CN105355844A - 注水发电环保电池及其正电极和电池组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种注水发电环保电池及其正电极和电池组。本发明正电极包括正极集流体，还包括设置于所述正极集流体表面的正极活性层，所述正极活性层包括第一吸水材料基层和吸附于所述第一吸水材料基层上的可溶铜盐。本发明注水发电环保电池包括开设有进水口的电池壳体、正电极和负电级，其特征在于：还包括半透隔离膜和盐桥层，且所述正电极、半透隔离膜、盐桥层和负电级依次叠设设置成电池芯，并装设于所述电池壳体的腔体内；所述电池壳体至少包括绝缘层，所述绝缘层直接将所述电池芯封装其内；所述正电极为本发明正电极。本发明正电极能实现更快速的得电子反应，进而得到更大放电速率。本发明注水发电环保电池能持续稳定的放电，且放电速率高。

Description

注水发电环保电池及其正电极和电池组

技术领域

本发明属于一次性电池技术领域，具体涉及一种用于注水发电电池的正电极及其制备方法、含有该正电极的注水发电环保电池和含有该注水发电环保电池的电池组。

背景技术

电池是一种将化学能转化为电能的储能设备，在日常生活中有着广泛的应用，如移动电子产品、便携照明设备、电动汽车等领域。

电池主要分为一次电池和二次电池。一次电池储存的电容量较大，但不可反复利用；二次电池能够储存的电容量相对较小，但能够反复充放电循环利用。虽然二次电池占据着当前电池市场的主要份额，但在一些特殊的应用场景中，一次电池的地位无可替代，如储备电池、应急照明、野外探险、水下潜航器等。

一次电池主要由正极、负极和电解质三个部分组成，其产生电能的过程通过正负极上的氧化还原反应实现。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成，如锌、镉、铅等活泼金属等。正极活性物质由电位较正并在电解质中稳定的氧化剂组成，如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物等。电解质则是具有良好离子导电性的材料，如酸、碱、盐的水溶液等。电解质中不存在自由电子，电荷的传递伴随两极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应，以及反应物和反应产物的物质迁移，电荷在电解质中的传递通过溶液中离子的迁移来完成。一次电池储存的电容量较大、成本低，但不可反复利用，废旧一次电池中的碱液会造成土壤盐碱化，对生态环境危害较大。

目前市场上主要的一次电池有：锌锰电池、碱锰电池、锌银电池等，这类电池包含酸性或碱性电解液等强刺激性物质，需要密闭的使用环境，一旦发生电解液泄露，将对环境造成较严重的危害。另外有一类以水为电解液的电池，其电化学活性材料为插在水中的两种不同活性的金属。如威廉F摩利斯等发明的一种储备电池，其使用外部电解质浓缩物储存器存放电解质，通过循环水路将电解质溶解并带入电池内部激活电池，该发明适合用作大型静态储电设备，但是其自身构造不灵活，难以在小型设备中应用。又如罗士武发明了一种水伏电池，其以单质铜作为正极，单质锌作为负极，水作为电解液，所制备的电池简单环保，但是单体电池电压低、放电速率慢。陈秋荣等发明了一种注水镁合金电池，该电池由镁合金阳极、催化剂、和钢壳构成，通过向电池内注水实现发电，但是该电池所使用的镁合金阳极已生成Mg(OH)₂钝化膜，进而导致电池使用寿命短。因此，该类以水为电解液的电池虽然环保，但是受制于金属在水中较慢的反应速率，均存在一定技术缺陷，如电压低和功率较小，使用寿命短，实用性差，或还存在构造复杂的不足，导致其使用受限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供了一种用于注水发电电池的正电极及其制备方法、含有该正电极的注水发电环保电池和含有该注水发电环保电池的电池组，以解决现有水为电解液的一次电池存在的如构造复杂、电压低、功率较小、放电速率慢、使用寿命短等缺陷。

为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种用于注水发电电池的正电极，包括正极集流体，还包括设置于所述正极集流体表面的正极活性层，且所述正极活性层包括第一吸水材料基层和吸附于所述第一吸水材料基层上的可溶铜盐。

