一级单体电池组B之间，所述后置过滤器53串联在最后一级单
体电池组B与所述电解液箱3之间；

[0061] 电解液循环控制管，包括分流控制管61和合流控制管62，分别用于控制电解液的分流与合流，所述分流控制管61设置在每级单体电池组B之前，所述合流控制管62设置在每
级单体电池组B之后；

[0062] 控制器7，分别电连接所述电解质箱1、所述存储箱2、所述电解液箱3、所述循环初级泵41及所述循环中继泵42，所述控制器7用于：

[0063] 在所述金属空气电池正常工作的情况下，控制所述电解液箱3将所述电解质箱1输送的电解质以及所述存储箱2输送的溶剂配制成电解液；

[0064] 控制所述循环初级泵41抽取所述电解液箱3中的电解液，经过所述前置过滤器51后，过滤后的电解液被输送至第一级单体电池组B的分流控制管61中分流，以使电解液参与
第一级单体电池组B的多个单体电池的化学反应，反应后的电解液被输送至第一级单体电
池组B的合流控制管62中合流，合流后的电解液被输送至下一级单体电池组B的分流控制管
61；

[0065] 控制所述循环中继泵42抽取所述循环中继泵42之前的单体电池组B的合流控制管62中的电解液，经过所述中置过滤器52后，过滤后的电解液被输送至所述循环中继泵42之
后的单体电池组B的分流控制管61；

[0066] 其中，最后一级单体电池组B的合流控制管62输送出的电解液，经过所述后置过滤器后53，循环回到所述电解液箱3。

[0067] 通过这种方式，上述电解液循环系统能够应用于不同类型的金属空气电池，实现不同类型的金属空气电池的电解液的循环；通过控制器7对电解质箱1、存储箱2和电解液箱
3的控制，能够实现电解液的自动配制；通过设置前置过滤器51、中置过滤器52和后置过滤
器53，能够过滤掉电解液中的电化学反应产物，提高各级单体电池组内各单体电池的电解
液的电导率，降低各单体电池的内阻；通过对每一级的单体电池组B设置对应的分流控制管
61和合流控制管62，能够确保进入同一单体电池组B的各单体电池内部的电解液量的一致
性，使得单体电池内部电化学反应面积保持一致，提高金属空气电池的放电能力。

[0068] 在一种可能的实现方式中，金属空气电池，是以电极电位为负的金属为负极，例如镁、铝、锌、汞、铁等，以空气或氧气作正极的活性物质。所述空气电池可以是铝空气电池、锌
空气电池、或者镁空气电池，本公开对金属空气电池的具体类型不做限制。

[0069] 在一种可能实现的方式中，所述金属空气电池包括串联的多级单体电池组B，每级单体电池组包括多个单体电池。其中，每级单体电池组包括单体电池的数量可以相同也可
以不同。例如，所述金属空气电池可包括串联的三级单体电池组B，第一级单体电池组B可包
括6个单体电池，第二级单体电池组B可同样包括6个单体电池，最后一级(第三级)单体电池
组可包括4个单体电池。应当理解，本公开对金属空气电池中所串联的多级单体电池组B的
级数，以及每级单体电池组B所包括单体电池数量不作限制。

[0070] 在一种可能实现的方式中，图2示出根据本公开实施例的单体电池的示意图，如图2所示，每个单体电池可由两个侧板B02、两个空气阴极B01、和一个金属阳极B00构成。例如，
假设单体电池为铝金属单体电池，铝金属单体电池的电解液采用4mol/L的氢氧化钾(KOH)
溶液，铝金属单体电池的两个侧板可防止氢氧化钾溶液侧漏，铝阳极为高纯铝板，空气阴极
2
的截面积为100mm。应当理解，本公开对单体电池的型号和规格不作限制。

[0071] 在一种可能实现的方式中，如图1所示，图中黑色箭头的方向，指示了在金属空气电池正常工作的情况下，电解液循环系统的循环方式。图中虚线表示控制器7与电解质箱1、
所述存储箱2、所述电解液箱3、所述循环初级泵41及所述循环中继泵42电连接，可实现对电
解液循环系统的检测与控制。

[0072] 图中标记有省略号的虚线框，表示电解液循环系统不仅可包括第一级单体电池组B、最后一级单体电池组B，还可以包括多级单体电池组B，例如，第二级单体电池组B、第三级
单体电池组B、第四级单体电池组B等，本公开对串联的单体电池组B的级数不作限制。

[0073] 其中，每一级的单体电池组B可配制一个分流控制管61及合流控制管62，也即，每一级的单体电池组B的入口与分流控制管61的出口连接，每一级单体电池组B的出口与合流
控制管62的入口连接。分流控制管61可将电解液均匀分配给所连接的单体电池组。

[0074] 在一种可能实现的方式中，所述系统可包括一个或多个循环中继泵42。循环中继泵42位于相邻的两级单体电池组B之间，可设置在上一级单体电池组B的合流控制管62的出
口与本级的单体电池组B的分流控制管61入口之间。可每隔一级或多级单体电池组B放置一
个，本公开不作限制。

[0075] 通过每隔一级或多级单体电池组B放置一个循环中继泵42，可防止随着电解液循环系统串联的单体电池组B的级数的增大，后级串联的单体电池组B的电解液入口会有较大
的阻力，电解液循环速度会降低，会有电化学反应产物沉淀在单体电池组B内部，降低电解
液的电导率，降低电池的放电效率。

[0076] 在一种可能实现的方式中，所述系统还可以包括一个或多个中置过滤器52，中置过滤器52与循环中继泵42可成对出现，用于对循环中继泵42输出的电解液进行过滤处理。
每一个中置过滤器52的入口与对应的循环中继泵42的出口连接，中置过滤器52的出口与下
一级的单体电池组B的分流控制管61的入口连接。循环中继泵42与中置过滤器52的数目和
位置可根据电解液循环系统的需求进行调整，本公开不作限制。

