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(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号CN116648129A (43)申请公布日2023.08.25 (21)申请号202310597288.4 (22)申请日2023.05.24 (71)申请人浙江大学 地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人李智钱皋俞小莉王秉政 姜睿铖沈振宇 (74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公 司33200 专利代理师郑海峰 (51)Int.Cl. H10N10/17(2023.01) H10N10/13(2023.01) H10N10/00(2023.01) 权利要求书2页说明书6页附图3页 (54)发明名称 一种集成储热功能的热电化学电池装置及 控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种集成储热功能的热电化 学电池装置及控制方法,属于热能储存与温差发 电技术领域。本发明的热电化学电池包括吸热材 料、相变储热装置、电池阳极、电池腔体和电池阴 极;电池阳极作为热极驱动热电化学反应,电池 阴极作为热电化学电池的冷极。本装置结合相变 储热的优势,通过设计的方法策略,实现了可对 多种类型的波动余热进行高效回收利用的热电 化学电池装置。该电池的塞贝克系数可达半导体 热电材料的10倍以上,在较小的温差下热电化学 电池便可产生较高的电压,并且具有柔性结构优 势,可以通过封装结构和电极的柔性设计来适应 不同表面形状的余热源,可利用小温差从环境取 热,具有广泛的应用场景。 CN116648129A CN116648129A权利要求书1/2页 1.一种集成储热功能的热电化学电池装置,其特征在于,包括吸热材料(1)、相变储热 装置(2)、电池阳极(3)、电池腔体(4)、电池阴极(8)、散热装置(9)和保温装置(11); 所述吸热材料(1)紧贴在相变储热装置(2)的一侧,用于收集外部热量并将热量传递给 相变储热装置内的相变材料;所述相变储热装置内设置有相变材料和换热流道,所述换热 流道可通入具有余热的流体实现相变材料对流体余热的回收;所述电池阳极与相变储热装 置通过导热硅胶贴合,相变材料储存的热量能够传递给电池阳极让其作为热极驱动热电化 学反应;电池腔体中填充有电解液,电池阳极和电池阴极分别设置在电池腔体相对的两侧 并均与电解液接触;所述电池阴极作为热电化学电池的冷极;所述散热装置与电池阴极相 连用于冷却电池阴极;所述整体保温装置作为热电化学电池装置的外壳包裹所述热电化学 电池装置; 在整体保温装置上布置有至少两个可控开口,其中一个可控开口开设在吸热材料(1) 处,用于吸热材料(1)吸收外部热量,第二个可控开口设置在散热装置(9)处,用于散热装置 (9)散出电池冷极的热量。 2.根据权利要求1所述的集成储热功能的热电化学电池装置,其特征在于,所述电池阴 极和电池阳极均选择多孔石墨电极;所述电解液为铁氰化钾/亚铁氰化钾氧化还原溶液。 3.根据权利要求2所述的集成储热功能的热电化学电池装置,其特征在于,所述的电解 液以水为溶剂或以离子液体为溶剂;当电解液以水为溶剂时,相变材料的熔点不超过100 ℃;以离子液体为溶剂时,相变材料的熔点可以超过100℃。 4.根据权利要求1所述的集成储热功能的热电化学电池装置,其特征在于所述吸热材 料(1)为光伏板或用于收集太阳光热的集热板;所述换热管道在相变储热装置内弯曲布置 增大与相变材料的换热面积;所述相变储热装置内设置有热电偶测点用于监测相变材料内 部的温度状态。 5.根据权利要求1所述的集成储热功能的热电化学电池,其特征在于,所述电池阳极 (3)、和电池阴极(8)分别连接导线,所述导线穿出整体保温装置;电池阳极(3)和电池阴极 (8)引出的导线分别作为电池的正负极接口。 6.根据权利要求1所述的集成储热功能的热电化学电池装置,其特征在于,电池阳极 (3)一侧与电解液接触,另一侧与相变储热装置(2)通过导热胶紧贴;所述电池阴极(8)一侧 与电解液接触,另一侧与散热装置(9)通过导热胶紧贴。 7.根据权利要求1所述的集成储热功能的热电化学电池装置,其特征在于,所述的电池 阳极(3)和电池阴极(8)呈片状;所述电池腔体(4)为方形腔体,电解液充满电池腔体,所述 电池阳极(3)和电池阴极(8)分别覆盖方形腔体相对的两面上,两者相互平行布置,由电池 腔体的壁面、电池阳极(3)和电池阴极(8)实现电解液的密封。 8.根据权利要求7所述的集成储热功能的热电化学电池装置,其特征在于,所述电池阳 极和电池阴极相对于水平面呈垂直设置,或者电池阳极和电池阴极相对于水平面呈水平布 置,或者电池阳极和电池阴极相对于水平面呈倾斜布置,倾斜角度为0‑90°内的任意角度。 9.根据权利要求8所述的集成储热功能的热电化学电池装置,其特征在于,电池阳极
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