CN202905871U - 一种水能电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池领域。一种水能电池，包括外壳及其内部的多级电极组、多级电解池和次氯酸钠水溶液电解液，每级电极组均包括镁棒负极和铜棒正极，镁棒负极、铜棒正极与次氯酸钠水溶液电解液构成电池组合；多级电解池通过离子通道和液体流通孔互相连通，由多级电极组逐级提升电压。该水能电池的优点是采用环保型电极与电解液组合，不含重金属和硫酸，各级电解池在流体学上连通，电学上等效于互相隔绝并逐级提升电压，具有环保性好、电力强、效率高、寿命长、可循环使用等特点。

Description

一种水能电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其是一种水能电池。

背景技术

电池在工业、农业、国防、科学技术等国民经济与社会发展各个领域，以及在日常生活与工作中使用十分普遍。传统的电池，包括酸性干电池、碱性电池、铅蓄电池、锂电池、银锌电池、镉镍电池等。

酸性干电池：多为酸性锌锰电池，正极为碳棒（石墨棒）、二氧化锰（MnO2），负极为锌片或锌筒（Zn）、电解质为氯化铵（NH4Cl）、氯化锌（ZnCl2）及淀粉糊状物等。

碱性电池：是高容量的干电池，以MnO2为正极，Zn为负极，氢氧化钾（KOH）为电解液。

铅蓄电池：正极材料上涂有棕褐色的氧化铅（PbO），负极材料是海绵状的金属铅（Pb），两极浸没在硫酸（H2SO4）溶液中。

银锌电池：正极外壳填充氧化银（Ag2O）和石墨，负极盖填充锌汞合金（Zn-Hg），电解质为KOH溶液。

镉镍电池：负极材料涂有氧化镍（NiO2），正极材料为镉（Cd），电解质KOH。

锂电池：负极材料涂有MnO2，正极材料为金属锂（Li），电解质是非水性电解质，如烷基碳酸盐、二乙基碳酸盐等。

为便于比较，将几种传统电池的电极与电解质材料列于表1，表1是传统的电池种类及其电极与电解质材料。

表1

上述各类传统电池已经获得广泛应用，在许多方面是成功的。但是需要指出，这些电池大多包含有重金属（如铅、镉、汞等）以及强酸（如H2SO4）、强碱（如KOH等），因此，就环保性能而言，这些传统电池存在明显的欠缺。

为了研究发展更为环保的电池技术，国内外研究者进行了有益的探索，除了太阳能电池等之外，近年来还发明了诸如海水电池、水能电池等电池技术。几种代表性的海水电池和水能电池如下所述。

海水电池航海标志灯：1991年，我国首创以铝、空气、海水为能源的新型电池，以海水为电解液，铝为负极，碳棒等为正极，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。将该型电池用于航海标志灯，只要把灯放入海水中数秒钟，就会发出光亮。

海水电池：如海水电池（专利号02134342），负极为纯镁或镁合金，正极为氯化银（AgCl）、氯化铜（CuCl），海水为电解液，可用于防灾、军事、海事及民用。

镁海水电池：如海水电池（专利号200310113951），以镁或镁合金作为负极，不活泼金属作为正极，直接浸没在海水中（以海水作为电解质），即可产生电力。这类海水电池没有压力容器，也即不是严格意义上的完整电池。

水能钟：近年来，市场上出现了一类水能电池驱动的电子钟，如实用新型专利号201120396863，其电源部分为水能电池供电装置，设有柱状容器，柱状容器的一端伸入电解液容器内电解液液面的上方，柱状容器另一端设有正极金属片和负极金属片，正极金属片和负极金属片的一端位于柱状容器内，另一端伸入电子钟的底座中供电，柱状容器内填充有与正极金属片和负极金属片接触的碳粉，柱状容器端设有带孔的端盖，柱状容器内设有与碳粉相接触的吸水海绵。但是，这类水能电池的电量很小，一般只能用于驱动液晶显示表头，无法用于诸如LED照明等需要大电量（大电流）的场合。

日本NoPoPo水能电池：近年来，日本发明了一种名为NoPoPo的水能电池，它的中央是碳棒正极，周围是用纸袋包住的MnO2粉末，电池外壳是镁合金，作为负极，添加液可以是自来水、雨水、果汁等。