[0077] 上文描述了在金属空气电池正常工作的情况下，电解液循环系统的循环方式。

[0078] 图3示出根据本公开实施例的电解液循环系统的储存液循环示意图。在一种可能实现的方式中，所述存储箱2还用于存储储存液，所述储存液用于在金属空气电池停止工作
的情况下，充满串联的多级单体电池组B，对各级单体电池组B的金属阳极和空气阴极进行
保护；

[0079] 所述控制器7还用于：

[0080] 在所述金属空气电池停止工作的情况下，控制所述循环初级泵41抽取所述存储箱2中的储存液，经过所述前置过滤器51后，过滤后的储存液被输送至第一级单体电池组B的
分流控制管中分流61，分流后的储存液充满第一级单体电池组B的多个单体电池，以使储存
液保护第一级单体电池组B的多个单体电池，充满后的储存液输送至第一级单体电池组B的
合流控制管62中合流，合流后的储存液被输送至下一级单体电池组B的分流控制管61；

[0081] 控制所述循环中继泵42抽取所述循环中继泵42之前的单体电池组B的合流控制管62中的储存液，经过所述中置过滤器52后，过滤后的储存液被输送至所述循环中继泵42之
后的单体电池组B的分流控制管61；

[0082] 其中，最后一级单体电池组B的合流控制管62输送出的储存液，循环回到所述存储箱2。

[0083] 通过这种方式，在金属空气电池停止工作的情况下，将储存液充满各级单体电池组B，能够降低金属空气电池在暂停使用状态情况下的自放电，还能够防止电解液干涸阻塞
金属空气电池的空气阴极的传质通道，以及空气中的二氧化碳在电解液干涸过程中，发生
反应生成的碳酸盐阻塞空气阴极的气体传质通道。

[0084] 举例来说，如图3虚线的箭头所示，在金属空气电池停止工作的情况下，控制器7可控制各级单体电池组B排空电解液，并将存储箱2内的储存液按照图3虚线箭头指示的循环
路线，充满各级单体电池组B，对各级单体电池组B的金属阳极和空气阴极进行保护。

[0085] 其中，图3标记有省略号的虚线框，与上文中图1所示的虚线框一样，表示电解液循环系统可以包括多级单体电池组B、多级单体电池组B配套的分流控制管61和合流控制管
62、及每隔一级或多级单体电池组B设置的循环中继泵42和中置过滤器52，此处不再赘叙。

[0086] 如上所述，本公开实施例的电解液循环系统，在金属空气电池正常工作或停止工作的情况下，可分别按照图1和图3所示的路线执行操作。而且，该电解液循环系统还可以对
系统中产生的电化学反应产物进行回收处理。

[0087] 图4示出根据本公开实施例的电解液循环系统的回收线路示意图，如图4所示，所述系统还包括：

[0088] 回收箱8，所述回收箱的入口连接所述过滤装置的出口，用于回收过滤装置排出的含有电化学反应产物的电解液；

[0089] 沉淀收集箱9，所述沉淀收集箱9的入口分别与所述回收箱8和所述电解液箱3的出口连接，用于收集电化学反应产物沉淀；

[0090] 所述控制器7还分别电连接所述回收箱8和所述沉淀收集箱9，所述控制器7还用于：

[0091] 分别控制所述前置过滤器51、所述中置过滤器52及所述后置过滤器53，将过滤后剩余的含有电化学反应产物的电解液输送至所述回收箱8；

[0092] 控制所述回收箱8对含有电化学反应产物的电解液进行回收处理，将电化学反应产物沉淀输送至所述沉淀收集箱9，将回收处理后的电解液输送至所述电解液箱3；

[0093] 在所述沉淀收集箱9充满的情况下，控制所述沉淀收集箱9对电化学反应产物沉淀进行处理。

[0094] 通过这种方式，可在电解液循环过程中，对含有电化学反应产物的电解液进行过滤，使电解液与电化学反应沉淀分离，回收电解液，提高电解液循环过程中电解液的电导
率，使金属空气电池能够长时间工作在适合的电解液条件下。

[0095] 举例来说，如图4中灰色箭头指示的路线所示，控制器7可控制该电解液循环系统，对含有电化学反应产物的电解液进行回收处理。

[0096] 图4标记有省略号的虚线框，与上文中图1所示的虚线框一样，表示电解液循环系统可以包括多级单体电池组B、多级单体电池组B配套的分流控制管61和合流控制管62、及
每隔一级或多级单体电池组B设置的循环中继泵42和中置过滤器52，此处不再赘叙。

[0097] 其中，与最后一级单体电池组B的分流控制管61入口处连接的中置过滤器52相同，控制器7可控制虚线框中的中置过滤器52将过滤后剩余的含有电化学反应产物的电解液输
送至回收箱8。

[0098] 下面以两级单体电池组的电解液循环系统为例，对本公开实施例的电解液循环系统进行展开说明。应当理解，本公开对电解液循环系统包括的单体电池组B的级数不作限
制，可以包括一级，两级或多级的单体电池组B。

[0099] 图5示出根据本公开实施例的应用于两级单体电池组的电解液循环系统的示意图，如图5所示，其中金属空气电池包括串联的2级单体电池组B。

[0100] 如图5所示，该电解液循环系统包括：电解质箱1、存储箱2、电解液箱3、循环初级泵41、循环中继泵42、前置过滤器51、中置过滤器52、后置过滤器53、分流控制管61、合流控制
管62、控制器7、回收箱8、沉淀收集箱9。

[0101] 举例来说，如图5中黑色实箭头指示的路线所示，在各级单体电池组B正常工作的情况下，控制器7控制电解液箱3将电解质箱1输送的电解质以及存储箱2输送的溶剂(例如
去离子水)配制成电解液；

