CN203536542U - 一种镁空电池 - Google Patents
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Abstract
一种镁空电池，包括壳体、反应模块和稳压稳流模块，壳体包括下底、上盖和壳主体。所述上盖开设透气孔，壳主体上设置电解槽、电路腔和插接腔，下底、壳主体和上盖之间固定连接，壳主体上设置电解腔；所述电路腔和插接腔之间通过快插接头连通，电解腔与插接腔之间设置线槽，二者通过线槽连通；所述反应模块包括镁板、阴极和盐水溶液，所述镁板放置在电解腔中，阴极与镁板平行放置，盐水填充在电解腔内镁板与阴极之间。输出的电能通过稳压稳流模块调整之后输出。本实用新型结构新型，拆卸更换方便，电解腔与插接腔水平布置有效避免了插接腔因氢气和盐水腐蚀而损坏。
Description
技术领域
本实用新型设计蓄电池领域，特别是一种镁空电池。
技术背景
目前，应用于野外应急电源主要为锌锰电池、铅酸蓄电池、柴油机发电机等。这些应急电源虽然技术比较成熟，但仍存在许多问题。锌锰电池、铅酸蓄电池受限于较低的能量密度，长期供电能力差，只能在短时间内提供应急电力，目前设计指标在几十分钟到几小时不等。如灾情严重，电力网络供应长期中断，不能保证应急电力的供应。柴油机发电机虽然能长时间、大功率供电，但柴油机工作时产生大量噪声和废气，对周围环境有较大影响，且柴油机从启动到稳定运行的时间较长，根据负载大小，从几分钟到几十分钟不等，不能及时提供应急电力。另外，对于便携式应急设备而言，柴油机携带性较差。
镁空电池是一种新型电池，大连爱镁瑞电池有限公司在申请日为2008年10月22日，专利号为200810228230的名为一种金属氧气电池/氢氧燃料电池一体式组合电源的专利中，详细介绍了镁空电池的原理。镁/空气储备电池能量密度高达700Wh/Kg,是铅酸蓄电池的20倍，因此使用相同体积重量的情况下，可以大幅提高应急供电的时间。同时镁/空气储备电池在没有添加电解质、日常保存时，能够长期保持活性达数年以上，并且存储期间电池容量几乎不变，无自放电现象，不需要额外维护和保养。镁/空气储备电池的这些特性使其在应急储备电源领域具有较强的竞争优势。
镁空电池有非常强的优势，但是在使用中也会有一些问题。镁空电池在空气持续参与过程中，阴极与阳极通过盐水反应，产生电能，同时产生盐雾和热量，反应过程中，阳极消耗快，而阴极消耗慢，过快消耗的阳极镁板会逐渐变薄变短，在变化的过程中，阳极镁板会脱落并产生一些残渣，产生的残渣如不加限制，会附着在阴极上，减小阴极与盐水的接触面积，进而降低电池效果。反应产生盐雾，盐雾如不及时排放，会在工作腔产生大量的气体，并使工作腔内部压力增大，可能损坏工作腔，使反应不能正常进行。镁空电池阳极消耗快而阴极消耗慢的特点，使得在使用使需要不定期更换阳极以物尽其用。
研究人员通过不断研究，对镁空电池的实际应用提出了具体的方案，大连爱镁瑞电池有限公司在申请日为2012年4月12日，专利号为201220152285，专利名为一种电池盒的专利中，介绍了一种新型的镁空电池盒。通过这种电池盒，可以使镁空电池真正用在日常生活中。但使用中还是会有一些问题，这些问题体现在：1.电路腔与电解腔螺钉连接或卡接，更换不便。2.电路腔设置在电解腔上部，盐雾导出的过程中，不可避免的经过电路腔，会对电路腔有腐蚀作用，持续反应，可能会使整个电池失效。3.镁板残渣处理不完全，导致镁空电池效率降低。
实用新型内容
本实用新型正是为了克服以上问题而提出的，具体方案是：
镁空电池，包括壳体、反应模块和稳压稳流模块。其中壳体包括下底、上盖和壳主体，所述上盖开设透气孔，壳主体上设置电解槽、电路腔和插接腔，下底设置电解底槽；所述下底和壳主体之间以及壳主体与上盖之间分别固定连接，壳主体上的电解槽与下底的电解底槽相互配合，形成电解腔，电解腔内固定设置阴极盒；所述电路腔和插接腔之间通过快插接头连通，电解腔与插接腔之间设置线槽，二者通过线槽连通。