本发明的另一方面，提供了上述本发明正电极的制备方法，包括如下步骤：

将所述可溶铜盐分散于高分子聚合物熔融液和/或溶剂中，配制成浆料；

将所述浆料吸附于所述第一吸水材料基层上。

本发明的又一方面，提供了一种注水发电环保电池，包括开设有进水口的电池壳体、正电极和负电级，还包括半透隔离膜和盐桥层，且所述正电极、半透隔离膜、盐桥层和负电级依次叠设设置成电池芯，并装设于所述电池壳体的腔体内；其中，所述电池壳体至少包括绝缘层，所述绝缘层直接将所述电池芯封装其内；所述正电极为上述本发明正电极。

本发明的还一方面，提供了一种电池组，其包括采用并联或串联电连接的上述本发明注水发电环保电池。

与现有技术相比，上述本发明用于注水发电电池的正电极采用可溶性金属盐为正极活性物质，因此，其由于金属盐遇水后迅速电离为活性更高的金属离子，可以实现更快速的得电子反应，进而得到更大放电速率。另外，本发明正电极所含的吸水材料基层不仅能作为可溶性金属盐的负载载体，提高可溶性金属盐的含量，而且具有优异的吸水和保湿性能，从而为可溶性金属盐释放离子提供了一稳定和持续的环境，从而使得本发明正电极能够持久稳定的提供活性更高的金属离子，从而赋予含有该正电极的电池持续稳定的放电，且放电速率高。

上述用于注水发电电池的正电极制备方法将可溶金属盐配制成浆料，并将所述浆料吸附于所述第一吸水材料基层上，有效增大了可溶金属盐的含量，并便于可溶金属盐在遇水后能够快速溶出，从而可以实现更快速的得电子反应，进而得到更大放电速率。另外，该方法其工艺步骤简单，条件易控，提高了生产效率，使得制备的正电极性能稳定，生产成本低。

上述注水发电环保电池采用上述本发明正电极作为电池正极，并与半透隔离膜、盐桥层和负电级依次叠设设置成电池芯，从而赋予本发明注水发电环保电池注水后能够实现更快速且稳定的得电子反应，进而得到更大放电速率，同时延长了使用寿命。半透隔离膜能够有效防止金属离子扩散到负极发生自放电，本发明使用了选择性透过膜作为正负极之间的隔膜，有效增强了电池的稳定性。另外，以水为电解质，赋予本发明注水发电环保电池环保，且其结构简单。

上述电池组含有本发明注水发电环保电池为电池单体，因此，其遇水能快速放电，且放电速率高和放电稳定，使用寿命长。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例注水发电环保电池电池芯的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种遇水能快速的得电子反应，放电速率高和放电稳定的一种用于注水发电电池的正电极(下文简称正电极)。在一实施例中，如图1所示，该正电极1包括正极集流体11，还包括设置于所述正极集流体11表面的正极活性层12。在一实施例中，该正极活性层12可以是贴设在所述正极集流体11的其中一表面或者整个表面上。在另一实施例中，该正极活性层12还可以是贴设并结合在所述正极集流体11表面上。其中，所述正极活性层12包括第一吸水材料基层和吸附所述第一吸水材料基层上的可溶铜盐。因此，本发明实施例正电极采用可溶性金属盐为正极活性物质，使其遇水后能迅速电离为活性更高的金属离子，可以实现更快速的得电子反应，进而得到更大放电速率。另外，本发明实施例正电极所含的吸水材料基层不仅能作为可溶性金属盐的负载载体，提高可溶性金属盐的含量，而且具有优异的吸水和保湿性能，从而为可溶性金属盐释放离子提供了一稳定和持续的环境，从而使得本发明实施例正电极能够持久稳定的提供活性更高的金属离子，从而赋予含有该正电极的电池持续稳定的放电，且放电速率高。

在一实施例中，上述正极活性层12中的所述可溶铜盐选用硫酸盐铜、氯化铜、硝酸铜中的至少一种。选用的该类可溶铜盐具有高的水溶性，具有高电解质特性，将其作为正极活性物质，遇水后能迅速电离为活性更高的金属离子，可以实现更快速的得电子反应，进而得到更大放电速率。

