本技術(shù)涉及水泥基電池,特別涉及水泥基儲(chǔ)能裝置、電源系統(tǒng)、儲(chǔ)能建筑。
背景技術(shù):
1、水泥基電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)是利用固體水泥基材料作為電池的電解質(zhì)。
2、將水泥基材料制成儲(chǔ)能裝置,能夠在極端天氣電力中斷的情況下提供應(yīng)急電力,比如滿足照明、通訊所需,在發(fā)生災(zāi)害電力中斷的情況下增強(qiáng)建筑的容災(zāi)能力。另一方面,建筑的未來發(fā)展方向必然是智能化,賦予建筑物自我感知和自我調(diào)節(jié)的能力。如果水泥基材料可以提供電能,即意味著更多的傳感器可以埋入混凝土內(nèi)部,解決其供電問題。
3、水泥基電池目前還處于研究的階段,在改善性能方面仍有需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本實(shí)用新型的主要目的是提出一種水泥基儲(chǔ)能裝置,旨在改善水泥基儲(chǔ)能裝置的性能。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提出的水泥基儲(chǔ)能裝置,包括:
3、陰極極片,所述陰極極片與正極集流體連接;
4、陽極極片,所述陽極極片與負(fù)極集流體連接;
5、以及水泥基電解質(zhì)基體,所述陰極極片與所述陽極極片之間設(shè)有所述水泥基電解質(zhì)基體,所述正極集流體與所述負(fù)極集流體之間的距離為1cm至3cm。
6、可以理解的是,正極集流體與負(fù)極集流體之間的距離,通常認(rèn)為電極間距會(huì)影響電池的電流密度和電流效率。一般來說,電極間距越小,電流密度越高,電流效率越高,電池的性能越好。但是,電極間距不能過小,否則會(huì)增加電池的內(nèi)阻,導(dǎo)致電壓降低,甚至發(fā)生電極擊穿,造成電池的損壞或安全隱患。因此,電極間距的選擇需要在電池的性能和安全之間做出平衡。本申請中,正極集流體與負(fù)極集流體之間的距離為1cm至3cm,該范圍下水泥基儲(chǔ)能裝置具有較好的電流密度和電流效率。
7、可選地,所述正極集流體與所述負(fù)極集流體的尺寸為60mm×30mm×0.5mm。
8、可選地,所述陽極極片與所述陰極極片之間的距離為10mm。
9、可選地,所述水泥基儲(chǔ)能裝置的尺寸為50mm×50mm×78mm。
10、可選地,滿足以下條件的至少一種:
11、所述陰極極片的活性物質(zhì)層包括mno2,所述陽極極片包括鋅片;
12、所述陰極極片包括銅片,所述陽極極片包括鎂片。
13、可選地,滿足以下條件的至少一種:
14、所述負(fù)極集流體包括鋅片、az31鎂合金、az91鎂合金、80目az91鎂合金網(wǎng)、鋁片、鋁網(wǎng)、鐵片、鐵網(wǎng)中的任一種;
15、所述正極集流體包括碳纖維、銅片、鎳網(wǎng)、鎳片、泡沫鎳中的任一種。
16、可選地,所述碳纖維包括聚丙烯腈基碳纖維或者10mm網(wǎng)眼的聚丙烯腈基碳纖維。
17、可選地,所述陰極極片的活性物質(zhì)層包括mno2,所述活性物質(zhì)層的尺寸為25mm×50mm×78mm。
18、本申請還提供一種電源系統(tǒng),所述電源系統(tǒng)包括串聯(lián)和/或并聯(lián)的多個(gè)水泥基儲(chǔ)能裝置構(gòu)成,所述水泥基儲(chǔ)能裝置包括如所述的水泥基儲(chǔ)能裝置。
19、本申請還提供一種儲(chǔ)能建筑,所述儲(chǔ)能建筑包括如所述的水泥基儲(chǔ)能裝置。
20、水泥基儲(chǔ)能裝置包括陰極極片、陽極極片、水泥基電解質(zhì)基體,陰極極片與正極集流體連接,陽極極片與負(fù)極集流體連接,陰極極片與陽極極片之間設(shè)有水泥基電解質(zhì)基體,正極集流體與負(fù)極集流體之間的距離為1cm至3cm??梢岳斫獾氖?,正極集流體與負(fù)極集流體之間的距離,通常認(rèn)為電極間距會(huì)影響電池的電流密度和電流效率。一般來說,電極間距越小,電流密度越高,電流效率越高,電池的性能越好。但是,電極間距不能過小,否則會(huì)增加電池的內(nèi)阻,導(dǎo)致電壓降低,甚至發(fā)生電極擊穿,造成電池的損壞或安全隱患。因此,電極間距的選擇需要在電池的性能和安全之間做出平衡。本申請中,正極集流體與負(fù)極集流體之間的距離為1cm至3cm,該范圍下水泥基儲(chǔ)能裝置具有較好的電流密度和電流效率。
1.一種水泥基儲(chǔ)能裝置,其特征在于,包括:
2.如權(quán)利要求1所述的水泥基儲(chǔ)能裝置,其特征在于,所述正極集流體與所述負(fù)極集流體的尺寸為60mm×30mm×0.5mm。
3.如權(quán)利要求1所述的水泥基儲(chǔ)能裝置,其特征在于,所述陽極極片與所述陰極極片之間的距離為10mm。
4.如權(quán)利要求1所述的水泥基儲(chǔ)能裝置,其特征在于,所述水泥基儲(chǔ)能裝置的尺寸為50mm×50mm×78mm。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的水泥基儲(chǔ)能裝置,其特征在于,滿足以下條件的至少一種:
6.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的水泥基儲(chǔ)能裝置,其特征在于,滿足以下條件的至少一種:
7.如權(quán)利要求6所述的水泥基儲(chǔ)能裝置,其特征在于,所述碳纖維包括聚丙烯腈基碳纖維或者10mm網(wǎng)眼的聚丙烯腈基碳纖維。
8.如權(quán)利要求5所述的水泥基儲(chǔ)能裝置,其特征在于,所述陰極極片的活性物質(zhì)層包括mno2,所述活性物質(zhì)層的尺寸為25mm×50mm×78mm。
9.一種電源系統(tǒng),其特征在于,所述電源系統(tǒng)包括串聯(lián)和/或并聯(lián)的多個(gè)水泥基儲(chǔ)能裝置構(gòu)成,所述水泥基儲(chǔ)能裝置包括如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的水泥基儲(chǔ)能裝置。
10.一種儲(chǔ)能建筑,其特征在于,所述儲(chǔ)能建筑包括如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的水泥基儲(chǔ)能裝置。