所述反应模块包括镁板、阴极和盐水溶液，所述镁板放置在电解腔中，阴极平行设置在镁板侧面，盐水填充在电解腔内镁板与阴极之间；所述镁板上引出负极引线，阴极上引出正极引线，正极引线和负极引线通过线槽进入到插接腔内；所述插接腔内设置快接插头，正极引线和负极引线与快接插头连接。
所述稳压稳流模块包括进线端口、稳压稳流电路和出线端口，所述进线端口与出线端口分别固定在稳压稳流电路上，进线端口与插接腔内的快接插头连通，出线端口空接。
为了防止镁板碰撞和在反应过程中产生的残渣进入盐水溶液进而污染阴极，阴极盒上端口与电解腔密封连接。阴极盒内设置镁板架，阴极盒侧面设置阴极，镁板架架设在阴极盒内；镁板架外侧设置过滤纸，过滤纸将阴极盒分割成过滤纸包裹区和外部溶液区；镁板安放在过滤纸包裹区内，当镁板有残渣生成时，过滤纸直接包裹残渣，不至使残渣外泄，污染阴极。
为了避免产生的盐雾对快接插头产生影响，将插接腔与电解腔平行布置，使反应产生的盐雾不经过插接腔，直接排到外界。
为了使正极引线和负极引线进入到插接腔更加便利，并防止盐水进入插接盖腐蚀插件影响电池性能在插接腔上面设置插接盖，插接腔和插接盖的靠近电解腔的一侧壁面上设置相互对应的U型线槽加密封垫紧固密封。
为了使上盖和壳体接触牢固，拆卸方便，并避免因盐雾造成不良影响，在壳体上设置卡槽，上盖设置卡扣，壳体和上盖通过卡槽和卡扣配合固定连接。
为了使充电更加方便，在出线端口外设置USB接口，出线端口与USB接口固定连接。
为了获取更大的电能，将镁板和阴极设计为两组以上，镁板上的负极引线与阴极上的正极引线通过插接腔内的快插接头串联。
本实用新型的优点与积极效果为：
1.电解腔和插接腔平行布置，使挥发的盐雾不经过插接腔，避免因盐雾腐蚀造成连接件损坏，进而影响镁空电池性能。
2.镁板架和镁板之间设置过滤纸形成阳极盒，将镁板在反应过程中产生的残渣保留在阳极盒内，避免污染阴极，更换和清洗方便。
3.正极引线和负极引线通过快接插头与稳压稳流模块相连，插接方便，更换快接。
4.壳体与上盖通过卡扣和卡槽配合连接，连接牢固，拆装方便。
5.出线端口设置USB接口，插接方便，使用广泛。
6.多组镁空电池串联供电，会使电池电压高、容量大、功率高。
附图说明
图1为镁空电池的结构示意图；
图2为镁空电池的阴极盒的结构示意图；
图3为镁空电池的插接腔与电路腔连接示意图。
其中：1为插接盖，2为插接腔，3为壳主体，4为稳压稳流模块，5为上盖，6为卡扣，7为电解槽，8为卡槽，9为阴极盒，10为下底，11为电解底槽，12为镁板，13为镁板架，14为阴极，15为快接插头，16为电路腔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
如图1-3所示，本实用新型包括壳体、反应模块和稳压稳流模块4。
一种镁空电池，包括壳体、反应模块和稳压稳流模块4，其特征在于：
所述壳体包括下底10、上盖5和壳主体3，所述上盖5开设多排透气孔，透气孔的位置位于电解腔的上方。壳主体3上设置4个电解槽7，一个电解腔和一个插接腔2，下底10上设置4个电解底槽11；所述下底10和壳主体3之间通过螺钉固定连接，固定连接后，壳主体3上的电解槽7与下底10上的电解底槽11相互配合，并密封形成各自独立的电解腔。每个电解腔内放置一个阴极盒9，电解腔的上端与阴极盒9的上端通过密封圈密封连接。阴极盒9的侧壁开设矩形孔，阴极14粘贴在矩形孔上，阴极14为透气不透水材料制作而成，阴极盒9和阴极14共同形成镁板12容置腔。阴极盒9内放置过滤架，镁板12放置在过滤架内，镁板12和过滤架之间放置过滤纸。过滤纸将镁板12与外界隔离，除了盐水可以自由通过过滤纸外，镁板12上脱落的残渣被阻挡在过滤纸内，保证阴极盒9上阴极14的整洁。
壳主体3与上盖5之间通过卡扣6和卡槽8固定连接。
插接腔2开口与电解腔开口位于同一水平面上，插接腔2上面设置插接盖1，插接盖1与插接腔2用螺钉固定连接。插接腔2和插接盖1的靠近电解腔的一侧壁面上设置相互对应的U型线槽。镁板12上引出负极引线，阴极14上引出正极引线，正极引线和负极引线通过U型线槽进入到插接腔2内；所述插接腔2内设置快接插头15，正极引线和负极引线与快接插头15连接，镁板12和阴极14通过快接插头15形成串联连接。