在一实施例中，该可溶铜盐吸附于所述第一吸水材料基层上的方式可以是涂覆、浸渍、喷涂等方式实现，也可以是采用两种以上的方式实现可溶铜盐吸附于所述第一吸水材料基层上。可溶铜盐吸附于所述第一吸水材料基层上的量可以根据电池的型号进行灵活控制，在具体实施例中，可溶铜盐吸附于所述第一吸水材料基层上的量是使得第一吸水材料基层吸附至饱和。

在一实施例中，上述第一吸水材料基层材料为吸水纸、纤维素、吸水树脂、亲水性高分子聚合物中的至少一种。选用的该类材料所制成的第一吸水材料基层具有更好的吸水性和保湿性，从而提高可溶性金属盐的含量，为可溶性金属盐释放离子提供了一更稳定和持续的环境。

在一实施例中，上述正极集流体11材料为对铜离子化学惰性的导电材料。这样，正极集流体11不与铜离子发生反应，这样正极集流体11能在工作中化学性稳定，延长了其使用寿命。因此，在具体实施例中，该正极集流体11为铜、碳、石墨中的至少一种。

相应地，在上文所述的用于注水发电电池的正电极的基础上，本发明实施例还提供了上文所述的正电极制备方法。结合附图1，该方法包括如下步骤：

步骤S01：将所述可溶铜盐分散于高分子聚合物熔融液和/或溶剂中，配制成浆料；

步骤S02：将所述浆料吸附于所述第一吸水材料基层上。

具体地，上述步骤S01中的可溶铜盐和步骤S02中的第一吸水材料基层均如在上文所述的正电极1中所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。

在上述步骤S01中，在一实施例中，当可溶铜盐分散于高分子聚合物熔融液中时，控制可溶铜盐与高分子聚合物的质量比为(0.5-4)：1。通过控制两者比例关系，能形成稳定的浆料，以利于第一吸水材料基层对可溶铜盐的吸附。在具体实施例中，该高分子聚合物为聚乙二醇、淀粉、植物胶、动物胶、水溶性纤维素中的至少一种。

在另一实施例中，当可溶铜盐分散于溶剂中时，控制浆料的浓度可以灵活控制，如浓度低时，可以通过增加浸渍时间或者涂覆的次数的方式实现对可溶铜盐量的控制。

上述步骤S02中，步骤S01中配制的浆料吸附于第一吸水材料基层上的方式如在上文正电极中阐述的，可以是涂覆、浸渍、喷涂等方式实现，也可以是采用两种以上的方式实现浆料也即是可溶铜盐吸附于所述第一吸水材料基层上。可溶铜盐吸附于所述第一吸水材料基层上的量可以根据电池的型号进行灵活控制，在具体实施例中，可溶铜盐吸附于所述第一吸水材料基层上的量是使得第一吸水材料基层吸附至饱和。

通过该步骤S02处理后，理所当然的是，还包括对吸附有浆料的第一吸水材料基层进行冷却或干燥处理、剪裁处理等步骤，制备得到上文所述的正极活性层12。待正极活性层12制备后，在一实施例中，可以采用叠设结合的方式将正极活性层12结合在正极集流体11的至少一表面上，如一个表面，或者整个表面上。在另一实施例中，制备的正极活性层12可以直接采用可分离的叠设于正极集流体11的至少一表面上，如一个表面，或者整个表面上，从而形成正电极1。

因此，上述用于注水发电电池的正电极制备方法将可溶金属盐配制成浆料，并将所述浆料吸附于所述第一吸水材料基层上，有效增大了可溶金属盐的含量，并便于可溶金属盐在遇水后能够快速溶出，从而可以实现更快速的得电子反应，进而得到更大放电速率。另外，该方法其工艺步骤简单，条件易控，提高了生产效率，使得制备的正电极性能稳定，生产成本低。

相应地，在上文所述的正电极及其制备方法的基础上，本发明实施例还提供了注水发电环保电池(下文简称电池)。该电池包括开设有进水口的电池壳体和设置在所述电池壳体腔体内的电池芯，该电池芯如图1所示，其包括依次叠设设置正电极1、半透隔离膜2、盐桥层3和负电级4。