这类NoPoPo水能电池，可以产生相当于同类5号碱性电池三分之一的电量，是目前较为成功的水能电池之一。只是一旦开始使用，它只能工作很短的时间；而且失效之后，作为负极的镁合金电池外壳会因为腐蚀而破损，造成里面的电池物质泄漏，甚至可能造成电器损坏；另外，这类水能电池的价格相对较高，每节NoPoPo水能电池目前的市场价为600日元，约合人民币40~50元。

为便于直观比较，将现有海水电池和水能电池的种类及电极与电解液材料列于表2，表2是现有海水电池与水能电池的种类及其电极与电解液材料。

表2

综上所述，为了克服传统电池大多包含重金属与强酸强碱等非环保物质的局限性，研究开发各类符合环保要求的新型电池技术，是这一技术领域的永恒主题。而海水电池和水能电池等，能够较好地符合这一主题。但是，现有的海水电池与水能电池，也还存在体积大（如用于航标灯的海水电池）、无容器（有些只是直接将电极浸没在海水中）、电量小（如仅可用于水能钟液晶显示的水能电池）、电池失效后内部物质可能泄露并损坏电器（如NoPoPo电池），以及工作时间短、难以循环使用等局限性。

发明内容

本实用新型的发明目的是为了克服传统电池大多包含重金属、硫酸或氢氧化钾，因而在环保性能方面存在的局限性，同时克服现有海水电池和水能电池存在的体积大、无容器、电量小、电池失效后内部物质可能泄露以及工作时间短、难以循环使用等局限性，提供一种只需添加水和次氯酸钠即可获得充足的电力，而且可持续工作、循环使用的水能电池。

为了实现上述目的，本实用新型采用了下述的技术方案：

一种水能电池，包括外壳及其内部的多级电极组、多级电解池和次氯酸钠水溶液电解液，每级电极组均包括镁棒负极和铜棒正极，镁棒负极、铜棒正极与次氯酸钠水溶液电解液构成电池组合；多级电解池通过离子通道和液体流通孔互相连通，由多级电极组逐级提升电压。

作为优选，所述多级电极组包括负极导线、一级镁棒负极、一级铜棒正极、连接导线一、二级镁棒负极、二级铜棒正极、正极导线和电极固定座；负极导线与一级镁棒负极连接，一级铜棒正极通过导线一与二级镁棒负极相连，二级铜棒正极与正极导线连接，所有镁棒负极和铜棒正极都安装在电极固定座上，电极固定座连接壳体。进一步的，所述多级电解池包括一级电解池单元和二级电解池单元，一级电解池单元和二级电解池单元通过壳体内的隔绝壁隔开；所述离子通道包括离子通道一，所述液体流通孔包括液体流通孔一和液体流通孔二；一级电解池单元与二级电解池单元之间通过液体流通孔一、离子通道一和液体流通孔二进行连通。

作为优选，多级电极组包括负极导线、一级镁棒负极、一级铜棒正极、连接导线一、二级镁棒负极、二级铜棒正极、连接导线二、三级镁棒负极、三级铜棒正极、正极导线和电极固定座，负极导线与一级镁棒负极连接，一级铜棒正极通过导线一与二级镁棒负极相连，二级铜棒正极通过导线二与三级镁棒负极连接，三级铜棒正极与正极导线连接，所有镁棒负极和铜棒正极都安装在电极固定座上，电极固定座连接外壳。进一步的，所述多级电解池包括一级电解池单元、二级电解池单元和三级电解池单元，一级电解池单元、二级电解池单元和三级电解池单元，通过壳体内的隔绝壁隔开；所述离子通道包括离子通道一和离子通道二，所述液体流通孔包括液体流通孔一、液体流通孔二和液体流通孔三；一级电解池单元与二级电解池单元之间通过液体流通孔一、离子通道一和液体流通孔二进行连通；二级电解池单元与三级电解池单元之间，通过液体流通孔二、离子通道二、液体流通孔三连通。