[0102] 其中，在配制电解液的过程中，当存储箱2位于电解液箱3下方的情况下，如图5中灰色虚线箭头所示，循环初级泵41可将溶剂从存储箱2抽入电解液箱3中。

[0103] 然后，控制器7控制循环初级泵41抽取电解液箱3中的电解液，经过前置过滤器51过滤后的电解液被输送至第一级单体电池组B的分流控制管61中分流，以使电解液参与第
一级单体电池组B的6个单体电池的化学反应，反应后的电解液被输送至第一级单体电池组
B的合流控制管62中合流；

[0104] 控制器7控制循环中继泵42，抽取第一级单体电池组B的合流控制管62中的电解液，经过中置过滤器52后，过滤后的电解液被输送至第二级单体电池组的分流控制管61中
分流，以使电解液参与第二级单体电池组B的6个单体电池的化学反应，反应后的电解液被
输送至第二级单体电池组B的合流控制管62中合流，合流后的电解液经过后置过滤器53过
滤后，循环回电解液箱3。

[0105] 举例来说，如图5中黑色虚线箭头指示的路线所示，在各级单体电池组B停止工作的情况下，控制器7可控制各级单体电池组B排空电解液，并将存储箱2内的储存液充满各级
单体电池组，对各级单体电池组B的金属阳极和空气阴极进行保护；

[0106] 也即，控制器7控制循环初级泵41抽取存储箱2中的储存液，经过前置过滤器51后，过滤后的储存液被输送至第一级单体电池组B的分流控制管61中分流，以使分流后的储存
液充满第一级单体电池组B的6个单体电池，充满后的储存液输送至第一级单体电池组B的
合流控制管62中合流；

[0107] 控制器7控制循环中继泵42，抽取第一级单体电池组B的合流控制管62中的储存液，经过所述中置过滤器52后，过滤后的储存液被输送至第二级单体电池组的分流控制管
61中分流，以使分流后的储存液充满第二级单体电池组B的6个单体电池，充满后的储存液
输送至第二级单体电池组B的合流控制管62中合流，合流后的储存液循环回到存储箱2。

[0108] 举例来说，如图5中灰色箭头指示的路线所示，控制器7可控制该电解液循环系统，对含有电化学反应产物的电解液进行回收处理；

[0109] 也即，控制器7分别控制前置过滤器51、中置过滤器52及后置过滤器53，将过滤后剩余的含有电化学反应产物的电解液输送至回收箱8；并控制回收箱8对含有电化学反应产
物的电解液进行回收处理，将电化学反应产物沉淀输送至所述沉淀收集箱9，将回收处理后
的电解液输送至所述电解液箱3；

[0110] 其中，在沉淀收集箱9充满的情况下，控制器7控制沉淀收集箱9对电化学反应产物沉淀进行处理。

[0111] 为了实现上述电解液循环系统的功能，控制器7可控制该系统的各部件(即图5虚线框中标号的各部件)协同工作，下面对各部件展开说明。

[0112] 在一种可能的实现方式中，电解质箱1，用于存储电解质并向电解液箱3输送电解质。

[0113] 其中，电解质箱1可在出口处设置第五电磁阀12，第五电磁阀12与控制器7电连接，控制器7通过控制第五电磁阀12向电解液箱3添加电解质，调整电解液的PH值。

[0114] 所述电解质箱1设置有第三压力传感器11，与所述控制器7电连接，用于检测所述电解质箱1内电解质的存储量；

[0115] 其中，所述控制器7根据所述第三压力传感器11的监测值，提醒用户添加电解质。

[0116] 举例来说，第三压力传感器11位于电解质箱的底部，控制器7通过第三压力传感器11检测到的压力值，可知电解质箱1内电解质的重量，在第三压力传感器11的监测值小于第
四预设阈值的情况下，提醒用户添加电解质。本公开对第四预设阈值的具体取值不作限制。

[0117] 其中，电解质箱3的容量可以为3L，本公开对电解质箱1的容量不作限制。

[0118] 通过这种方式，设置第五电磁阀12可以使电解质箱1根据系统需求，实时调整向电解液箱3输送的电解质量；通过设置第三压力传感器11，可以保证循环系统的稳定性，防止
因缺少电解质而导致的金属空气电池不能正常工作的情况。

[0119] 在一种可能的实现方式中，电解液箱3，用于将接收的电解质和溶剂配制成电解液。图6示出根据本公开实施例的电解液箱的结构示意图，如图6所示，该电解液箱可包括：
电解质入口31、溶液入口32、电解液出口33、初滤器34、搅拌装置35、PH传感器36、第一液位
传感器37、电加热器38、缓冲器39、第一温度传感器310、第二温度传感器311、第一内置滤网
312、电解液回流口313、第一沉淀排出阀314。下面对电解液箱3的各部件31～314展开说明。

[0120] 在一种可能的实现方式中，如图6所示，所述电解液箱3包括电解液配制组件，所述电解液配制组件包括：电解质入口31、溶液入口32、电解液出口33、初滤器34、搅拌装置35、
PH传感器36、第一液位传感器37，用于电解液的自动配制；

[0121] 所述电解质入口31与所述电解质箱1的出口连接，用于接收所述电解质箱1输送的电解质；

[0122] 所述溶液入口32与所述存储箱2的溶剂出口连接，用于接收所述存储箱2输送的溶剂；

[0123] 所述搅拌装置35，与所述控制器7电连接，用于对电解液进行搅拌；

[0124] 所述电解液出口33，与所述循环初级泵41的入口连接，用于将配制好的电解液输出至所述电解液循环系统；

[0125] 所述初滤器34，位于所述电解液出口33处，用于过滤待输出至所述电解液循环系统的电解液；

[0126] 所述PH传感器36，与所述控制器7电连接，用于监测电解液箱3中电解液的PH值；

[0127] 所述第一液位传感器37，与所述控制器7电连接，用于监测电解液箱3中电解液的液位；

[0128] 其中，所述控制器7根据所述PH传感器36和所述第一液位传感器37的监测值，控制所述电解质入口32输送的电解质和添加剂的量，以及所述溶液入口32输送的溶剂的量，使
所述电解液箱3中配制的电解液的PH值处于第一预设范围，液位大于或等于第一预设阈值，

