CN109659455B - 一种锂海水电池组及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种锂海水电池组及其制备方法，该锂海水电池组主要包括至少一个锂海水电池基本单元和电池组前置盖板，所述锂海水电池基本单元由锂海水单体电池、电池单元底板与电池单元固定框组成，所述电池单元底板与所述电池单元固定框叠置，所述锂海水单体电池置于所述电池单元底板与所述电池单元固定框之间；该锂海水电池组的制备包括所述锂海水电池基本单元的制备、所述电池单元固定框的安装、极耳的固定、极耳金属部分的并联和保护处理。与现有的锂海水电池相比，本发明提供的锂海水电池组功率性能优异，组装结构简单且满足要求，对推进锂海水电池的实用化方面具有重要的应用价值。

Description

一种锂海水电池组及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂电池制备技术领域，尤其是一种锂海水电池组及其制备方法。
背景技术
高能量密度锂海水电池是一种以金属锂为负极，通过直接还原海水产生电力的新型能源体系。由于电池内部不需要携带正极活性物质，因此能量密度可超过2000Wh/kg，是现有锂离子电池的6倍以上，在需要长航的微小型AUV、海洋浮标等水面水下设备领域具有广阔的应用前景。
现有的锂海水电池虽然具有能量密度上的优势，但目前锂海水电池还存在功率性能不足的问题，因此单一电池很难满足相关设备的工作要求，需要将电池成组后才能具备实用性能。
不同于锂离子电池，由于自身结构和使用环境的特殊性，锂海水电池在成组过程中还需重点关注以下问题：一是固定方式；二是负极极耳及连接部件的密封保护；三是电池组应当具有通畅的进水排气通道。由于上述锂海水电池组组装过程的特殊性，以致目前仍未有可实际应用的锂海水电池组，严重制约了锂海水电池的实用化进程。
发明内容
本发明提供一种锂海水电池组及其制备方法，用于克服现有技术中功率性能不足、锂海水电池组组装技术达不到要求而制约其实用化等缺陷，实现组装后的锂海水电池组功率性能优异，组装结构简单且结构强度高，组内单体电池固定良好和负极极耳密封良好，电池组具有通畅的进水排气通道，整体提升了锂海水电池组的电性能及工作稳定性，对推进锂海水电池的实用化方面具有重要的应用价值。
为实现上述目的，本发明提出一种锂海水电池组，所述锂海水电池组主要包括至少一个锂海水电池基本单元和电池组前置盖板；
所述锂海水电池基本单元由锂海水单体电池、电池单元底板与电池单元固定框组成；所述电池单元底板与所述电池单元固定框叠置，所述锂海水单体电池置于所述电池单元底板与所述电池单元固定框之间；
所述电池单元底板设有与所述锂海水单体电池外轮廓形状适配的电池固定槽，所述电池固定槽内开有容纳金属锂负极的负极空腔；所述电池单元底板上还设置有与电池极耳尺寸和位置适配的两个极耳灌封槽；所述锂海水单体电池嵌入所述电池固定槽后所述金属锂负极嵌入所述负极空腔内，且与所述电池单元底板之间留有间隙；所述电池极耳嵌入所述极耳灌封槽内；所述电池单元底板上还设置有与所述间隙连通的导流孔；
所述电池单元固定框设有用于暴露所述锂海水单体电池正极侧的正极窗口，所述电池单元固定框扣合在所述电池单元底板上，所述锂海水单体电池嵌在所述电池单元固定框与所述电池单元底板共同围设的空腔内；所述空腔具有与外界导通的进水排气槽；开设所述进水排气槽后会形成用于固定所述锂海水单体电池铝塑包装膜封装边沿的电池固定座；
所述电池组前置盖板上设有与所述电池单元固定框的正极窗口连通的导流孔；所述电池组前置盖板叠置在所述电池单元固定框上并与所述锂海水电池基本单元固定连接。
为实现上述目的，本发明还提出一种锂海水电池组制备方法，包括以下步骤：
S1：所述锂海水电池基本单元的制备：
S11：选取材料并加工；
