CN210468044U - 双极式金属铝燃料电池点水电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双极式金属铝燃料电池点水电源，包括壳体和间隔设置在所述壳体内的若干双面电极模块，所述双面电极模块之间以及最外侧的两所述双面电极模块与壳体之间夹设吸水层；所述双面电极模块包括依次紧密连接的第一铝负极、隔水导电层和第一空气正极催化层，所述双面电极模块的正负极朝向一致形成串联的双面电极模块组，所述双面电极模块四周设置憎水层，壳体内部两侧分别设置有正极引出块和负极引出块，所述吸水层内设置有水溶性电解质粉末，所述壳体上设有接线端和可打开的注水口，使用时向吸水层注水即可发电，产品体积小，重量轻，便于储运和携带。

Description

双极式金属铝燃料电池点水电源

技术领域

本实用新型涉及金属燃料电池技术领域，具体涉及一种双极式金属铝燃料电池点水电源。

背景技术

金属铝燃料电池以铝为燃料，通过与空气中的氧发生作用将化学能转化为电能，具有能量密度高、资源丰富廉价、环境友好等优点，可用作便携式电源，不会对环境造成污染。

但是现有的铝燃料电池大多通过布线的方式将多个电池单元进行串并联形成电池组，这种方式工艺复杂，生产成本高，而且每个电池单元均需要占据一定的空间，形成的电池组具有较大的尺寸和重量，使用及携带不方便；同时所采用的电解质以液态电解液居多，不仅增加了电池重量，且容易在存储和运输过程中发生漏液，特别是采用碱性电解液时，长期存放会对铝板造成腐蚀，影响电池的使用性能和安全性。

实用新型内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型的目的是提供一种体积小、重量轻、便于储运和携带的双极式金属铝燃料电池点水电源，使用时加水即可，非常便捷。该方案的一种实施方式为：

一种双极式金属铝燃料电池点水电源，包括：壳体、若干双面电极模块和若干吸水层；

所述双面电极模块间隔设置在所述壳体内，所述吸水层夹设在所述双面电极模块之间以及最外侧的两所述双面电极模块与所述壳体之间；

所述双面电极模块包括依次紧密连接的第一铝负极、隔水导电层和第一空气正极催化层，所有的所述双面电极模块的正负极朝向一致，形成串联的双面电极模块组，所述双面电极模块四周设置憎水层，所述壳体内部两侧分别设置有与所述双面电极模块组串联的正极引出块和负极引出块，所述正极引出块和负极引出块分别与最近的所述吸水层相贴，所述壳体两端分别设有与所述正极引出块和负极引出块一一电性连接的接线端；

所述吸水层内设置有水溶性电解质粉末，所述壳体上设有可打开的注水口。

优选的，所述第一集流体为泡沫镍、镍网、银网、铜网、镀镍铜网或镀银铜网。

优选的，所述第二集流体为铜箔、镀锡铜箔、镀锌铜箔或锌片。

优选的，所述正极引出块包括由外向内依次设置的第一集流体和第二空气正极催化层，所述负极引出块包括由外向内依次设置的第二集流体和第二铝负极。

优选的，所述吸水层采用玻璃纤维棉、吸水棉、海绵或无纺布制成。

优选的，所述憎水层为PTFE涂层或PVDF涂层。

优选的，所述隔水导电层为附着在所述第一铝负极表面的导电金属镀层或憎水性导电塑料层。

优选的，还包括可量测加水量的量具。

优选的，所述壳体外罩设一保护盒，所述保护盒上与所述注水口相对应的一端设置一可打开的盖体，所述保护盒上设有与两所述接线端连通的插口。

本实用新型一种实施方式的有益效果：

(1)该方案中，位于吸水层两侧的电极与该吸水层构成一个电池单元，相邻的两个电池单元采用隔水导电层串联，无需复杂的布线设计，产品结构简单，大大降低了电池的尺寸和制造成本；

(2)采用水溶性电解质粉末和吸水层代替传统的液态电解液，降低了产品重量，便于储运和携带，使用时向吸水层注入水使电解质粉末溶解即可形成电解液而发电，非常便捷。

附图说明

图1是具体实施例提供的电源结构示意图。

图2是图1的仰视图。

图3是图1的俯视图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

如图1所示的双极式金属铝燃料电池点水电源，包括壳体100以及依次交替设置在壳体100内的若干双面电极模块和若干吸水层500，所述吸水层500夹设在所述双面电极模块之间以及最外侧的两所述双面电极模块与所述壳体100之间。

所述双面电极模块包括依次紧密连接的第一铝负极201、隔水导电层202和第一空气正极催化层203。所述隔水导电层202起导流和保护作用，可以为附着在第一铝负极201表面的导电金属镀层或憎水性导电塑料层，后者可采用憎水性导电塑料经热压工艺形成。所述吸水层500可以采用玻璃纤维棉、吸水棉、海绵或无纺布制成，更优选为玻璃纤维棉。所述吸水层500内分散有水溶性电解质粉末，包括但不限于氯化钠或氯化钾等，所述壳体100上设有可打开的注水口101，用于向各个所述吸水层500注水，使电解质粉末溶解形成电解液，同时空气可以通过注水口101进入壳体100内。在实际使用中，加水量宜小于吸水层500的饱和吸水量，以预留一定的空气通道，提高电池的放电性能，同时避免电解液溢出而发生串液。为避免加液过多，还可以配备可量测加水量的量具，该量具可以是滴管或者量杯。

