CN2540028Y - 新型金属／空气海水电源 - Google Patents

Abstract

一种新型金属/空气海水电源，包括单体电池、升压器、过充电保护器、蓄电池，上段为长方体、下段为楔形体的海水单体电池的金属阳极(3)置于二空气阴板之间，阴极一侧有增强塑料网板，电池壳体的上方开有窗孔，下部有底端漏隙，电池壳体后部有限位销，电池壳体周围有连接固定杆和定位凸台。本实用新型提供了一种阳极容易凭重力顺利下滑，靠海水浪涌能带走反应产生的悬浮物，有能耐海水冲击且不易淹死的阴极，能耐腐蚀、不易生长附着海生物的新型金属/空气海水电源，而且体积小，比能量＞700wh/kg，连续工作寿命＞1年。

Description

新型金属/空气海水电源

技术领域

本实用新型涉及一种海水电源，具体地说是一种以金属为阳极、空气电极为阴极、海水或盐水为电解液的电池和直流升压、过充电保护装置组成的电源。

背景技术

海洋里需要用电源的设备很多，如各种航标信号灯浮等。目前所用的电源大部分为锌/空气碱性电池、铅酸蓄电池灯等，其价格贵、体积大、比能量低，还易腐蚀设备，这些电源的更换也给使用者带来许多困难，尤其是在恶劣的气候条件下，困难更是不可想象。为此已设计出一些金属/空气(或氧)海水电池，如挪威曾研制金属镁/海水中溶解氧的电源装置(G.Hasvold，Internationalpower sources Symposium 34th 1990)和《金属/空气组合电源》(公开号209878)，它们均由单体电池、升压器和蓄电池构成，但前者所用的海水中溶解氧有限，造成电池体积很大，比能量低；后者则因随电池放电时间延长，电极间距离增大，而且反应产物不易排出，因而电池性能不断下降，难以满足长期稳定的输出功率。《海水或食盐铝-空气电池及其制造方法》(公开号1108007)中虽采用楔形阳极，但下滑不顺，经反应后反应面电极间距离增大，而且反应产物不易排除，因而性能下降，工作时间一般较短，难于长期输出稳定的动率。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述电池所存在的问题，旨在设计一种阳极容易凭重力顺利下滑，靠海水浪涌能带走反应产生的悬浮物，有能耐海水冲击且不易淹死的阴极，能耐腐蚀、不易生长附着海生物的新型金属/空气海水电源，而且体积小，比能量大，连续工作寿命长。

实现上述目的的技术方案：一种新型金属/空气海水电源，包括金属/空气海水单体电池、升压器、过充电保护器、蓄电池，上段为长方体、下段为楔形体的海水单体电池的金属阳极3置于二空气阴板之间，空气阴极9由防水透气层、催化层和导电网复合而成，阴极靠空气室7一侧紧贴有固定在电池壳体4上的增强塑料网板8，电池壳体底部有阳极限位销10，阳极周围的电池壳体上有连接固定杆1和定位凸台11，电池壳体吃水线6上方开有窗孔5，下部有反漏斗形底端漏隙19，电池壳体的空气室下方有一个储水腔体18。

所述窗孔5宽度为壳体宽度的0.1～0.9，高度为壳体高度的0.1～0.9。

所述定位凸台11是半圆柱体或半球体。

与海水接触的电池壳体表面部位涂有防海生物附着生长的涂料层，阳极的上段长方体表面涂有防腐防污涂料层。

采用上述技术方案，本实用新型有益的技术效果在于：1、海水单体电池的金属阳极采用上段为长方体、下段为楔形体的结构，并在电池壳体底部设置阳极限位销，保证了在阳极不断反应消耗的同时，靠重力作用不断下滑供给，使阳极与阴极间距离保持不变，从而使单体电池能长期稳定地输出所需的功率。2、通过在电池壳体上固定紧贴阴极的增强塑料网板，增强了阴极耐海水冲击和压力的能力，使阴极可以有更好的防渗漏性能。3、通过在电池壳体的吃水线上方开设排污窗孔，在其底端开设漏隙，利用海水浪涌通过底端漏隙集流冲刷阳极反应面，使阳极反应生成的悬浮物上浮，及时地从窗孔排走，有利于阳极反应面不断更新外露，使电池能长期稳定工作。4、通过在电池壳体的空气室下方开设一个储水腔体，即使阴极略有渗漏，可使渗漏入空气室的少量水贮存在腔体中而不会淹没阴极，使本装置能更适应海上环境工作。5、本装置体积小，比能量＞700wh/kg，连续工作寿命＞1年。综上所述，本实用新型是一种结构简单、巧妙，实用性较强的新型金属/空气海水电源