S12：将锂海水单体电池与电池单元底板上的电池固定槽对齐后放入，所述金属锂负极和正负极极耳分别嵌入所述电池单元底板上的负极空腔和两极耳灌封槽；再将电池单元固定框与所述电池单元底板四周及固定孔对齐，电池单元固定框的含电池固定座侧与所述电池单元底板含负极空腔侧叠置，所述锂海水单体电池的正极嵌入所述正极窗口，得到所述锂海水电池基本单元；
S2：将所述电池组前置盖板对齐步骤S1得到的所述锂海水电池基本单元的电池单元固定框侧；然后在固定孔内穿入螺杆，拧上螺丝，得到所述锂海水电池组框架；
S3：将步骤S2得到的所述锂海水电池组框架的极耳侧朝上放置，向电池单元底板上的极耳灌封槽内注入硅橡胶至槽被完全填充，待硅橡胶完全固化后，根据并联要求将各锂海水电池基本单元正负极极耳的金属部分分别用镍带进行焊接，最后在正负极镍带相应位置焊接锂海水电池组正负极导线并引出；
S4：将步骤S3中的正负极镍带分别用胶带固定在锂海水电池组框架的表面；再用硅橡胶完全覆盖镍带表面金属部分，待硅橡胶完全固化，最终得到所述锂海水电池组。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：
1、本发明的锂海水电池组采用了单元式模块化设计，电池组主要包括至少一个锂海水电池基本单元，所述锂海水电池组的锂海水电池基本单元的个数可根据需要选择，可灵活设计并联单元个数，每个锂海水电池基本单元均为独立个体，彼此之间不受影响，大大拓展了其使用范围。
2、本发明所述电池单元固定框扣合在所述电池单元底板上，所述锂海水单体电池嵌在所述电池单元固定框与所述电池单元底板共同围设的空腔内，所述电池固定座通过压紧电池的铝塑封装边缘对电池位置进行固定，不与电池中强度低、易碎的玻璃陶瓷固体电解质直接作用，避免所述固体电解质直接受力，同时也保证了电池整体受力均匀，防止了固体电解质被破坏。
3、本发明的锂海水电池组的锂海水单体电池通过导流孔和进水排气槽与外界相通，且所述锂海水电池组四周均设有进水排气槽，在向海中布放时，海水可自先接触海水的导流孔和进水排气槽进入锂海水电池基本单元内部，气体则可以自后接触海水的导流孔和进水排气槽自然排出，能够有效避免内部的气泡残留，防止组内形成气泡残留引起海水对电池润湿程度不佳，降低电池使用性能。
4、本发明还提供一种锂海水电池组制备方法，所述制备方法中锂海水电池负极极耳的密封均采用灌封方式，使得极耳表面能够被槽内填充的硅橡胶完全覆盖，避免直接涂覆过程中极耳的侧边因厚度较小难以挂胶导致的密封保护不完全，可有效避免负极极耳与海水接触时发生析氢反应和电池短路。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的锂海水单体电池结构示意图；
图2为本发明的锂海水电池组的电池单元底板结构示意图；
图3为本发明的电池组前置盖板结构示意图；
图4为本发明的锂海水电池组基本单元组装示意图；
图5为本发明的锂海水电池组示意图。
附图标号说明：
1：锂海水单体电池；11：铝塑包装膜；12：极耳；121：极耳金属部分；122：极耳胶；13：金属锂负极(密封于铝塑包装膜11内)；14：固体电解质；15：泡沫镍海水正极；2：电池单元底板；21：底板外轮廓；22：负极空腔；23：电池固定槽；24：极耳灌封槽；25：导流孔；26：固定孔；3：电池单元固定框；31：正极窗口；32：进水排气槽；321：不含极耳侧进水排气槽；322：含极耳侧进水排气槽；33：电池固定座；4：锂海水电池组；41：M3螺杆；42：电池组前置盖板；43：M3螺丝；44：硅橡胶；45：镍带；46：电池组引线；461：电池组正极引线；462：电池组负极引线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参照图1，本实施例提供一种锂海水电池组，所述锂海水电池组4主要包括至少一个锂海水电池基本单元和电池组前置盖板；