[0129] 所述控制器7还控制所述搅拌装置35对配制的电解液进行搅拌，使电解质和添加剂充分溶解且浓度分布均匀；

[0130] 所述控制器7将配制好的电解液经过所述初滤器34过滤后，将过滤后的电解液通过所述电解液出口33输送至所述电解液循环系统。

[0131] 举例来说，假设第一预设范围可为10～13，当PH传感器36监测到的PH值大于13，说明电解液中电解质的含量比较高，控制器7可控制存储箱2向溶液入口32输送溶剂，直至PH
传感器36监测到的PH值在10～13的范围内，存储箱2停止向溶液入口32输送溶剂。

[0132] 当PH传感器36监测到的PH值小于10，说明电解液中电解质的含量比较低，控制器7可控制电解质箱1向电解质入口31输送电解质，直至PH传感器36监测到的PH值在10～13的
范围内，电解质箱1停止向电解质入口31输送电解质。

[0133] 其中，第一预设范围可根据具体的金属空气电池的电解情况确定，本公开对第一预设范围不作限制。

[0134] 假设电解液箱3的容量为1L，第一预设阈值为0.8L，在第一液位传感器37检测到的液位小于0.8L的情况下，控制器7可控制电解质箱1与存储箱2，按照可以使电解液的PH值在
10～13的范围内的比例，分别向电解质入口31输送电解质，向溶液入口32输送溶剂，直至第
一液位传感器37检测到的液位大于或等于0.8L。

[0135] 其中，第一预设阈值可根据电解液箱的容量的确定，本公开对第一预设阈值不作限制。

[0136] 在上述过程中，在电解质箱1向电解质入口31输送电解质和\或存储箱2向溶液入口32输送溶剂的情况下，控制器7还控制所述搅拌装置35对添加电解质和\或溶剂的电解液
进行搅拌，使电解液更加均匀。

[0137] 搅拌均匀的电解液经过初滤器34过滤后，控制器7可控制循环初级泵41将过滤后的电解液通过电解液出口33抽送至电解液循环系统。

[0138] 其中，搅拌装置可以为通过电机驱动的装置，通过控制器7控制电机转动，进而控制搅拌装置对电解液进行搅拌。

[0139] 通过这种方式，可以实现电解液的自动配制，并且可以实时调整电解液的PH值，以及电解液箱3中电解液的容量，保证可以持续稳定的对电解液循环系统提供电解液。

[0140] 在一种可能的实现方式中，如图6所示，所述电解液箱3还包括：电加热器38、缓冲器39、第一温度传感器310、第二温度传感器311，用于对电解液加热；

[0141] 所述电加热器38，位于所述初滤器34和所述循环初级泵41入口之间，与所述控制器7电连接，用于对电解液加热；

[0142] 所述缓冲器39，位于所述电加热器38和所述循环初级泵41入口之间，用于降低电解液的流速波动；

[0143] 所述第一温度传感器310，位于所述初滤器34处，与所述控制器7电连接，用于监测待参与循环的电解液的温度；

[0144] 所述第二温度传感器311，位于所述缓冲器39内，与所述控制器7电连接，用于监测经过电加热后的电解液的温度；

[0145] 其中，所述控制器7将所述初滤器34过滤后的电解液，输送至所述电加热器38加热，将加热后的电解液输送至所述缓冲器39缓冲后，再输送至与所述电解液出口；

[0146] 所述控制器根据所述第一温度传感器310和所述第二温度传感器311的监测值，调整所述电加热器38的加热功率。

[0147] 举例来说，控制器7可将初滤器34过滤后的电解液，输送至电加热器38加热。第一温度传感器310位于初滤器34出，假设预设的温度阈值为20℃，当第一温度传感器310监测
的温度值小于20℃，控制器7开启电加热器38，对电加热器38周围的电解液进行加热；当第
一温度传感器310监测的温度值大于或等于20℃，控制器7关闭电加热器38，停止对电加热
器38周围电解液的加热。应当理解，本公开仅以温度阈值为20℃为例，对具体的预设的温度
阈值不作限制。

[0148] 当加热后的电解液输送至缓冲器39，缓冲器39可降低电解液的流速波动，位于缓冲器39内的第二温度传感器311，可监测经过电加热后的电解液的温度。控制器7可根据第
二温度传感器311与第一温度传感器310监测的温度差值，控制电加热器38的加热功率。其
中，在差值越来越大的情况下，控制器7可提高电加热器38的加热功率，使第二温度传感器
311与第一温度传感器310监测的温度差值处于适合的范围内。

[0149] 通过这种方式，也即根据第一温度传感器310和第二温度传感器311，控制器7可实时调整电加热器的工作状态，能够实时调整电解液箱3中电解液的温度，为所述电解液循环
系统提供合适温度的电解液。

[0150] 在一种可能的实现方式中，如图6所示，所述电解液箱3还包括：电解液回流口313、第一沉淀排出阀314、第一内置滤网312，用于对循环回的电解液进行过滤，

