CN106099259A - 一种加水电池 - Google Patents

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耿占吉
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Abstract

本发明公开了一种加水电池，包括正极、负极以及位于二者之间的至少一个电池单元，所述电池单元包括吸水层和双极板，所述吸水层贴合双极板的空气阴极的外侧，所述双极板包括依次叠合的金属阳极板、褶皱钢片和空气阴极，所述褶皱钢片夹在金属阳极板和空气阴极之间，所述褶皱钢片面向金属阳极板的面上粘有导电铜胶布。一方面，褶皱钢片不仅能导电、防水，其褶皱通道还构筑成空气通道，能够改善空气在电池内部的扩散性能，进而提高电池的放电性能，即增加了电池的电流密度和放电功率；另一方面，该双极板可以作为加水电池的基本模块，有利于实现电池的快速组装。

Description

一种加水电池
技术领域
本发明涉及一种燃料电池，特别涉及一种加水电池。
背景技术
虽然锂离子电池和锂水电池被人们广泛应用于生活以及工业中，但是锂电池还是存在着明显的缺陷。锂离子电池遇水会产生电解反应，使电池电容量降低，且长时间不使用会因为电池电流流失而无法使用；锂水电池中的锂活性较高，反应剧烈容易导致电流不稳而产生火花，存在安全隐患。
为了克服锂电池的上述缺陷，市场上出现了一种沾水电池，申请号为CN201420571383.3的专利保护了一种沾水电池灯，其公开了一种电池，该电池包括若干组电池板，电池板设有阴极和阳极，阴极由铝合金板材料或镁合金板材料制成，阴极和阳极之间设有吸水纸，阳极紧贴吸水纸的另一面贴有铜箔。该电池沾水即能工作，不会出现火花，但是该电池的电流密度有限，难以进行大功率放电，这就大大限制了该电池的应用范围。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种加水电池，大大增加了电池的电流密度和放电功率。
本发明提供的一种加水电池，包括正极、负极以及位于二者之间的至少一个电池单元，所述电池单元包括吸水层和双极板，所述吸水层贴合双极板的空气阴极的外侧，所述双极板包括依次叠合的金属阳极板、褶皱钢片和空气阴极，所述褶皱钢片夹在金属阳极板和空气阴极之间，所述褶皱钢片面向金属阳极板的面上粘有导电铜胶布。一方面，褶皱钢片不仅能导电、防水，其褶皱通道还构筑成空气通道，能够改善空气在电池内部的扩散性能，进而提高电池的放电性能，即增加了电池的电流密度和放电功率；另一方面，该双极板可以作为加水电池的基本模块，有利于实现电池的快速组装，导电铜胶布可以防止褶皱钢片部分位置过度反应而穿孔。
进一步地，所述加水电池还包括依次排列的外褶皱铜片、外空气阴极、外吸水层和外金属阳极板，所述电池单元夹设在外吸水层与外金属阳极板之间；所述电池单元为多个，多个所述电池单元依次叠合，相邻两所述双极板之间夹有吸水层，靠近所述外金属阳极板的电池单元的吸水层与外金属阳极板贴合；所述正极与外褶皱铜片相连，所述负极与外金属阳极板相连。
进一步地，所述吸水层为吸水纸或海绵，所述金属阳极板由镁合金板或铝合金板组成。
进一步地，所述空气阴极包括催化剂、碳黑和粘结剂。
进一步地，所述催化剂为锰基催化剂或贵金属催化剂，所述粘结剂为聚四氯乙烯或聚偏氟乙烯。
进一步地，所述褶皱钢片上的褶皱通道呈单向排列或者纵横交错排列。
进一步地，所述褶皱钢片的断面呈曲线，或折线，或连续梯形。
进一步地，所述褶皱钢片的表面还设有横向或竖向的隔条。
进一步地，所述隔条为胶条或树脂条。
附图说明
图1为加水电池的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，但本发明并不限于此。
本发明提出的一种加水电池可用于各种领域，小至手电筒、夜灯，大至动力电池，其都有着优越的性能。该加水电池包括正极2、负极1以及位于正极2和负极1之间的至少一个电池单元，电池单元包括吸水层5和双极板3，双极板3包括依次叠合的金属阳极板31、褶皱钢片32和空气阴极33，褶皱钢片32夹在金属阳极板31和空气阴极33之间，，所述褶皱钢片32面向金属阳极板31的面上粘有导电铜胶布，吸水层5贴合在双极板3的空气阴极33的外侧，金属阳极板31由镁合金板或铝合金板组成。导电铜胶布可以防止褶皱钢片部分位置过度反应而穿孔。