所述双面电极模块四周设置憎水层，避免爬液，所述憎水层可以为PTFE涂层或PVDF涂层，也可采用憎水性的塑料或弹性体密封。所有的所述双面电极模块的正负极朝向一致，形成串联的双面电极模块组，所述壳体100内部两侧分别设置有与所述双面电极模块组串联的正极引出块和负极引出块，所述正极引出块和负极引出块分别与最近的所述吸水层500相贴。本实施例中，所述正极引出块包括由外向内依次设置的第一集流体301和第二空气正极催化层302。所述负极引出块包括由外向内依次设置的第二集流体401和第二铝负极402。所述第一铝负极201和第二铝负极402采用铝合金制成，所述第一集流体301可以为泡沫镍、镍网、银网、铜网、镀镍铜网或镀银铜网，第二集流体401可以为铜箔、镀锡铜箔、镀锌铜箔或锌片。

所述壳体100可以采用热收缩膜制成，壳体100上设有一可撕开区域作为注水口101，还可以在所述壳体100外罩设一保护盒(图中未示出)，并在该保护盒与所述注水口101相对应的一端设置一可打开的盖体，使用时先打开所述盖体，撕下注水口101处的热收缩膜后即可加水。优选的，所述盖体同时作为量具使用。

所述壳体100两端各设有一接线端600，其中一个所述接线端600与所述第一集流体301的极耳相连，另一个接线端600与所述第二集流体401的极耳相连，用于将电流引出作为电源的正极和负极，所述保护盒上设有与两所述接线端600连通的插口(图中未示出)，便于与外部设备连接。

本实施例中，注水口101位于壳体100下端(见图2)，两个接线端600均位于壳体100上端(见图1和图3)，这种方式可避免加水时沾湿接线端600，此外还可将壳体100下端直接插入装有适量水的量具内，使吸水层自动吸水，实现快速加水的目的。

本方案采用隔水导电层202将各个发电单元串联，产品结构简单，无需复杂的布线设计，大大降低了电池的尺寸和制造成本，同时产品本身不含液态电解液，使用时向吸水层500注入水即可发电，降低了产品重量，且使用方便，便于储运和携带。

以上实施例是对本实用新型的解释，但是，本实用新型并不局限于上述实施方式中的具体细节，本领域的技术人员在本实用新型的技术构思范围内进行的多种等同替代或简单变型方式，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种双极式金属铝燃料电池点水电源，其特征在于，包括：壳体、若干双面电极模块和若干吸水层；

所述双面电极模块间隔设置在所述壳体内，所述吸水层夹设在所述双面电极模块之间以及最外侧的两所述双面电极模块与所述壳体之间；

所述双面电极模块包括依次紧密连接的第一铝负极、隔水导电层和第一空气正极催化层，所有的所述双面电极模块的正负极朝向一致，形成串联的双面电极模块组，所述双面电极模块四周设置憎水层，所述壳体内部两侧分别设置有与所述双面电极模块组串联的正极引出块和负极引出块，所述正极引出块和负极引出块分别与最近的所述吸水层相贴，所述壳体两端分别设有与所述正极引出块和负极引出块一一电性连接的接线端；

所述吸水层内设置有水溶性电解质粉末，所述壳体上设有可打开的注水口，用于向各个所述吸水层注水。

2.根据权利要求1所述的双极式金属铝燃料电池点水电源，其特征在于，所述正极引出块包括由外向内依次设置的第一集流体和第二空气正极催化层，所述负极引出块包括由外向内依次设置的第二集流体和第二铝负极。

3.根据权利要求2所述的双极式金属铝燃料电池点水电源，其特征在于，所述第一集流体为泡沫镍、镍网、银网、铜网、镀镍铜网或镀银铜网。

4.根据权利要求2所述的双极式金属铝燃料电池点水电源，其特征在于，所述第二集流体为铜箔、镀锡铜箔、镀锌铜箔或锌片。

5.根据权利要求1所述的双极式金属铝燃料电池点水电源，其特征在于，所述吸水层采用玻璃纤维棉、吸水棉、海绵或无纺布制成。

6.根据权利要求1所述的双极式金属铝燃料电池点水电源，其特征在于，所述憎水层为PTFE涂层或PVDF涂层。

7.根据权利要求1所述的双极式金属铝燃料电池点水电源，其特征在于，所述隔水导电层为附着在所述第一铝负极表面的导电金属镀层或憎水性导电塑料层。

8.根据权利要求1所述的双极式金属铝燃料电池点水电源，其特征在于，还包括可量测加水量的量具。

9.根据权利要求1所述的双极式金属铝燃料电池点水电源，其特征在于，所述壳体外罩设一保护盒，所述保护盒上与所述注水口相对应的一端设置一可打开的盖体，所述保护盒上设有与两所述接线端连通的插口。

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