[0151] 所述电解液回流口313，位于所述电解液箱下部，与所述后置过滤器53的出口连接，用于接收循环回所述电解液箱3的电解液；

[0152] 所述第一内置滤网312，位于所述电解液回流口313与所述电解液配制组件之间，用于将通过所述电解液回流口313循环回的电解液进行过滤，其中，所述第一内置滤网312
上方的电解液为过滤后的电解液，所述第一内置滤网312下方的电解液为过滤后剩余的含
有电化学反应产物的电解液；

[0153] 所述第一沉淀排出阀314，位于所述第一内置滤网312下方，所述电解液箱3下部的出口处，与所述沉淀收集箱9的入口连接，用于排出含有电化学反应产物的电解液至所述沉
淀收集箱9。

[0154] 举例来说，第一内置滤网312可位于电解液箱3偏下的位置，将电解液箱3分隔成两部分。电解液回流口313位于第一内置滤网312的下方，可以将后置过滤器53送入的电解液，
也即经过回流的电解液，从下向上溢流，使第一内置滤网312可以将回流电解液中的电化学
反应产物过滤掉。也即，第一内置滤网312上方的电解液为过滤后的电解液，可继续参与电
解液的循环。第一沉淀排出阀314也位于第一内置滤网312的下方，可以将电解液箱3中剩余
的含有电化学反应产物的电解液排放到沉淀收集箱9。

[0155] 通过这种方式，可实现电解液的循环，还可将循环回电解液箱3中的电解液进行过滤后重复利用，提高电解液的利用率。

[0156] 在一种可能的实现方式中，存储箱2，用于存储在金属空气电池正常工作情况下向电解液箱3输送的溶剂，以及在金属空气电池停止工作的情况下，可充满单体电池组B的储
存液。

[0157] 图7示出根据本公开实施例的存储箱2的结构示意图，如图7所示，所述存储箱2包括第一存储箱21和第二存储箱22，所述第一存储箱21用于存储所述储存液，所述第二存储
箱22用于存储所述溶剂，

[0158] 所述第一存储箱21包括第一进液口211、第四液位传感器212、第一溶液流出控制阀213，其中，所述第四液位传感212器用于测量所述第一存储箱21中储存液的量；

[0159] 所述第二存储箱22包括第二进液口221、第五液位传感器222、第二溶液流出控制阀223，其中，所述第五液位传感器222用于测量所述第二存储箱22中溶剂的量；

[0160] 其中，在所述金属空气电池停止工作的情况下，所述控制器9打开第一溶液流出控制阀213，控制所述循环初级泵41将所述储存液充满各级单体电池组B；

[0161] 在所述金属空气电池正常工作，并且所述存储箱2位于电解液箱3上方的情况下，所述控制器9打开第二溶液流出控制阀223，将溶剂添加到所述电解液箱3；

[0162] 在所述金属空气电池正常工作，并且所述存储箱2位于电解液箱3下方的情况下，所述控制器9打开第二溶液流出控制阀223，通过所述循环初级泵41将所述溶剂从所述存储
箱2抽入所述电解液箱3。

[0163] 举例来说，在所述金属空气电池停止工作的情况下，为了对各级单体电池组的金属阳极和空气阴极进行保护，降低金属阳极的自放电，防止电解液干涸后堵塞空气阴极的
进气通道。控制器9可打开第一存储箱21出口(即存储箱2储存液出口)处的第一溶液流出控
制阀213，控制循环初级泵41将储存液充满各级单体电池组B。

[0164] 其中，第四液位传感212器用于测量第一存储箱21中储存液的量，控制器9还可根据第四液位传感器212监测的液位值，在液位值接近0，也即第一存储箱12中存储的储存液
快到底部的情况下，可提醒用户添加储存液。

[0165] 在所述金属空气电池正常工作，在PH传感器36监测到的PH值大于第一预设范围和\或第一液位传感器37检测到的液位小于第一预设阈值，控制器7可控制第二存储箱22向
电解液箱3添加溶剂。

[0166] 第二存储箱22向电解液箱3添加溶剂，可以有两种实现方式：当所述存储箱2位于电解液箱3上方的情况下，控制器9打开第二存储箱22出口(即存储箱2溶剂出口)处的第二
溶液流出控制阀223，可将溶剂添加到电解液箱3(如图5中由存储箱2指向电解液箱3的黑色
箭头所示)；当所述存储箱2位于电解液箱3下方的情况下，控制器9可打开第二存储箱22出
口处的第二溶液流出控制阀223，并通过循环初级泵41将溶剂从存储箱2抽入电解液箱3(如
图5中灰色虚线箭头所示)。

[0167] 其中，通过第二存储箱22中的第五液位传感器222，可计量抽取到电解液箱3中溶剂的量，也即，控制器9可根据第五液位传感器222监测的液位值，控制第二溶液流出控制阀
223的开启与关闭，调整第二存储箱22向电解液箱3添加溶剂的量。并且，控制器9还可根据
第五液位传感器222监测的液位值，在液位值接近0，也即第二存储箱22中存储的溶剂快到
底部的情况下，可提醒用户添加溶剂。

[0168] 应当理解，第一存储箱21用于存储的储存液，可以为去离子水、石蜡油等，第二存储箱22用于存储的溶剂，可以为去离子水等溶剂。第一存储箱21用于存储的储存液与第二
存储箱22用于存储的溶剂可以相同，也可以不同，本公开对溶剂与储存液的类型不作限制。

[0169] 其中，第一存储箱21与第二存储箱22的存储容量可以相同也可以不同，例如，假设存储箱2的容量为5L，第一存储箱21与第二存储箱22的存储容量可以均为2.5L，也可以第一
存储箱21的容量为2L，第二存储箱22的容量为3L。本公开对存储箱2，以及第一存储箱21与
第二存储箱22具体的存储容量不作限制。