作为优选，所述多级电极组包括负极导线、一级镁棒负极、一级铜棒正极、连接导线一、二级镁棒负极、二级铜棒正极、连接导线二、三级镁棒负极、三级铜棒正极、连接导线三、四级镁棒负极、四级铜棒正极、正极导线和电极固定座；负极导线与一级镁棒负极连接，一级铜棒正极通过导线一与二级镁棒负极相连，二级铜棒正极通过导线二与三级镁棒负极连接，三级铜棒正极通过导线三与四级镁棒负极连接，四级铜棒正极与正极导线连接，所有镁棒负极和铜棒正极都安装在电极固定座上，电极固定座中央开有通气孔，电极固定座连接外壳。进一步的，所述多级电解池包括一级电解池单元、二级电解池单元、三级电解池单元和四级电解池单元，所述离子通道包括离子通道一、离子通道二和离子通道三；所述液体流通孔包括液体流通孔一、液体流通孔二、液体流通孔三和液体流通孔四；一级电解池单元与二级电解池单元之间通过液体流通孔一、离子通道一和液体流通孔二进行连通；二级电解池单元与三级电解池单元之间，通过液体流通孔二、离子通道二、液体流通孔三连通；三级电解池单元与四级电解池单元之间通过液体流通孔三、离子通道三和液体流通孔四连通；任意相邻电解池单元之间通过壳体内的隔绝壁分隔开。

作为优选，所述壳体上还设有注液口、塞子、盖板和中央圆柱；所述隔绝壁包括隔绝壁一、隔绝壁二、隔绝壁三和隔绝壁四，四个隔绝壁以正交方式与中央圆柱相连；电极固定座固定在盖板上，电极固定座上的所有镁棒负极和铜棒正极都浸在次氯酸钠水溶液电解液中。

采用了上述技术方案的一种水能电池，其优点是采用环保型电极与电解液组合，不含重金属和硫酸；采用多级电极组与多级连通式电解池的设计，各级电解池在流体学上连通，电学上等效于互相隔绝并逐级提升电压；克服了传统电池及现有海水电池与水能电池的局限性，具有环保性好、电力强、效率高、寿命长、可循环使用等特点。

附图说明

图1：本实用新型的实施例1的俯视剖面示意图。

图2：本实用新型的实施例1的立体结构示意图。

图3：本实用新型的实施例2的俯视剖面示意图。

图4：本实用新型的实施例2的立体结构示意图。

图5：本实用新型的实施例3的俯视剖面示意图。

图6：本实用新型的实施例3的侧视剖面示意图。

图7：本实用新型的实施例3中多级电极组的侧视示意图。

图8：本实用新型的实施例3中多级电极组的立体示意图。

图9：本实用新型的实施例3的俯视截面示意图。

图10：本实用新型的实施例3的立体示意图。

图11：本实用新型的实施例4的俯视截面示意图。

图12：本实用新型的实施例4的立体示意图。

具体实施方式

下面结合图1-图12对本专利做详细的说明。

实施例1

如图1和图2所示的一种水能电池，包括外壳及其部内的两级电极组1、两级电解池2和次氯酸钠水溶液电解液3，每级电极组均包括镁棒负极和铜棒正极，镁棒负极、铜棒正极与次氯酸钠水溶液电解液构成电池组合。两级电解池2包括一级电解池单元19与二级电解池单元20，通过离子通道和液体流通孔互相连通，且利用离子通道和液体流通孔对离子的阻塞作用，使一级电解池单元19与二级电解池单元20在电学上等效于互相隔绝，由两级电极组逐级提升电压。外壳上设有注液口。

二级电极组1主要包括负极导线4、一级镁棒负极5、一级铜棒正极6、连接导线一7、二级镁棒负极8、二级铜棒正极9、正极导线16和电极固定座。负极导线4与一级镁棒负极5连接，一级铜棒正极6通过导线一7与二级镁棒负极8相连，二级铜棒正极9与正极导线16连接，所有镁棒负极和铜棒正极都安装在电极固定座上，电极固定座连接外壳。