其中，该正电极1的结构如上文所述的正电极1，其该正电极1包括正极集流体11，还包括设置于所述正极集流体11表面的正极活性层12。其中，所述正极活性层12包括第一吸水材料基层和吸附于所述第一吸水材料基层上的可溶铜盐。另外，正极活性层12可以是贴设在所述正极集流体11的其中一表面或者整个表面上。当然，正极活性层12还可以是贴设并结合在所述正极集流体11表面上。在具体实施例1中，如图1所示，该正电极1包括正极集流体11和叠设在所述正极集流体11的靠近半透隔离膜2一侧的表面上。

上述半透隔离膜2起到阻止或减缓正电极1中的正极活性层12所含的活性金属盐离子通过并移向负极，但是能允许水分子自由透过，因此，使用选择半透隔离膜2作为正负极之间的隔膜，能够有效防止正极活性层12中金属离子扩散到负极发生自放电，有效增强了电池的稳定性。为了进一步提高半透隔离膜2的该选择透过作用，在一实施例中，该半透隔离膜2选用具有半透过性的绝缘聚合物薄。

上述盐桥层3在本发明实施例电池中能起到吸水保湿作用和起到离子导体作用。因此，在一实施例中，该盐桥层3包括第二吸水材料基层和吸附于所述第二吸水材料基层上的中性电解质盐。在进一步实施例中，所述中性电解质盐选用氯化钠、氯化铵、硫酸钠、硝酸钠中的至少一种。选用的该类中性电解质盐具有高的水溶性，能有效充当离子导体作用。

在一实施例中，该中性电解质盐吸附于所述第二吸水材料基层上的方式可以是涂覆、浸渍、喷涂等方式实现，也可以是采用两种以上的方式实现中性电解质盐吸附于所述第二吸水材料基层上。中性电解质盐吸附于所述第二吸水材料基层上的量可以根据电池的型号进行灵活控制，在具体实施例中，中性电解质盐吸附于所述第二吸水材料基层上的量是使得第二吸水材料基层吸附至饱和。

在一实施例中，上述第二吸水材料基层材料为吸水纸、纤维素、吸水树脂、亲水性高分子聚合物中的至少一种。选用的该类材料所制成的第二吸水材料基层具有更好的吸水性和保湿性，从而提高中性电解质盐的含量，为中性电解质盐释放离子提供了一更稳定和持续的环境。

在一实施例中，该盐桥层3的制备方法包括如下步骤：

步骤S03：将所述中性电解质盐分散于高分子聚合物熔融液和/或溶剂中，配制成浆料；

步骤S04：将所述浆料吸附于所述正极集流体上。

具体地，上述步骤S03中的中性电解质盐和步骤S02中的第二吸水材料基层均如在上文所述的盐桥层3中所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。

在上述步骤S04中，在一实施例中，当中性电解质盐分散于高分子聚合物熔融液中时，控制中性电解质盐与高分子聚合物的质量比为(1-4)：1。通过控制两者比例关系，能形成稳定的浆料，以利于第二吸水材料基层对中性电解质盐的吸附。在具体实施例中，该高分子聚合物为聚乙二醇、淀粉、植物胶、动物胶、水溶性纤维素中的至少一种。

在另一实施例中，当中性电解质盐分散于溶剂中时，控制浆料的浓度可以灵活控制，如浓度低时，可以通过增加浸渍时间或者涂覆的次数的方式实现对中性电解质盐量的控制。

上述步骤S04中，步骤S03中配制的浆料吸附于第二吸水材料基层上的方式如在上文正电极中阐述的，可以是涂覆、浸渍、喷涂等方式实现，也可以是采用两种以上的方式实现浆料也即是中性电解质盐吸附于所述第二吸水材料基层上。中性电解质盐吸附于所述第二吸水材料基层上的量可以根据电池的型号或正电极1中可溶铜盐的含量进行灵活控制，在具体实施例中，中性电解质盐吸附于所述第二吸水材料基层上的量是使得第二吸水材料基层吸附至饱和。