[0170] 通过这种方式，存储箱2可存储在金属空气电池正常工作的情况下，循环系统所需的溶剂，以及在金属空气电池停止工作的情况下，循环系统所需的储存液。不仅可提供配制
电解液所需的溶剂，还可以储存各级单体电池组B长期存放需要注入的储存液，可对金属阳
极和空气阴极进行保护，降低金属阳极的自放电，防止电解液干涸后堵塞空气阴极的进气
通道。

[0171] 在一种可能的实现方式中，电解液循环泵包括循环初级泵41及循环中继泵42，循环初级泵41和循环中继泵42可为电解液的循环提供动力，并根据各级单体电池组B的工作
状态提供电解液循环流量。

[0172] 在电解液循环流量小的情况下，电化学反应产物会在各级单体电池组B内部沉积，堵塞各级单体电池组B的电解液入口，降低各级单体电池组B的放电效率；在电解液循环流
量大的情况下，各级单体电池组B内部的压力会变高，容易将空气阴极的催化层冲刷掉，不
仅会提高单体电池组B的密封要求，增大工艺难度，还容易引起各级单体电池组B的漏液。

[0173] 其中，循环初级泵41随电解液循环系统的启动而启动，启动后可一直运行，循环初级泵41进口可通过管路与电解液箱3中的初滤器34相连，用以滤除从电解液箱3中吸取的电
解液中析出的电化学反应产物。循环初级泵41将电解液从电解液箱3抽出并不断地将电解
液传输给电解液循环系统。控制器7可根据单体电池组B的工作状态调整循环初级泵41，从
而调整电解液循环的流量。

[0174] 其中，循环中继泵42位于第一级单体电池组B与第二级单体电池组B之间，进一步为电解液循环提供动力，可减小第二级串联的单体电池组B的电解液入口的阻力，即降低第
一级单体电池组B与第二级单体电池组B之间的压力差，提高电解液循环速度，防止电化学
反应产物沉淀在单体电池组B内部聚集，提高电解液的电导率与金属空气电池的放电效率。

[0175] 通过这种方式，控制器7可根据各级单体电池组B的工作状态，分别调整循环初级泵41和循环中继泵42，从而调整电解液循环的循环流量。

[0176] 在一种可能的实现方式中，所述过滤装置包括前置过滤器51、中置过滤器52、后置过滤器53。针对所述过滤装置的每个过滤器，所述过滤器的入口处设置有第一压力传感器
501，出口处设置有第二压力传感器502，所述第一压力传感器501与所述第二压力传感器
502分别与所述控制器9电连接，所述控制器还用于，根据所述第一压力传感器501与所述第
二压力传感器502的监测值，控制所述过滤器执行冲洗操作。

[0177] 举例来说，前置过滤器51位于循环初级泵41和电解液循环系统中串联的第一级单体电池组B的分流控制管61的入口之间，用以滤除进入单体电池组B的电解液中存在的电化
学反应产物的沉淀。

[0178] 中置过滤装器52位于第一级单体电池组B与第二级单体电池组B之间，具体位置为循环中继泵42的出口与第二级单体电池组B的分流控制管61的入口之间。其中，中置过滤器
52与循环中继泵42可成对出现。通过设置中置过滤装器52，可过滤经过第一级单体电池组B
流出的电化学反应产物析出的沉淀，在前置过滤器51进行过滤的基础上，进一步对电解液
循环系统进行过滤，还可以减小后置过滤装器53的过滤压力。

[0179] 后置过滤装器53位于电解液箱3的电解液回流口313和第二级单体电池组B合流控制管62的出口之间，用于过滤循环回电解液箱3的电解液。

[0180] 其中，循环的电解液经过后置过滤器53和电解液箱3中的初滤器34后，电解液中的电化学反应产物浓度较低，因此，前置过滤器51相对于中置过滤器52及后置过滤器53，可设
置较小的过滤孔和缓慢的流速，以提高过滤效果。

[0181] 其中，对于前置过滤器51、中置过滤器52、后置过滤器53中，每个过滤器，可以包括多个过滤部件，可以把多个过滤部件并联安装在一起，以获得更大的过滤能力，也可以将多
个过滤部件串联以实现较高的过滤效率。本公开对每个过滤器的并列或串联的方式，以及
每个过滤器包括的过滤部件的数量不做限制。

[0182] 通过这种方式，可以有效滤除电解液循环系统中的电化学反应产物，提高金属空气电池的工作效率。

[0183] 在一种可能的实现方式中，图8示出根据本公开实施例的回收箱8的结构示意图，如图8所示，所述回收箱8包括：回流泵81、回流泵初滤器82、第二液位传感器83、第二内置滤
网84、过滤装置排液口85、第二沉淀排出阀86；

[0184] 所述回流泵81，与所述电解液箱3的电解液回流口313连接，用于将回收箱中8的电解液回收至所述电解液箱3；

[0185] 所述回流泵初滤器82，用于对通过回流泵81的电解液过滤；

[0186] 所述第二液位传感器83，与所述控制器7电连接，用于监测所述回收箱8中的电解液量；

[0187] 所述过滤装置排液口85，位于所述回收箱8下部，与所述前置过滤器51、所述中置过滤器52及所述后置过滤器53的出口连接，用于接收待回收的含有电化学反应产物的电解
液；

[0188] 所述第二内置滤网84，位于所述过滤装置排液口85上方，所述回流泵81、所述回流泵初滤器82与所述第二液位传感器83的下方，用于将所述过滤装置排液口85回收的含有电
化学反应产物的电解液进行过滤，其中，所述第二内置滤网84上方的电解液为过滤后的电
解液，所述第二内置滤网84下方的电解液为过滤后剩余的含有电化学反应产物沉淀的电解
液；

[0189] 所述第二沉淀排出阀86，位于所述第二内置滤网84下方，所述回收箱8下部的出口处，与所述沉淀收集箱9的入口连接，用于排出含有电化学反应产物沉淀的电解液至所述沉
淀收集箱9；