具体地，加水电池包括依次排列的外褶皱铜片6、外空气阴极7、外吸水层8、多个电池单元以及外金属阳极板4，多个电池单元并行排列并夹设在外吸水层8与外金属阳极板4之间，相邻两双极板3之间夹有吸水层5，靠近外金属阳极板4的最外侧电池单元的吸水层5与外金属阳极板4贴合，正极2与外褶皱铜片6相连，负极1与外金属阳极板4相连。另外，空气阴极33包括催化剂、碳黑和粘结剂，催化剂为锰基催化剂或贵金属催化剂，粘结剂为聚四氯乙烯或聚偏氟乙烯。因此，不管是双极板3还是加水电池，其有益效果为：一方面，褶皱钢片32不仅能导电、防水，其褶皱通道还构筑成空气通道，能够改善空气在电池内部的扩散性能，进而提高电池的放电性能，即增加了电池的电流密度和放电功率；另一方面，该双极板3可以作为加水电池的基本模块，有利于实现电池的快速组装。
在优选的实施例中，吸水层5为吸水纸或者海绵，取材方便，吸水和蓄水能力好，价格也便宜；金属阳极板31由镁合金板或铝合金板组成，性能比较稳定，不会出现火花的安全隐患。
需要说明的是，褶皱钢片32上的褶皱通道呈单向排列，横向、竖向或者斜向都行，在优选的实施例中，褶皱钢片32上的褶皱通道还可以纵横交错排列，这样不仅增加了空气扩散通道，还合适的增加了褶皱钢片32的强度，可以防止双极板3在装配过程中被压平。另外，褶皱钢片32的断面可以呈曲线，或折线，或连续梯形。在另外一种优选的实施例中，褶皱钢片32的表面还设有横向或竖向的隔条，隔条为胶条或树脂条，这样可以防止褶皱钢片32被压平后导致的空气通道阻塞。
作为一种优选的实施例，金属阳极板31的板面上粘附一层微绒毛，微绒毛位于吸水层5与金属阳极板31之间，微绒毛的蓄水能力较强，提高了吸水电池的续航能力；再者，微绒毛还能吸收电池反应带来的形变，减缓电池的变形。
另外，上述双极板3和加水电池，褶皱钢片32的另一个重要作用是，褶皱钢片32可以在电池反应过程中吸收一定程度的形变，防止电池整体体积的膨胀。
以上描述了本发明的基本原理和其结构。本领域的技术人员应该了解，实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种加水电池，其特征在于，包括正极(2)、负极(1)以及位于二者之间的至少一个电池单元，所述电池单元包括吸水层(5)和双极板(3)，所述吸水层(5)贴合双极板(3)的空气阴极(33)的外侧，所述双极板包括依次叠合的金属阳极板(31)、褶皱钢片(32)和空气阴极(33)，所述褶皱钢片(32)夹在金属阳极板(31)和空气阴极(33)之间，所述褶皱钢片(32)面向金属阳极板(31)的面上粘有导电铜胶布。
2.根据权利要求1所述的加水电池，其特征在于，还包括依次排列的外褶皱铜片(6)、外空气阴极(7)、外吸水层(8)和外金属阳极板(4)，所述电池单元夹设在外吸水层(8)与外金属阳极板(4)之间；所述电池单元为多个，多个所述电池单元依次叠合，相邻两所述双极板(3)之间夹有吸水层(5)，靠近所述外金属阳极板(4)的电池单元的吸水层(5)与外金属阳极板(4)贴合；所述正极(2)与外褶皱铜片(6)相连，所述负极(1)与外金属阳极板(4)相连。
3.根据权利要求2所述的加水电池，其特征在于，所述吸水层(5)为吸水纸或海绵，所述金属阳极板(31)由镁合金板或铝合金板组成。
4.根据权利要求2所述的加水电池，其特征在于，所述空气阴极(33)包括催化剂、碳黑和粘结剂。
5.根据权利要求2所述的加水电池，其特征在于，所述催化剂为锰基催化剂或贵金属催化剂，所述粘结剂为聚四氯乙烯或聚偏氟乙烯。
6.根据权利要求2所述的加水电池，其特征在于，所述褶皱钢片(32)上的褶皱通道呈单向排列或者纵横交错排列。
7.根据权利要求2所述的加水电池，其特征在于，所述褶皱钢片(32)的断面呈曲线，或折线，或连续梯形。
8.根据权利要求2所述的加水电池，其特征在于，所述褶皱钢片(32)的表面还设有横向或竖向的隔条。
9.根据权利要求8所述的加水电池，其特征在于，所述隔条为胶条或树脂条。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3595700A (en) * 1967-03-30 1971-07-27 Leesona Corp Method of making electrode
CN101567477A (zh) * 2009-03-27 2009-10-28 山西银光华盛镁业股份有限公司 叠层镁-空气电池组
CN104170158A (zh) * 2012-03-09 2014-11-26 日产自动车株式会社 空气电池
CN104521061A (zh) * 2012-08-06 2015-04-15 日产自动车株式会社 空气电池和使用了该空气电池的空气电池堆

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