通过该步骤S04处理后，理所当然的是，还包括对吸附有浆料的第二吸水材料基层进行冷却或干燥处理、剪裁处理等步骤，制备得到上文所述的盐桥层3。

在一实施例中，上述负电级4材料为活泼金属或其合金，在具体实施例中，活泼金属可以是锌，合金选用镁合金。选用该类材料作为负电极4不仅化学性能活泼，更重要的是不易被水中的溶解氧氧化，具体的如单质锌不易被水中的溶解氧氧化，因此可以有效防止钝化膜的生成，保证电池的长周期使用寿命即是能有效延长电池的使用寿命。

由上所述，上述注水发电环保电池采用上述本发明正电极作为电池正极，并与半透隔离膜、盐桥层和负电级依次叠设设置成电池芯，从而赋予本发明注水发电环保电池注水后能够实现更快速且稳定的得电子反应，进而得到更大放电速率，同时延长了使用寿命。另外，以水为电解质，赋予本发明注水发电环保电池环保，且其结构简单。

在上述注水发电环保电池的基础上，本发明实施例还提供了一种电池组。该电池组包括采用并联或串联电连接的上文所述的注水发电环保电池单体。因此，该电池组其遇水能快速放电，且放电速率高和放电稳定，使用寿命长。

现提供多个上述注水发电环保电池及其正电极和电池组实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

一种注水发电电池，其结构如图1所示，包括正极集流器11-正极活性材料层12-半透隔膜层2-盐桥层3-负电极4的顺序逐层紧密贴合的电池芯，其中，正极集流器11、正极活性材料层12一起构成正电极1。所述电池芯被装设于所述电池壳体腔体内。

该注水发电电池按照如下方法制备而成：

S11.正电极1的制备：

取厚度为0.5mm的铜片，裁切成3cm*5cm的矩形，用乙醇清洗铜片表面，晾干作为正极集流器11备用；

称取1g聚乙二醇20000，在60℃加热使其融化，然后加入2g五水合硫酸铜，搅拌均匀，将所得熔融状混合物均匀涂覆于10cm*10cm吸水纸表面，然后将其裁切成3cm*5cm的尺寸作为正极活性物质层，将3张上述吸水纸堆叠压实，以提高正极活性物质层中铜离子的含量，形成正极活性层12；

S12.半透隔膜层2的制备：

将孔径大小为2.2μm的聚四氟乙烯多孔膜裁切成3cm*5cm的尺寸，作为半透隔离膜备用；

S13.盐桥层3的制备：

称取1g聚乙二醇20000，在60℃加热使其融化，然后加入1g氯化钠，搅拌均匀，将所得熔融状混合物均匀涂覆于10cm*10cm吸水纸表面，然后将其裁切成3cm*5cm的尺寸作为盐桥层，将3张上述吸水纸堆叠压实，以提高盐桥层3中电解质的含量；

S14.负电级4的制备：

取厚度为0.5mm的锌片，裁切成3cm*5cm的矩形，用乙醇清洗锌片表面，晾干作为负电级4备用。

S15.注水发电电池的组装：

将上述制备的正电极1(正极集流器11、半透隔膜层2)、半透隔膜层2、盐桥层3、负电级4按照正极集流器11-正极活性材料层12-半透隔膜层2-盐桥层3-负电极4的顺序逐层紧密贴合，用绝缘胶带对其进行封装，保留底部开口，即制得遇水发电的环保电池。

实施例2

一种注水发电电池，其结构如图1所示，与实施例1中的注水发电电池结构相同。

该注水发电电池按照如下方法制备而成：

S21.正电极1的制备：

取厚度为0.5mm的碳片，裁切成3cm*5cm的矩形，用乙醇清洗碳片表面，晾干作为正极集流器11备用；

称取1g淀粉，加入1ml水并搅拌至熔融状，然后加入1.5g氯化铜，搅拌均匀，将所得熔融状混合物均匀涂覆于10cm*10cm吸水纤维素层表面，然后将其裁切成3cm*5cm的尺寸作为正极活性物质层，将3张上述纤维素吸水层堆叠压实，以提高正极活性物质层中铜离子的含量，形成正极活性层12；