[0190] 其中，所述控制器7根据所述第二液位传感器83的监测得到的电解液量，在电解液量超过第二预设阈值的情况下，所述控制器7控制所述回流泵81，将所述第二内置滤网84上
方的电解液经过所述回流泵初滤器82过滤后，回收至所述电解液箱3；

[0191] 举例来说，回收箱8可储存前置过滤器51、中置过滤器52和后置过滤器53过滤出的电化学反应产物和部分电解液，也即回收箱8存储的电解液含有高浓度的电化学反应产物。

[0192] 可在回收箱8内设置第二内置滤网84，第二内置滤网84将回收箱8分隔成两部分。过滤装置排液口85位于第二内置滤网84的下方，可以将前置过滤器51、中置过滤器52和后
置过滤器53排出的含有高浓度的电化学反应产物的电解液，从下向上溢流，使第二内置滤
网84可以将电解液中的电化学反应产物过滤掉。

[0193] 也即，第二内置滤网84上方的电解液为过滤后的电解液，再经过回流泵初滤器82的进一步过滤，可被回流泵81抽出至电解液箱3，继续参与电解液的循环。

[0194] 其中，可以在第二内置滤网84上方设置第二液位传感器83，控制器7可根据第二液位传感器83的监测得到的电解液量，在回收箱8中电解液量超过第二预设阈值的情况下，控
制器7控制回流泵81，将经过回流泵初滤器82进一步过滤后的电解液，抽送至电解液箱3。

[0195] 第二沉淀排出阀86也位于第二内置滤网84的下方，可以将回收箱8中剩余的含有电化学反应沉淀的电解液排放到沉淀收集箱9。

[0196] 其中，可在回收箱8中添加电化学反应产物成核剂，用于加快电化学反应产物的析出，本公开不作限制。

[0197] 通过这种方式，可提高电解液的利用效率，降低电解液循环系统的成本。

[0198] 在一种可能的实现方式中，沉淀收集箱9用于收集电化学反应产物沉淀。所述沉淀收集箱9包括第三液位传感器91，所述第三液位传感器91与所述控制器7电连接，用于检测
所述沉淀收集箱9内收集的电化学反应产物沉淀量；其中，所述控制器7根据所述第三液位
传感器91的监测值，在电化学反应产物沉淀量超过第三预设阈值的情况下，对沉淀进行处
理。

[0199] 举例来说，沉淀收集箱9的入口分别与回收箱8的第二沉淀排出阀86和电解液箱3的第一沉淀排出阀314连接，可收集回收箱8和电解液箱3中排出的含电化学反应沉淀的电
解液，可设置第三液位传感器91检测沉淀收集箱9中沉淀的量，在沉淀收集箱9中，含电化学
反应沉淀的电解液超过第三预设阈值的情况下，可对析出的电化学反应产物进行处理。

[0200] 其中，第三预设阈值小于沉淀收集箱9的液位容量，本公开对第三预设阈值的取值不作限制。

[0201] 通过这种方式，可以防止沉淀收集箱9中含有电化学反应沉淀的电解液溢出，可及时对沉淀收集箱9中的电化学反应沉淀进行处理。

[0202] 在一种可能的实现方式中，电解液循环控制管控制电解液的分流和合流，包括分流控制管61和合流控制管62。

[0203] 举例来说，分流控制管61位于循环泵和单体电池组B之间，每一级单体电池组B之前。例如，如图5所示，在第一级单体电池组B、第二级单体电池组B之前，分别设置有分流控
制管61。分流控制管61作为电解液的缓冲储存装置，可保持一定的压力，将电解液分配到其
所连接的各级单体电池组。

[0204] 其中，分流控制管61可以有1个输入孔，其直径为8mm，6个输出孔，其直径为4mm，每个输出孔通过第四电磁阀611进行控制。应当理解，分流控制管61的孔径与输出孔的个数与
每一级的单体电池组B中并联的单体电池对应，也即输出孔的个数与单体电池组B中并联的
单体电池的数量一样，本公开对分流控制管61中具体的孔径与输出孔个数不作限制。

[0205] 合流控制管62位于各级单体电池组B的后面，将输入的各级单体电池组B输出的电解液汇流在一起，然后输送给下一级单体电池组B分流控制管61。例如，第一级单体电池组B
的合流控制管61，将第一级单体电池组B中各单体电池输出的电解液汇流在一起，输送至第
二级单体电池组B的分流控制管61。其中，后置过滤器53与最后一级单体电池组B(第二级单
体电池组B)的合流控制管62的出口连接，用于过滤最后一级单体电池组B流出的电解液中
的电化学反应产物。

[0206] 其中，合流控制管62可以有1个输出孔，其直径为8mm，6个输入孔，其直径为4mm。应当理解，合流控制管62的孔径与输入孔的个数与每一级的单体电池组B中并联的单体电池
对应，也即输入孔的个数与单体电池组B中并联的单体电池的数量一样，本公开对合流控制
管62中具体的孔径与输入孔个数不作限制。

[0207] 通过这种方式，可控制电解液的分流和合流，可提高单体电池组B中每一个单体电池的电解液含量的一致性，进而提高不同单体电池组B金属阳极消耗的一致性。

[0208] 在一种可能的实现方式中，所述系统还包括热交换器，所述热交换器用于调整各级单体电池组中电解液的温度，使各级单体电池组中电解液的温度处于第二预设范围内。

[0209] 举例来说，热交换器位于各级单体电池组B之间连接的管路，也即，各级单体电池组可通过管路连接，热交换器紧贴连接的管路，在热交换器内可输入冷却液，通过冷却液与
电解液的热交换，可控制电解液的温度。

[0210] 其中，通过控制热交换的管路的长度，可控制热交换的量。在电加热器38和热交换器的配合使用下，可保证电解液具有合适的温度，各级单体电池组B能够工作在合适的温度
范围下。