下面结合附图，通过具体的实施方式详述本实用新型。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型的结构方框图。

具体实施方式

参照图1，将活泼金属(如镁合金、铝合金等)制作成上段为长方体、下段为楔形体的阳极板3，上段长方体的外表涂有防腐防污涂料，以防止阳极板被海洋大气腐蚀和外界污染，下段楔形体的两个斜面在浸人海水后处于两个阴极9之间，两斜面为反应面。

电池壳体4底部有阳极限位销10，阳极3周围的电池壳体上有连接固定杆1和定位凸台11，连接固定杆1可转动，定位凸台形状可为半圆柱体或半球体，以利于阳板定位和因反应消耗后靠重力能顺利下滑，保持阴阳极之间的距离，使电池能长期稳定的工作。

电池壳体4的吃水线6的上方开有窗孔5，窗孔宽度为壳体宽度的0.1～0.9，高度为壳体高度的0.1～0.9，电池壳体4下部有底部漏隙19，其形状为下大上小的反漏斗状，以利用海水浪涌通过底端漏隙19集流冲刷阳极反应面，使阳极反应生成的悬浮物上浮，从窗孔5排走。这样有利于阳极反应面不断更新外露，使电池能长期稳定工作。

阴极9由夹有铜集流网的防水透气层、催化层复合而成。阴极粘嵌在电池壳体4的下部。电池壳体4上有紧贴着阴极9的固定在壳体上的增强塑料网板8。这样增强了阴极耐海水冲击和压力的能力，使阴极可以有更好的防渗漏性能。电池壳体的空气室7下方有一个储水腔体18，即使阴极略有渗漏，可使渗漏入空气室的少量水贮存在腔体18中而不会淹没阴极。这样电池能更适应海上环境工作。

电池壳体4上部有进气口2，在进气口2处有气管固定卡环13，使外界空气可与气室7中空气交换，而溅在壳体上的水不能进人气室7。阳极两边的电池壳体是对称的，二个壳体用不锈钢连接杆12连接固定起来，将阳极3夹在中间。升压器17和过充电保护器、蓄电池都放在阳极上方电池壳体形成的空间中。二个阴极引线通过并联接线15并联，与阳极导线14一起分别接到升压器17的输入正、负端上，电源装置的输出线16将电流不断输给负载。

参照图2，当本电源装置的吃水线以下浸入海水，单体电池20的阳极和阴极就发生电化学反应，产生0.5～1.5v的电压，经过由脉冲振荡电路、开关变换电路、整流输出电路构成的升压器17将电压按需要提升到4～25v，给蓄电池21充电，蓄电池给用电装置23供出适用的电流。为使蓄电池避免过充电，装置中设有过充电保护器22。

本装置浸入海水后，阴极9消耗空气室中的氧，氧从进气口不断由大气供给，阳极的反应面上活泼金属反应生成金属氢氧化合物，悬浮在阳极反应面周围。利用海水的浪涌，通过底端漏隙19集流冲刷阳极的反应面，使阳极反应面更新，使反应生成的悬浮物上浮，从窗孔5处排走。同时，由于阳极楔形体尖端都被反应消耗掉，靠重力使阳极3沿定位凸台11顺利下滑到阳极限位销处，保持阳极与阴极之间的距离。这样，阳极不断反应消耗，靠重力又不断下滑供给，反应产物不断靠海水从底端向上从窗孔5排走，使阳极与阴极间距离保持不变，从而使单体电池能长期稳定地输出所需的功率。

Claims (4)

1、新型金属/空气海水电源，包括金属/空气海水单体电池、升压器、过充电保护器、蓄电池，上段为长方体、下段为楔形体的海水单体电池的金属阳极(3)置于二空气阴板之间，空气阴极(9)由防水透气层、催化层和导电网复合而成，其特征在于：阴极靠空气室(7)一侧紧贴有固定在电池壳体(4)上的增强塑料网板(8)，电池壳体底部有阳极限位销(10)，阳极周围的电池壳体上有连接固定杆(1)和定位凸台(11)，电池壳体吃水线(6)上方开有窗孔(5)，下部有反漏斗形底端漏隙(19)，电池壳体的空气室下方有一个储水腔体(18)。

2、据权利要求1所述的电源装置，其特征在于：所述窗孔(5)宽度为壳体宽度的0.1～0.9，高度为壳体高度的0.1～0.9。

3、根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于：所述定位凸台(11)可为半圆柱体、半球体。

4、根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于：与海水接触的电池壳体表面部位涂有防海生物附着生长的涂料层，阳极的上段长方体表面涂有防腐防污涂料层。

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