S22.半透隔膜层2的制备：

将孔径大小为2.2μm的聚四氟乙烯多孔膜裁切成3cm*5cm的尺寸，作为半透隔离膜备用；

S23.盐桥层3的制备：

称取1g淀粉，加入1ml水并搅拌至熔融状，然后加入1.5g氯化铵，搅拌均匀，将所得熔融状混合物均匀涂覆于10cm*10cm吸水树脂层表面，然后将其裁切成3cm*5cm的尺寸作为盐桥层3，将3张上述吸水树脂层堆叠压实，以提高盐桥层3中电解质的含量；

S24.负电级4的制备：

取厚度为0.5mm的镁合金片，裁切成3cm*5的矩形，用乙醇清洗镁合金片表面，晾干作为负电级4备用。

S25.注水发电电池的组装：

将上述制备的正电极1(正极集流器11、半透隔膜层2)、半透隔膜层2、盐桥层3、负电级4按照正极集流器11-正极活性材料层12-半透隔膜层2-盐桥层3-负电极4的顺序逐层紧密贴合，用绝缘胶带对其进行封装，保留底部开口，即制得遇水发电的环保电池。

实施例3

一种注水发电电池，其结构如图1所示，与实施例2中的注水发电电池结构相同。

该注水发电电池按照如下方法制备而成：

S31.正电极1的制备：

取厚度为0.5mm的石墨片，裁切成3cm*5cm的矩形，用乙醇清洗石墨片表面，晾干作为正极集流器11备用；

称取2g植物胶，加入1ml水并搅拌至熔融状，然后加入1.7g硝酸铜，搅拌均匀，将所得熔融状混合物均匀涂覆于10cm*10cm吸水树脂层表面，然后将其裁切成3cm*5cm的尺寸作为正极活性物质层，将3张上述树脂吸水层堆叠压实，以提高正极活性物质层中铜离子的含量，形成正极活性层12；

S32.半透隔膜层2的制备：

将孔径大小为2.2μm的聚四氟乙烯多孔膜裁切成3cm*5cm的尺寸，作为半透隔离膜备用；

S33.盐桥层3的制备：

称取2g植物胶，加入1ml水并搅拌至熔融状，然后加入3g硫酸钠，搅拌均匀，将所得熔融状混合物均匀涂覆于10cm*10cm吸水树脂层表面，然后将其裁切成3cm*5cm的尺寸作为盐桥层3，将2张上述吸水树脂层堆叠压实，以提高盐桥层3中电解质的含量；

S34.负电级4的制备：

取厚度为0.5mm的镁合金片，裁切成3cm*5的矩形，用乙醇清洗镁合金片表面，晾干作为负电级4备用。

S35.注水发电电池的组装：

将上述制备的正电极1(正极集流器11、半透隔膜层2)、半透隔膜层2、盐桥层3、负电级4按照正极集流器11-正极活性材料层12-半透隔膜层2-盐桥层3-负电极4的顺序逐层紧密贴合，用绝缘胶带对其进行封装，保留底部开口，即制得遇水发电的环保电池。

实施例4

一种注水发电电池，其结构如图1所示，与实施例3中的注水发电电池结构相同。

该注水发电电池按照如下方法制备而成：

S41.正电极1的制备：

取厚度为0.5mm的铜片，裁切成3cm*5cm的矩形，用乙醇清洗铜片表面，晾干作为正极集流器11备用；

称取2g动物胶，加入1ml水并搅拌至熔融状，然后加入2g五水硫酸铜，搅拌均匀，将所得熔融状混合物均匀涂覆于10cm*10cm吸水树脂层表面，然后将其裁切成3cm*5cm的尺寸作为正极活性物质层，将3张上述树脂吸水层堆叠压实，以提高正极活性物质层中铜离子的含量，形成正极活性层12；

S42.半透隔膜层2的制备：

将孔径大小为2.2μm的聚四氟乙烯多孔膜裁切成3cm*5cm的尺寸，作为半透隔离膜备用；

S43.盐桥层3的制备：

称取2g水溶性纤维素，加入1ml水并搅拌至熔融状，然后加入3g硫酸钠，搅拌均匀，将所得熔融状混合物均匀涂覆于10cm*10cm吸水树脂层表面，然后将其裁切成3cm*5cm的尺寸作为盐桥层3，将2张上述吸水树脂层堆叠压实，以提高盐桥层3中电解质的含量；