所述锂海水电池基本单元(参见图2)由锂海水单体电池1、电池单元底板2与电池单元固定框3组成；所述电池单元底板2与所述电池单元固定框3叠置，所述锂海水单体电池1置于所述电池单元底板2与所述电池单元固定框3之间；
所述电池单元底板2设有与所述锂海水单体电池1外轮廓形状适配的电池固定槽23，所述电池固定槽23内开有容纳金属锂负极13的负极空腔22；所述电池单元底板2上还设置有与电池极耳12尺寸和位置适配的两个极耳灌封槽24；所述锂海水单体电池1嵌入所述电池固定槽22后所述金属锂负极13嵌入所述负极空腔22内，且与所述电池单元底板2之间留有间隙；所述电池极耳12嵌入所述极耳灌封槽24内；所述电池单元底板2上设置有与所述间隙连通的导流孔25；
所述电池单元固定框3设有用于暴露所述锂海水单体电池的泡沫镍海水正极15的正极窗口31，所述电池单元固定框3扣合在所述电池单元底板2上，所述锂海水单体电池1嵌在所述电池单元固定框3与所述电池单元底板2共同围设的空腔内；所述空腔具有与外界导通的进水排气槽32；开设所述进水排气槽32后会形成用于固定所述锂海水单体电池1铝塑包装膜封装边沿的电池固定座33；
所述电池组前置盖板42上设有与所述正极窗口31连通的导流孔25；所述电池组前置盖板42叠置在所述电池单元固定框3上并与所述锂海水电池基本单元固定连接。
优选地，如图3所示，所述锂海水单体电池呈方形，主要包括极耳12(包含极耳金属部分121和极耳胶122)、密封于铝塑包装膜11内的金属锂负极13、固体电解质14和泡沫镍海水正极15。在金属锂负极13引出极耳12后，固体电解质14与金属锂负极13采用叠片式窗口结构进行铝塑包装膜封装，封装后得到的所述锂海水单体电池1四周具有很薄的铝塑包装膜封装边沿；所述泡沫镍海水正极15叠置在所述锂海水单体电池1的金属锂负极13部分的所述固体电解质14侧。
优选地，如图4所示，所述电池固定槽23还包括嵌设槽，所述嵌设槽位于所述负极空腔22的外围，呈环状，用于嵌设所述金属锂负极13侧的铝塑包装膜封装边沿，且其长宽尺寸比所述负极空腔22的长宽尺寸大10～15mm；所述嵌设槽嵌合所述金属锂负极13侧的铝塑包装膜封装边沿后在金属锂负极13侧与所述进水排气槽32之间形成与所述电池单元底板2上导流孔25连通的间隙，上述设计有利于海水在所述锂海水电池组4内流通，同时有利于在向海中布放锂海水电池组4时电池组内气体的排出，有效避免内部的气泡残留，防止组内形成气泡残留引起海水对电池润湿程度不佳，降低电池使用性能。
优选地，所述负极空腔22包括开设于所述电池单元底板2中心位置的凹腔；且其凹腔深度比所述金属锂负极13厚度大0.5～1.0mm，避免堵塞导流孔；
所述两极耳灌封槽24，一端分别与所述电池固定槽23的嵌设槽连通，另一端延伸至所述电池单元底板2的边缘，分别用于安装所述锂海水单体电池1的正极极耳和负极极耳；所述极耳12四周为留有间隙地嵌入所述极耳灌封槽24，便于灌入硅橡胶来固定极耳12，同时防止海水与极耳12接触。
所述电池单元底板2外轮廓的长宽尺寸比锂海水单体电池1外轮廓长宽尺寸大10.0～15.0mm，厚度比锂海水单体电池1的金属锂负极13厚度厚2.0～3.0mm；所述电池固定槽23长宽尺寸与锂海水单体电池1外轮廓长宽尺寸一致；所述负极空腔22长宽尺寸比所述锂海水负极13的长宽尺寸大10.0～20.0mm，深度比所述金属锂负极13厚度大0.5～1.0mm；所述极耳灌封槽24长度等于所述电池单元底板2外轮廓与所述电池固定槽23外轮廓的间距，为4.0～8.0mm，槽宽度比所述极耳胶122宽度大0.2～1mm，槽深度为0.5～2.0mm；所述电池单元底板2用于嵌入所述锂海水单体电池1负极及铝塑包装膜封装边沿，用来组装锂海水电池基本单元从而实现多个所述锂海水单体电池1的并联。