两级电解池2包括一级电解池单元19与二级电解池单元20，一级电解池单元19和二级电解池单元20通过外壳内的隔绝壁隔开。离子通道是离子通道一23，液体流通孔包括液体流通孔一26和液体流通孔二27。一级电解池单元19与二级电解池单元20之间通过液体流通孔一26、离子通道一23和液体流通孔二27进行连通。

实施例1中，正电极导线16与负极导线4之间的开路电压可以设定，如每一级铜棒正极与镁棒负极之间的电压为2V，则实施例1中的开路电压可达4V，即2级×2V=4V。

实施例2

如图3和图4所示的一种水能电池，包括外壳及其内部的三级电极组1、三级电解池2和次氯酸钠水溶液电解液3，每极电极组均包括镁棒负极和铜棒正极，镁棒负极、铜棒正极与次氯酸钠水溶液电解液构成电池组合。三级电解池2包括一级电解池单元19、二级电解池单元20与三级电解池单元21，通过离子通道和液体流通孔互相连通，且利用离子通道和液体流通孔对离子的阻塞作用，使一级电解池单元19、二级电解池单元20与三级电解池单元21在电学上等效于互相隔绝，由三级电极组逐级提升电压。外壳上设有注液口。

三级电极组1主要包括负极导线4、一级镁棒负极5、一级铜棒正极6、连接导线一7、二级镁棒负极8、二级铜棒正极9、连接导线二10、三级镁棒负极11、三级铜棒正极12、正极导线16和电极固定座。负极导线4与一级镁棒负极5连接，一级铜棒正极6通过连接导线一7与二级镁棒负极8相连，二级铜棒正极9通过连接导线二10与三级镁棒负极11连接，三级铜棒正极12与正极导线16连接，所有镁棒负极和铜棒正极都安装在电极固定座上，电极固定座连接外壳。

三级电解池2包括一级电解池单元19、二级电解池单元20与三级电解池单元21，一级电解池单元19、二级电解池单元20和三级电解池单元21均通过外壳内的隔绝壁隔开，即相邻的电解池单元之间通过隔绝壁隔开。离子通道包括离子通道一23和离子通道二24。液体流通孔包括液体流通孔一26、液体流通孔二27和液体流通孔三28。一级电解池单元19与二级电解池单元20之间通过液体流通孔一26、离子通道一23和液体流通孔二27进行连通。二级电解池单元20与三级电解池单元21之间通过液体流通孔二27、离子通道二24和液体流通孔三28连通。

实施例2中，正电极导线16与负极导线4之间的开路电压可以设定，如每一级铜棒正极与镁棒负极之间的电压为2V，则实施例2中的开路电压可达6V，即3级×2V=6V。

实施例3

如图5-图10所示的一种水能电池，包括外壳及其内部的四级电极组1、四级电解池2和次氯酸钠水溶液电解液3，每级电极组均包括镁棒负极和铜棒正极，镁棒负极、铜棒正极与次氯酸钠水溶液电解液构成电池组合。四级电解池2包括一级电解池单元19、二级电解池单元20、三级电解池单元21和四级电解池单元22，通过离子通道和液体流通孔互相连通，且利用离子通道和液体流通孔对离子的阻塞作用，使一级电解池单元19、二级电解池单元20、三级电解池单元21和四级电解池单元22在电学上等效于互相隔绝，由四级电极组逐级提升电压。

四级电极组1主要包括负极导线4、一级镁棒负极5、一级铜棒正极6、连接导线一7、二级镁棒负极8、二级铜棒正极9、连接导线二10、三级镁棒负极11、三级铜棒正极12、连接导线三13、四级镁棒负极14、四级铜棒正极15、正极导线16和电极固定座17。负极导线4与一级镁棒负极5连接，一级铜棒正极6通过连接导线一7与二级镁棒负极8相连，二级铜棒正极9通过连接导线二10与三级镁棒负极11连接，三级铜棒正极12通过连接导线三13与四级镁棒负极14连接，四级铜棒正极15与正极导线16连接，所有镁棒负极和铜棒正极都安装在电极固定座17上，电极固定座17中央开有通气孔18。