所述电路腔16位于插接腔2的下面，二者通过快插接头连通，稳压稳流模块4放置在电路腔16中，包括进线端口、稳压稳流电路和出线端口，所述进线端口与出线端口分别固定在稳压稳流电路上，进线端口与插接腔2内的快接插头15连通，出线端口末端设置USB接口，USB接口空接。
工作原理为：
当工作时，向电解腔内加入盐水，阴极14和镁板12在空气的作用下，反应并产生电能，产生的电能通过负极引线和正极引线传输到插接腔2。在插接腔2内，通过快接插头15的一端，将镁板12与阴极串联连接，串联的电能通过快接插头15的另一端进入到稳压稳流电路的进线端口，然后进入通过稳压稳流电路，将电能输出到出线端口。外接设备与出线端口连接之后，电池将对外接设备持续供电。
反应时，产生的氢气以和挥发产生的盐水蒸汽通过上盖5上的透气孔直接散发，不经过插接腔2，避免了对插接腔2内的快插接头的腐蚀。
随着电解腔镁板12的逐渐消耗，镁板12会越来越薄并越来越小会有部分脱落，同时产生氢氧化镁。产生的氢氧化镁由于过滤纸的阻挡作用，将其留在过滤纸内，阻断氢氧化镁与阴极的接触，不至影响阴极14工作。当镁板12足够小，产生的电能变的不稳定，需要更换镁板。此时，将上盖5和壳主体3分离，从反应腔内将阴极盒9拿出，正极引线和负极引线从快接插头15上取下，然后将镁板12连同阴极盒和过滤纸一起取出并替换，操作方便，更换快捷。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种镁空电池，包括壳体、反应模块和稳压稳流模块（4），其特征在于：所述壳体包括下底（10）、上盖（5）和壳主体（3），所述上盖（5）开设透气孔，壳主体（3）上设置电解槽（7）、电路腔（15）和插接腔（2），下底（10）设置电解底槽（11）；所述下底（10）和壳主体（3）之间以及壳主体（3）与上盖（5）之间分别固定连接，壳主体（3）上的电解槽（7）与下底（10）的电解底槽（11）相互配合，形成电解腔；所述电解腔内固定设置阴极盒（9）；所述电路腔（15）和插接腔（2）之间通过快插接头连通，电解腔与插接腔（2）之间设置线槽，二者通过线槽连通；
所述反应模块包括镁板（12）、阴极（14）和盐水溶液，所述镁板（12）放置在电解腔中，阴极（14）平行设置在镁板（12）侧面，盐水填充在电解腔内镁板（12）与阴极（14）之间；所述镁板（12）上引出负极引线，阴极（14）上引出正极引线，正极引线和负极引线通过线槽进入到插接腔（2）内；所述插接腔（2）内设置快接插头（16），正极引线和负极引线与快接插头（16）连接；
所述稳压稳流模块（4）包括进线端口、稳压稳流电路和出线端口，所述进线端口与出线端口分别固定在稳压稳流电路上，进线端口与插接腔（2）内的快接插头（16）连通，出线端口空接。
2.根据权利要求1所述的镁空电池，其特征在于：所述电解腔与置阴极盒（9）密封连接，阴极盒侧面安装阴极（14）；阴极盒（9）内设置镁板架（13），阴极盒（9）固定在电解腔内，镁板架（13）架设在阴极盒（9）内；所述镁板架（13）内放置镁板（12），镁板（12）和镁板架（13）之间设置过滤纸。
3.根据权利要求1所述的镁空电池，其特征在于：所述插接腔（2）与电解腔平行布置。
4.根据权利要求1所述的镁空电池，其特征在于：所述插接腔（2）上面设置插接盖（1），插接腔（2）和插接盖（1）的靠近电解腔的一侧壁面上设置相互对应的U型线槽。
5.根据权利要求1所述的镁空电池，其特征在于：所述壳体上设置卡槽（8），上盖（5）设置卡扣（6），壳体和上盖（5）通过卡槽（8）和卡扣（6）配合固定连接。
6.根据权利要求1所述的镁空电池，其特征在于：所述出线端口外设置USB接口，出线端口与USB接口固定连接。
7.根据权利要求1所述的镁空电池，其特征在于：所述镁板（12）和阴极（14）为两组以上，镁板（12）上的正极引线与阴极（14）上的负极引线通过插接腔（2）内的快插接头串联。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140409 |