优选地，如图5所述，所述电池单元固定框3的正极窗口31开设位置和尺寸大小均与所述负极空腔23对应一致；所述电池单元固定框3的四个侧边开设有使所述锂海水电池基本单元内外连通的进水排气槽32，每个侧边开设两个相邻所述进水排气槽32，一端与所述锂海水电池基本单元内部连通，另一端与外界连通；且槽深度为1.0～2.0mm；一侧边两个相邻的所述进水排气槽32开槽后会形成一个凸起部分，为电池固定座33；当所述电池单元固定框3与所述电池单元底板2扣合时可压紧金属锂负极13的铝塑包装膜封装边沿，从而固定所述锂海水单体电池1；所述电池固定座33沿所述电池单元固定框3四周呈对称分布，在固定所述锂海水单体电池1的同时也使所述固体电解质受力均匀，不会损坏固体电解质；
所述电池单元固定框3外轮廓尺寸与所述电池单元底板2一致，厚度为3.0～5.0mm。
优选地，在含有极耳的一侧边，两个所述进水排气槽322间距为5.0～10.0mm，与两个所述极耳灌封槽位置错开；在另外的三个侧边，每个侧边的两个所述进水排气槽321间距为10.0～12.0mm。
优选地，所述电池组前置盖板42外轮廓尺寸与所述电池单元底板2外轮廓尺寸一致。
优选地，所述导流孔25为圆形通孔，直径为3.0～5.0mm，均匀分布在所述电池单元底板2和所述电池组前置盖板42上，保证所述锂海水电池组4与外界连通，便于足量的海水流入。
优选地，所述电池单元底板2、所述电池单元固定框3和所述电池组前置盖板42的材料均为绝缘材料，且开设有位置、形貌和尺寸均对应一致的固定孔26；所述绝缘材料可为板形树脂体，也可为树脂及其复合材料，如环氧树脂、环氧板、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、尼龙、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、有机玻璃、聚氯乙烯、酚醛树脂、聚氨酯等，轻质绝缘，结构强度高；所述固定孔26开孔位置呈中心对称，有利于实现所述固体电解质的均匀受力，对固体电解质起保护作用。
优选地，所述锂海水电池组4包括至少一个所述锂海水电池基本单元；多个所述锂海水电池基本单元以叠片形式排列并固定连接，其中一个所述锂海水电池基本单元的所述电池单元底板2与另一个所述锂海水电池基本单元的所述电池单元固定框3叠置；所述锂海水电池基本单元的个数可根据需要确定，能满足多种使用需求。
实施例二
本实施例提供一种锂海水电池组的制备方法，所述锂海水电池组为实施例一所述的锂海水电池组，包括以下步骤：
S1：所述锂海水电池基本单元的制备：
S11：选取材料并加工；
S12：将锂海水单体电池1与电池单元底板2上的电池固定槽23对齐后放入，所述金属锂负极13和正负极极耳12分别嵌入所述电池单元底板2上的负极空腔22和两极耳灌封槽24；再将电池单元固定框3与所述电池单元底板2四周及固定孔26对齐，电池单元固定框3的含电池固定座33侧与所述电池单元底板2含负极空腔22侧叠置，所述锂海水单体电池1的泡沫镍海水正极15嵌入所述正极窗口31，得到所述锂海水电池基本单元；
S2：将所述电池组前置盖板42对齐步骤S1得到的所述锂海水电池基本单元的电池单元固定框3侧；然后在固定孔26内穿入M3螺杆41，拧上M3螺丝43，得到所述锂海水电池组框架；
S3：将步骤S2得到的所述锂海水电池组框架的极耳12侧朝上放置，向电池单元底板2上的极耳灌封槽24内注入硅橡胶44至槽被完全填充，待硅橡胶44完全固化后，根据并联要求将各锂海水电池基本单元正负极极耳12的金属部分121分别用镍带45进行焊接，最后在正负极镍带45相应位置焊接锂海水电池组4正负极引线46(包括电池组正极引线461和电池组负极引线462)并引出；
S4：将步骤S3中的正负极镍带45分别用胶带固定在锂海水电池组框架的表面；再用硅橡胶44完全覆盖镍带45表面金属部分，待硅橡胶44完全固化，最终得到所述锂海水电池组4。