四级电解池2包括一级电解池单元19、二级电解池单元20、三级电解池单元21和四级电解池单元22。离子通道是由离子通道一23、离子通道二24和离子通道三25构成。液体流通孔是由液体流通孔一26、液体流通孔二27、液体流通孔三28、液体流通孔四29构成。一级电解池单元19与二级电解池单元20之间通过液体流通孔一26、离子通道一23和液体流通孔二27连通。二级电解池单元20与三级电解池单元21之间通过液体流通孔二27、离子通道二24和液体流通孔三28连通。三级电解池单元21与四级电解池单元22之间通过液体流通孔三28、离子通道三25和液体流通孔四29连通。

外壳呈矩形，外壳上还设有注液口30、塞子31、盖板32、中央圆柱37、螺孔组38、第一螺钉组39和第二螺钉组40。一级电解池单元19与四级电解池单元22之间不直接连通。隔绝壁由隔绝壁一33、隔绝壁二34、隔绝壁三35和隔绝壁四36构成，它们分别将相邻的电解池单元分隔开来，四个隔绝壁以正交方式与中央圆柱37相连。四级电解池2上方的外壳的四个角上有螺孔组38，并由第一螺钉组39将盖板32固定，电极固定座17通过第二螺钉组40固定在盖板32上，使所有镁棒负极和铜棒正极的大部分都浸在次氯酸钠水溶液电解液3中。

众所周知，一节电池或一个电解池单元，只能获得单级的电压，如单节干电池电压1.5V，要获得更高的电压，必须将几节干电池串联。对水能电池而言，相当于需要将几个彼此独立的电解池单元的电极串联起来，但是如果这样，每个电解池单元必须都有单独的注液口，而向几个电解池单元内注入水和电解液的操作，也必须分别进行，其技术性和实用性就会存在明显欠缺。

为了解决这些技术问题，本专利的技术方案既能够有效地提升电压，又能够巧妙地实现几个电解池单元的同时注液，采用多级电极组1和多级电解池2，利用离子通道和液体流通孔使多级电解池2在流体学上依次互相连通，从盖板32上的注液口30向一个电解池单元注入的次氯酸钠水溶液电解液3，能够依次流向其它几个电解池单元，从而巧妙地实现了电解液的同步注入。另一方面，由于相邻电解池单元之间的离子通道较为细长，而且每个电解池单元的液体流通小孔较为细小，它们都对溶液中的离子流动有较好的阻塞作用，离子流动如附图中的虚线箭头所示，其离子电导很小即电阻很大，使多级电解池单元在电学上等效于互相隔绝。因此，一级电解池单元19产生的电流，绝大部分将通过连接导线一7向下一级的二级电解池单元20流动，并且电压提升一级，以此类推。这样就巧妙地实现了多级电极组的逐级提升电压，从而获得数倍于单级电池的电压。正电极导线16与负极导线4之间的电压可以设定，若每一级铜棒正极与镁棒负极之间的电压为2V，则实施例3中的电压可达8V，即4级×2V=8V，按照相同方法设计的其他级数的多级水能电池，电压值以此类推，电流100~1000mA可调，添加液越多，电流越大，而且可持续工作、循环使用。

实施例4

如图11和图12所示的一种水能电池，其结构和原理与实施例3相同，区别仅在于外壳呈圆筒形。

综上所述，本专利的一种水能电池需要实现如下几个方面的关键技术：1.采用优化的正负电极与电解液组合，以使单级水能电池就能获得充足的电量即更高的电压与电流；2.电极材料、电解液材料及电池剩余液，均符合环保主题；3.采用多级水能电池设计，既能获得数倍于单级电池的电压，又能使各级电解池单元的水与添加液的注入操作同步完成；4.只需添加水和添加液，多级水能电池即可长时间工作，循环使用。为实现这些关键技术，本发明的水能电池采用镁（负极）/次氯酸钠水溶液（电解液）/铜（正极）三者的优化组合，与现有水能电池相比，可产生更充足的电量，即获得更高的单级电压与更大的电流，克服了现有水能电池电量很小的局限性，具体如用于水能钟的水能电池，只能驱动液晶显示，无法用于LED显示和照明。所采用的镁、铜与次氯酸钠水溶液等，均为常规材料或日用品，而且电池剩余液主要是水、食盐（NaCl）、氧化镁（MgO）等环保物质，因此能够很好地符合环保主题。既解决了大多数传统电池含有重金属和硫酸等问题，又克服了现有的某些水能电池使用完毕或失效之后电池外壳会破损，使电池材料及电解液外溢，并可能损坏电器等局限性。采用多级电极组和多级连通式电解池，在流体学上使多个电解池单元互相连通，从而使各级电解池单元的电解液注入操作能够同步完成。同时，巧妙地利用相邻电解池单元之间的细长离子通道和细小的液体流通孔对离子的阻塞作用，使多级电解池单元在电学上等效于互相隔绝，从而保证多级电极组能够逐级提升电压，获得数倍于单级电池的电压。根据不同应用领域和应用要求设计制作出一定大小（面积）的铜电极和镁电极之后，只需添加水和添加液，本发明的多级水能电池即可长时间工作，循环使用。