[0211] 通过这种方式，可调控电解液循环系统中电解液的温度，提高电解液循环系统的工作效率。

[0212] 在一种可能的实现方式中，图9示出根据本公开实施例的控制器7的示意图，如图9所示，控制器7分别与图9左侧一列的传感器与右侧一列的执行器电连接，用于根据各传感
器采集的信号，控制各执行器的工作状态，进而可实现电解液循环系统的精准控制。

[0213] 控制器7可包括电源电路71、微控制器73、传感器信号处理电路72、驱动电路74。

[0214] 其中，电源电路71用于为控制器7提供可正常工作的电能，传感器信号处理电路72用于将电解液循环系统中各传感器(即图9中左侧一列的传感器)采集的数据进行信号处
理，传输给微控制器73，微控制器73用于分析传感器信号处理电路72送入的数据，并根据送
入的数据，通过驱动电路74驱动各执行部件(即图9中右侧一列的执行部件)，进而对电解液
循环系统进行控制。

[0215] 如图9所示，第一液位传感器37位于电解液箱3中，用于监测电解液3中电解液的液位。在第一液位传感器37检测到的液位值小于第一预设阈值的情况下，控制器7可控制电解
质箱1出口处的第五电磁阀12与存储箱2的第二溶液流出控制阀223，分别向电解液箱3输入
电解质和溶剂，用来配制更多的电解液，使第一液位传感器37检测到的液位值大于或等于
第一预设阈值。

[0216] 其中，控制器7还可以控制搅拌装置35，用来将配制的电解液搅拌均匀。

[0217] 第二液位传感器83位于回收箱8中，用于监测回收箱8中的电解液量。在电解液量超过第二预设阈值的情况下，控制器7可控制回流泵81将回收箱8中过滤后的电解液抽送至
电解液箱3。

[0218] 第三液位传感器91位于沉淀收集箱9，用于检测沉淀收集箱9内收集的电化学反应产物沉淀量。控制器7可根据第三液位传感器91检测的液位值，控制位于沉淀收集箱9出口
处的第六电磁阀92，进一步控制沉淀收集箱9中电化学反应产物的排出。

[0219] 第四液位传感器212位于第一存储箱21中，用于检测第一存储箱21中储存液的量；第五液位传感器222位于第二存储箱22中，用于检测第二存储箱22中储存液的量。

[0220] PH值传感器36位于电解液箱3，用以监测参与循环的电解液的PH值。在电解液的PH值发生变化的情况下，控制器7可通过控制位于电解质箱1出口的第五电磁阀12添加电解
质，或位于存储箱2的第二溶液流出控制阀223添加溶剂，将电解液的PH值维持在第一预设
范围内。

[0221] 第一温度传感器310可监测电解液箱3中初滤器34周围的电解液温度，也即可监测参与循环的电解液的温度；第二温度传感器311位于缓冲器39内，可监测经过电加热器38加
热后的电解液的温度。控制器7可通过第一温度传感器310和第二温度传感器312的温度值
以及两者温度值的差值，控制电解液箱3中电加热器38的工作状态。

[0222] 第一压力传感器501是一类位于各过滤器入口附近的压力传感器，例如，可包括前置过滤器51、中置过滤器52和后置过滤器53的电解液入口附近的压力传感器，用于监测各
过滤器入口处的压力参数。

[0223] 同样，第二压力传感器502是一类位于各过滤器出口附近的压力传感器，可包括前置过滤器51、中置过滤器52和后置过滤器53的电解液出口附近的压力传感器，用于各监测
过滤器出口处的压力参数。

[0224] 根据第一压力传感器501和第二压力传感器502的压力参数以及两者的压力的差值，可以判断各过滤器中滤网堵塞的情况。在需要对过滤器中滤网进行清理的情况下，控制
器7可分别控制第一伺服电机511、第二伺服电机521及第三伺服电机531对过滤器的滤网进
行旋刮，并控制第一电磁阀512、第二电磁阀522、第三电磁阀533排出含有较高浓度电化学
反应产物的电解液。

[0225] 其中，第一伺服电机511和第一电磁阀512、第二伺服电机521和第二电磁阀522、第三伺服电机531和第三电磁阀533分别是前置过滤器51、中置过滤器52和后置过滤器53的执
行部件。

[0226] 第三压力传感器11位于电解质箱1的底部，用于检测所述电解质箱1内电解质的存储量。

[0227] 第四压力传感器B1同样是一类传感器，位于各级单体电池组B内部，用于监测单体电池组B内电解液的含量，为分流控制管61的控制提供反馈信号。控制器7可根据第四压力
传感器B1的检测的压力值，控制分流控制管61出口处的第四电磁阀611，进而控制进入分流
控制管61所连接的单体电池组B的电解液的量。

[0228] 第一沉淀排出阀314位于电解液箱3的出口处，用于将电解液箱3底部的电化学反应产物的沉淀排到沉淀收集箱7中。

[0229] 第二沉淀排出阀86位于回收箱8的底部，用于控制回收箱8中电化学反应产物的排出，可将产物排出到沉淀收集箱9中。

[0230] 控制器7可控制循环初级泵41和循环中继泵42，用于提供电解液循环的动力。

[0231] 通过这种方式，可实现电解液循环系统的精准控制，提高电解液循环系统的工作效率。

[0232] 因此，根据本公开的各实施例，在结构设计和控制系统上优化了电解液循环系统，能够监测电解液的状态，实现电解液的自动配制与电解液的循环，且能够保证各级单体电
池组B中电解液的含量的一致性，进而提高金属空气电池阳极消耗的一致性；还可以降低金
属空气电池在暂停使用状态下的自放电。

[0233] 以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技
术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨
在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的
其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。