优选地，根据需要选择所述锂海水电池基本单元的个数；再将多个所述锂海水电池基本单元进行堆叠，所述堆叠过程需保证所述锂海水电池基本单元固定孔对齐；之后将所述电池组前置盖板42对齐叠置在最外侧所述锂海水电池基本单元的所述电池单元固定框3侧；然后在固定孔26内穿入M3螺杆41，拧上M3螺丝43，得到所述锂海水电池组框架。
所述步骤S3中在极耳灌封槽24内注入硅橡胶44至槽被完全填充、步骤S4中用硅橡胶44完全覆盖镍带45表面金属部分，均是为了使极耳12密封严实。
实施例三
本实施例提供了如实施例一、实施例二所述的一种锂海水电池组，本实施例提供的锂海水电池组4，包括以下步骤：
S1：所述锂海水电池基本单元的制备：
S11：选取材料并加工：
锂海水单体电池1外轮廓长宽尺寸为85.0×85.0mm(不含极耳12高度)；金属锂负极13与固体电解质14长宽尺寸为60.0×60.0mm，金属锂负极13厚度为2.0mm；泡沫镍海水正极15长宽尺寸为55.0×55.0，厚度为2.0mm；铝塑包装膜11封装边沿厚度0.2mm；极耳12中心位置距离电池外侧轮廓8.0mm；极耳金属部分121长宽尺寸为10.0×2.0，厚度为0.1mm；极耳胶122长宽尺寸为7.0×8.0，厚度为0.3mm。
电池单元底板2、电池单元固定框3和电池组前置盖板42所用材料均为环氧树脂；
电池单元底板外轮廓21长宽尺寸为96.0×96.0，厚度为5.0mm；电池单元底板2上开设的电池固定槽23长宽尺寸为85.0×85.0，深度为1.2mm；电池固定槽23的负极空腔22长宽尺寸为75.0×75.0，腔深度为3.0mm；极耳灌封槽24的长宽尺寸为9.0×5.5，槽深1.0mm；电池单元底板2与负极空腔22对应的位置开有36个导流孔25，孔直径为3mm，呈等间距排列，间距大小为12.5mm；电池单元底板外轮廓21与电池固定槽23外轮廓间的四角和侧边中心开有M3螺孔型固定孔26，开孔位置与单元底板外轮廓21距离为3.5mm；
电池单元固定框3外轮廓长宽尺寸为96.0×96.0，厚度为3.0mm，电池单元固定框3上开设的通孔正极窗口31长宽尺寸为75.0×75.0；进水排气槽32在电池单元固定框3外轮廓与正极窗口31外轮廓间呈中心对称开设，每个侧边两个，槽宽为10.5mm，槽深度1.5mm，其中不含极耳12的三个侧边的进水排气槽321槽长度为30mm，每个侧边两个槽相邻侧边间距10.0mm；含极耳侧的进水排气槽322槽长度12.5mm，两个槽相邻侧边间距10.0mm；电池固定座33为开设进水排气槽322后形成的长宽尺寸均为10.0×10.5，厚度为1.5mm的凸台；固定孔26尺寸大小和位置与电池单元底板2上固定孔保持一致；
S12：所述锂海水单体电池1嵌入所述电池单元底板2上的电池固定槽23后，所述金属锂负极13卡入所述负极空腔22，电池极耳12卡入所述极耳灌封槽24；然后将电池单元固定框3与电池单元底板1四周和固定孔对齐后扣上，利用电池单元固定框3中的电池固定座33将锂海水电池1的铝塑包装膜11的封装边沿压紧。重复上述步骤20次，得到20个锂海水电池组基本单元；
S2：将20个所述锂海水电池组基本单元进行并联堆叠，然后将长宽尺寸为96.0×96.0、厚度为2.0mm的电池组前置盖板42对齐扣合在进行堆叠后的最外侧锂海水电池组基本单元的电池单元固定框3上，然后在固定孔26内穿入M3螺杆41，拧上M3螺丝43，得到所述锂海水电池组框架。
S3：将电池极耳12侧朝上放置，向各基本单元底板的极耳灌封槽内注入硅橡胶44至槽被完全填充，待硅橡胶44固化完成后，将各基本单元正负极极耳的金属部分121用0.13mm厚的镍带45进行焊接并引出电池组正极导线461与负极导线462；
S4：最后将焊有极耳的镍带45固定并用硅橡胶44完全覆盖并固化，得到含有20个锂海水电池并联的锂海水电池组。