本专利的水能电池所采用的次氯酸钠水溶液，属于常规家用日用品。例如，它是某著名品牌的环保型洗涤消毒液的主要成分，带有薰衣草味，甚至可用于餐具、砧板、抹布等的消毒洗涤，安全环保，自然分解很缓慢，即使分解，其产物是食盐（NaCl）和氧气，因此是安全和环保的物质。本专利的水能电池，其优点是采用环保型电极与电解液组合，不含重金属和硫酸，同时采用多级电极组与多级连通式电解池设计，实现了流体学上的连通与电学上的逐级提升电压，克服了传统电池及现有海水电池与水能电池的局限性。在电极与电解液组合、多级电极组设计、多级连通式电解池设计、工作原理和技术性能等方面，与现有的海水电池及水能电池完全不同，具有显著特色和创新。尤其是水能电池中不含铅、镉、汞等重金属，也不含硫酸与氢氧化钾等强酸强碱，电池产物是NaCl、氧化镁（MgO）、氧气等环保物质，因而具有原理新颖、设计方法巧妙、环保性好、电力强、效率高、寿命长、可循环使用等特点。可以在发光二极管（LED）照明、旅游、探险、防灾、海事、军事以及其他军民两用领域获得广泛应用。

总之，本专利的一种水能电池，采用将多级镁棒负极/铜棒正极与次氯酸钠水溶液相组合的方法，即采用多级电极组和多级连通式电解池，在流体学上使多级电解池单元互相连通，同时又利用细长的离子通道和细小的液体流通小孔对离子的阻塞作用，使多级电解池单元在电学上等效于互相隔绝，从而保证多级电极组逐级提升电压，电压为单级电解池的数倍，只需向多级连通式电解池内添加水和次氯酸钠，就能获得充足的电力，并可持续工作、循环使用。因此，本专利的保护范围并不限于实施例中记载的方式，即电极组的级数和电解池的个数可以不断地增加，并且，每增加一级电极组和电解池，电压就增加一级（如增加2V）。

Claims (8)

1.一种水能电池，其特征在于包括外壳及其内部的多级电极组（1）、多级电解池（2）和次氯酸钠水溶液电解液（3），每级电极组（1）均包括镁棒负极和铜棒正极，镁棒负极、铜棒正极与次氯酸钠水溶液电解液构成电池组合；多级电解池（2）通过离子通道和液体流通孔互相连通，由多级电极组逐级提升电压。

2.根据权利要求1所述的一种水能电池，其特征在于多级电极组（1）包括负极导线（4）、一级镁棒负极（5）、一级铜棒正极（6）、连接导线一（7）、二级镁棒负极（8）、二级铜棒正极（9）、正极导线（16）和电极固定座；负极导线（4）与一级镁棒负极（5）连接，一级铜棒正极（6）通过导线一（7）与二级镁棒负极（8）相连，二级铜棒正极（9）与正极导线（16）连接，所有镁棒负极和铜棒正极都安装在电极固定座上，电极固定座连接壳体。

3.根据权利要求2所述的一种水能电池，其特征在于所述多级电解池（2）包括一级电解池单元（19）和二级电解池单元（20），一级电解池单元（19）和二级电解池单元（20）通过壳体内的隔绝壁隔开；所述离子通道包括离子通道一（23），所述液体流通孔包括液体流通孔一（26）和液体流通孔二（27）；一级电解池单元（19）与二级电解池单元（20）之间通过液体流通孔一（26）、离子通道一（23）和液体流通孔二（27）进行连通。