S44.负电级4的制备：

取厚度为0.5mm的锌片，裁切成3cm*5的矩形，用乙醇清洗锌片表面，晾干作为负电级4备用。

S45.注水发电电池的组装：

将上述制备的正电极1(正极集流器11、半透隔膜层2)、半透隔膜层2、盐桥层3、负电级4按照正极集流器11-正极活性材料层12-半透隔膜层2-盐桥层3-负电极4的顺序逐层紧密贴合，用绝缘胶带对其进行封装，保留底部开口，即制得遇水发电的环保电池。

电化学性能测试：

将上述电池实施例1-4中提供的注水发电电池相关性能测试，结果如表1所示。

由下述表1中的测试数据可知，本发明实施例上述注水发电环保电池采用上问所述的本发明实施例正电极作为电池正极，并与半透隔离膜、盐桥层和负电级依次叠设设置成电池芯，从而赋予本发明注水发电环保电池注水后能够实现更快速且稳定的得电子反应，进而得到更大放电速率，使其放电速率达到了2mA，电压高达1.5V。

表1电池实施例1-4电池的电化学性能

实施例	放电速率	电压	电容量
				电池实施例1	2mA	1.5V	1.1Ah
电池实施例2	2mA	1.4V	0.9Ah
				电池实施例3	2mA	1.2V	0.8Ah
电池实施例4	1mA	1.0V	0.8Ah

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种用于注水发电电池的正电极，包括正极集流体，其特征在于：还包括设置于所述正极集流体表面的正极活性层，且所述正极活性层包括第一吸水材料基层和吸附于所述第一吸水材料基层上的可溶铜盐。

2.根据权利要求1所述的正电极，其特征在于：所述可溶铜盐选用硫酸盐铜、氯化铜、硝酸铜中的至少一种；和/或

所述第一吸水材料基层材料为吸水纸、纤维素、吸水树脂、亲水性高分子聚合物中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的正电极，其特征在于：所述正极集流体材料为对铜离子化学惰性的导电材料。

4.根据权利要求3所述的正电极，其特征在于：所述导电材料为铜、碳、石墨中的至少一种。

5.根据权利要求1-4任一所述的正电极的制备方法，包括如下步骤：

将所述可溶铜盐分散于高分子聚合物熔融液和/或溶剂中，配制成浆料；

将所述浆料吸附于所述第一吸水材料基层上。

6.根据权利要求5所述的正电极的制备方法，其特征在于：所述可溶铜盐分散于高分子聚合物熔融液中，且所述可溶铜盐分散与高分子聚合物的质量比为(0.5-4)：1。

7.根据权利要求5所述的正电极的制备方法，其特征在于：所述高分子聚合物为聚乙二醇、淀粉、植物胶、动物胶、水溶性纤维素中的至少一种。

8.一种注水发电环保电池，包括开设有进水口的电池壳体、正电极和负电级，其特征在于：还包括半透隔离膜和盐桥层，且所述正电极、半透隔离膜、盐桥层和负电级依次叠设设置成电池芯，并装设于所述电池壳体的腔体内；

所述电池壳体至少包括绝缘层，所述绝缘层直接将所述电池芯封装其内；

所述正电极为权利要求1-4任一所述的正电极或由权利要求5-7任一所述的正电极制备方法制备的正电极。

9.根据权利要求8所述的注水发电环保电池，其特征在于：所述盐桥层包括第二吸水材料基层和吸附于所述第二吸水材料基层上的中性电解质盐。

10.根据权利要求9所述的注水发电环保电池，其特征在于：所述中性电解质盐选用氯化钠、氯化铵、硫酸钠、硝酸钠中的至少一种；和/或

所述第二吸水材料基层材料为吸水纸、纤维素、吸水树脂、亲水性高分子聚合物中的至少一种。

11.根据权利要求8-10任一所述的注水发电环保电池，其特征在于：所述半透隔离膜选用具有半透过性的绝缘聚合物薄膜；和/或

所述负电级材料为活泼金属或其合金。

12.一种电池组，其他特征在于：其包括采用并联或串联电连接的权利要求5-8任一所述的注水发电环保电池单体。