所述锂海水电池组采用单元式模块化设计，电池组构成灵活，在保持对组内电池良好固定性能的同时，不会破坏电池核心材料造成电池损坏。电池组内具有通常的进水排气通道，可实现海水对组内各电池的充分浸润，灌封式的负极极耳密封方式也可有效保证电池组工作过程中负极极耳不与海水接触，避免电池短路。该电池组已在实际海水环境中连续工作两天，输出电压1.5V，功率300mW，具有良好的实用前景。
实施例四：
本实施例提供一种如实施例三所述的一种锂海水电池组，本实施例提供的锂海水电池组4，包括以下步骤：
S1：所述锂海水电池基本单元的制备：
S11：选取材料并加工：
锂海水单体电池1外轮廓长宽尺寸为45.0×45.0mm(不含极耳12高度)；金属锂负极13与固体电解质14长宽尺寸为20.0×20.0mm，金属锂负极13厚度为1.0mm；泡沫镍海水正极15长宽尺寸为15.0×15.0，厚度为2.0mm；铝塑包装膜11封装边沿厚度0.2mm；极耳12中心位置距离电池外侧轮廓8.0mm；极耳金属部分121长宽尺寸为10.0×2.0，厚度为0.1mm；极耳胶122长宽尺寸为8.0×8.0，厚度为0.3mm；
电池单元底板2、电池单元固定框3和电池组前置盖板42所用材料均为聚四氟乙烯；
电池单元底板外轮廓21长宽尺寸为60.0×60.0，厚度为4.0mm；电池单元底板2上开设的电池固定槽23长宽尺寸为45.0×45.0，深度为1.2mm；电池固定槽23的负极空腔22长宽尺寸为30.0×30.0，腔深度为3.5mm；极耳灌封槽24的长宽尺寸为8.4×7.5，槽深1.2mm；电池单元底板2与负极空腔22对应的位置开有9个导流孔25，孔直径为3mm，呈等间距排列，间距大小为13.6mm；电池单元底板外轮廓21与电池固定槽23外轮廓间的四角和侧边中心开有M3螺孔型固定孔26，开孔位置与单元底板外轮廓21距离为3.5mm；
电池单元固定框3外轮廓长宽尺寸为60.0×60.0，厚度为3.0mm，电池单元固定框3上开设的通孔正极窗口31长宽尺寸为30.0×30.0；进水排气槽32在电池单元固定框3外轮廓与正极窗口31外轮廓间呈中心对称开设，每个侧边两个，槽宽为15.0mm，槽深度1.0mm，其中不含极耳12的三个侧边的进水排气槽321槽长度为7.0mm，每个侧边两个槽相邻侧边间距12.0mm；含极耳侧的进水排气槽322槽长度5.5mm，两个槽相邻侧边间距7.0mm；电池固定座33为开设进水排气槽322后形成的长宽尺寸分别为12.0×15.0、7.0×15.0，厚度为1.0mm的凸台；固定孔26尺寸大小和位置与电池单元底板2上固定孔保持一致；
S12：同实施例三步骤S12。重复上述步骤10次，得到10个锂海水电池组基本单元；
S2：同实施例三步骤S2。其中本实施例的电池组前置盖板42长宽尺寸为60.0×60.0mm，厚度为1.0mm；
S3：同实施例三步骤S3；
S4：同实施例三步骤S4。
本实施例得到的锂海水电池组，其输出电压1.5V，功率25mW，可在海水中稳定工作，具有良好的实用前景。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种锂海水电池组，其特征在于，所述锂海水电池组主要包括至少一个锂海水电池基本单元和电池组前置盖板；
所述锂海水电池基本单元由锂海水单体电池、电池单元底板与电池单元固定框组成；所述电池单元底板与所述电池单元固定框叠置，所述锂海水单体电池置于所述电池单元底板与所述电池单元固定框之间；
所述电池单元底板设有与所述锂海水单体电池外轮廓形状适配的电池固定槽，所述电池固定槽内开有容纳金属锂负极的负极空腔；所述电池单元底板上还设置有与电池极耳尺寸和位置适配的两个极耳灌封槽；所述锂海水单体电池嵌入所述电池固定槽后所述金属锂负极嵌入所述负极空腔内，且与所述电池单元底板之间留有间隙；所述电池极耳嵌入所述极耳灌封槽内；所述电池单元底板上还设置有与所述间隙连通的导流孔；