4.根据权利要求1所述的一种水能电池，其特征在于多级电极组（1）包括负极导线（4）、一级镁棒负极（5）、一级铜棒正极（6）、连接导线一（7）、二级镁棒负极（8）、二级铜棒正极（9）、连接导线二（10）、三级镁棒负极（11）、三级铜棒正极（12）、正极导线（16）和电极固定座，负极导线（4）与一级镁棒负极（5）连接，一级铜棒正极（6）通过导线一（7）与二级镁棒负极（8）相连，二级铜棒正极（9）通过导线二（10）与三级镁棒负极（11）连接，三级铜棒正极（12）与正极导线（16）连接，所有镁棒负极和铜棒正极都安装在电极固定座上，电极固定座连接外壳。

5.根据权利要求4所述的一种水能电池，其特征在于所述多级电解池（2）包括一级电解池单元（19）、二级电解池单元（20）和三级电解池单元（21），一级电解池单元（19）、二级电解池单元（20）和三级电解池单元（21），通过壳体内的隔绝壁隔开；所述离子通道包括离子通道一（23）和离子通道二（24），所述液体流通孔包括液体流通孔一（26）、液体流通孔二（27）和液体流通孔三（28）；一级电解池单元（19）与二级电解池单元（20）之间通过液体流通孔一（26）、离子通道一（23）和液体流通孔二（27）进行连通；二级电解池单元（20）与三级电解池单元（21）之间，通过液体流通孔二（27）、离子通道二（24）、液体流通孔三（28）连通。

6.根据权利要求1所述的一种水能电池，其特征在于所述多级电极组（1）包括负极导线（4）、一级镁棒负极（5）、一级铜棒正极（6）、连接导线一（7）、二级镁棒负极（8）、二级铜棒正极（9）、连接导线二（10）、三级镁棒负极（11）、三级铜棒正极（12）、连接导线三（13）、四级镁棒负极（14）、四级铜棒正极（15）、正极导线（16）和电极固定座（17）；负极导线（4）与一级镁棒负极（5）连接，一级铜棒正极（6）通过导线一（7）与二级镁棒负极（8）相连，二级铜棒正极（9）通过导线二（10）与三级镁棒负极（11）连接，三级铜棒正极（12）通过导线三（13）与四级镁棒负极（14）连接，四级铜棒正极（15）与正极导线（16）连接，所有镁棒负极和铜棒正极都安装在电极固定座（17）上，电极固定座（17）中央开有通气孔（18），电极固定座连接外壳。

7.根据权利要求6所述的一种水能电池，其特征在于所述多级电解池（2）包括一级电解池单元（19）、二级电解池单元（20）、三级电解池单元（21）和四级电解池单元（22），所述离子通道包括离子通道一（23）、离子通道二（24）和离子通道三（25）；所述液体流通孔包括液体流通孔一（26）、液体流通孔二（27）、液体流通孔三（28）和液体流通孔四（29）；一级电解池单元（19）与二级电解池单元（20）之间通过液体流通孔一（26）、离子通道一（23）和液体流通孔二（27）进行连通；二级电解池单元（20）与三级电解池单元（21）之间，通过液体流通孔二（27）、离子通道二（24）、液体流通孔三（28）连通；三级电解池单元（21）与四级电解池单元（22）之间通过液体流通孔三（28）、离子通道三（25）和液体流通孔四（29）连通；任意相邻电解池单元之间通过壳体内的隔绝壁分隔开。

8.根据权利要求7所述的一种水能电池，其特征在于壳体上还设有注液口（30）、塞子（31）、盖板（32）和中央圆柱（37）；所述隔绝壁包括隔绝壁一（33）、隔绝壁二（34）、隔绝壁三（35）和隔绝壁四（36），四个隔绝壁以正交方式与中央圆柱（37）相连；电极固定座（17）固定在盖板（32）上，电极固定座（17）上的所有镁棒负极和铜棒正极都浸在次氯酸钠水溶液电解液（3）中。

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