所述电池单元固定框设有用于暴露所述锂海水单体电池的泡沫镍海水正极的正极窗口，所述电池单元固定框扣合在所述电池单元底板上，所述锂海水单体电池嵌在所述电池单元固定框与所述电池单元底板共同围设的空腔内；所述空腔具有与外界导通的进水排气槽；开设所述进水排气槽后会形成用于固定所述锂海水单体电池铝塑包装膜封装边沿的电池固定座；
所述电池组前置盖板上设有与所述正极窗口连通的导流孔；所述电池组前置盖板叠置在所述电池单元固定框上并与所述锂海水电池基本单元固定连接。
2.如权利要求1所述的一种锂海水电池组，其特征在于，所述电池固定槽还包括嵌设槽，所述嵌设槽位于所述负极空腔的外围，呈环状，用于嵌设所述金属锂负极侧的铝塑包装膜封装边沿，且其长宽尺寸比所述负极空腔的长宽尺寸大10～15mm；所述嵌设槽嵌合所述金属锂负极侧的铝塑包装膜封装边沿后在金属锂负极侧与所述进水排气槽之间形成与所述电池单元底板上导流孔连通的间隙。
3.如权利要求1所述的一种锂海水电池组，其特征在于，所述负极空腔包括开设于所述电池单元底板中心位置的凹腔；且其凹腔深度比所述金属锂负极厚度大0.5～1.0mm；
所述两个极耳灌封槽，一端分别与所述电池固定槽的嵌设槽连通，另一端延伸至所述电池单元底板的边缘，分别用于安装所述锂海水单体电池的正极极耳和负极极耳。
4.如权利要求1所述的一种锂海水电池组，其特征在于，所述正极窗口开设位置和尺寸大小均与所述负极空腔对应一致；所述电池单元固定框与所述电池单元底板扣合侧的侧边开设有使所述锂海水电池基本单元内外连通的进水排气槽。
5.如权利要求3所述的一种锂海水电池组，其特征在于，在含有极耳的一侧边，两个所述进水排气槽间距为5.0～10.0mm，与两个所述极耳灌封槽位置错开；在另外的侧边，每个侧边的两个所述进水排气槽间距为10.0～12.0mm。
6.如权利要求1所述的一种锂海水电池组，其特征在于，所述电池组前置盖板外轮廓尺寸与所述电池单元底板外轮廓尺寸一致。
7.如权利要求1所述的一种锂海水电池组，其特征在于，所述导流孔均匀分布在所述电池单元底板和所述电池组前置盖板上。
8.如权利要求1所述的一种锂海水电池组，其特征在于，所述电池单元底板、所述电池单元固定框和所述电池组前置盖板的材料均为绝缘材料，且开设有位置、形貌和尺寸均对应一致的固定孔。
9.如权利要求1所述的一种锂海水电池组，其特征在于，所述锂海水电池组包括至少一个所述锂海水电池基本单元；多个所述锂海水电池基本单元以叠片形式排列并固定连接，其中一个所述锂海水电池基本单元的所述电池单元底板与另一个所述锂海水电池基本单元的所述电池单元固定框叠置。
10.一种锂海水电池组的制备方法，包括以下步骤：
S1：所述锂海水电池基本单元的制备：
S11：选取材料并加工；
S12：将锂海水单体电池与电池单元底板上的电池固定槽对齐后放入，金属锂负极和正负极极耳分别嵌入所述电池单元底板上的负极空腔和两极耳灌封槽；再将电池单元固定框与所述电池单元底板四周及固定孔对齐，电池单元固定框的含电池固定座侧与所述电池单元底板含负极空腔侧叠置，所述锂海水单体电池的正极嵌入所述正极窗口，得到所述锂海水电池基本单元；
S2：将所述电池组前置盖板对齐步骤S1得到的所述锂海水电池基本单元的电池单元固定框侧；然后在固定孔内穿入螺杆，拧上螺丝，得到所述锂海水电池组框架；
S3：将步骤S2得到的所述锂海水电池组框架的极耳侧朝上放置，向电池单元底板上的极耳灌封槽内注入硅橡胶至槽被完全填充，待硅橡胶完全固化后，根据并联要求将各锂海水电池基本单元正负极极耳的金属部分分别用镍带进行焊接，最后在正负极镍带相应位置焊接锂海水电池组正负极导线并引出；
S4：将步骤S3中的正负极镍带分别用胶带固定在锂海水电池组框架的表面；再用硅橡胶完全覆盖镍带表面金属部分，待硅橡胶完全固化，最终得到所述锂海水电池组。
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