TW201630239A - 階層排列之並接式海水電池 - Google Patents

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Abstract

一種階層排列之並接式海水電池，包含有一第一電池槽、一第二電池槽、一海水電解液以及一導電組件。該第一電池槽包含有一第一容置空間以及一第一電極組，該第二電池槽設置於該第一電池槽上方，包含有一開口、一與該開口連通的第二容置空間以及一對設置於該第二容置空間的第二電極組，該海水電解液包括一容置於該第一容置空間的第一電解液與一容置於該第二容置空間的第二電解液，該導電組件電性連接該第一電極組和該第二電極組。藉由該第一電池槽容置該第一電極組與該第二電池槽容置該第二電極組的結構，可以簡化海水電池的結構。

Description

階層排列之並接式海水電池
本發明為有關一種海水電池，尤指一種階層排列之並接式海水電池。
電池為一種將自身所儲存的化學能轉變成電能的裝置，近來隨各國對於環保標準逐漸升高的趨勢演進，使得不會產生汙染物的電池逐漸受到重視，也明顯成為業者研發的重點技術，例如燃料電池、太陽能電池以及海水電池等。
海水電池係以海水做為電解質，只要浸入海水即可發電，故在離岸或海上等應用領域，格外受到矚目，其中，為能獲得更大的電力輸出，大部分之應用係將多個海水電池設計為串聯或並聯之結構，習知技術如美國發明專利公告第3,804,673號之「SEA WATER BATTERY CASING FOR MINIMIZING INTERCELL SHORT CIRCUITS」，其係揭露一種減少內短路發生的串聯海水電池，包含有複數個相互串聯的電池，該些電池個別包含有一陰極、一陽極、一介電質殼體、複數個介電質塊體以及複數個設置於該介電質殼體上的穿孔，該陰極、該陽極與該些介電質塊體設置於該介電質殼體內，且該些介電質塊體設置於該陰極與該陽極之間使該陰極與該陽極相互分隔，該些個穿孔可使海水於該些電池內流通。
然而，為了減少內短路的發生，讓海水能在各電池之間流動的流道結構都較為複雜，使得海水電池的整體成本較高，且體積龐大，故難以普遍應用。
本發明之主要目的，在於解決習知多組海水電池之連接結構複雜的問題。
為達上述目的，本發明提供一種階層排列之並接式海水電池，包含有一第一電池槽、一第二電池槽、一海水電解液以及一導電組件。該第一電池槽包含有一第一容置空間以及一對設置於該第一容置空間的第一電極組，該第一電極組包括一第一陰極及一第一陽極，該第二電池槽設置於該第一電池槽上方，包含有一位於該第一容置空間上方的開口、一與該開口連通的第二容置空間以及一對設置於該第二容置空間的第二電極組，該第二電極組包括一第二陰極及一第二陽極，該導電組件電性連接該第一電極組和該第二電極組，該海水電解液包括一容置於該第一容置空間並和該第一電極組接觸的第一電解液以及一容置於該第二容置空間並和該第二電極組接觸的第二電解液，其中，該第一電解液與該第二電解液之間具有一高度落差，該第二電解液自該開口離開該第二容置空間而形成複數個不連續之液滴並流入位於該第一容置空間的該第一電解液，令位於該第一容置空間內的該第一電解液與位於該第二容置空間的該第二電解液彼此電性隔離。
由上述說明可知，本發明具有以下特點：
一、本發明在該第二電池槽設置該開口，讓該第二電解液流入該第一電解液前形成複數個不連續之液滴，而該液滴由於相互間並不連續，故彼此間係為電性隔離，如此一來，該第二電解液和該第一電解液之間將不會發生內短路，可順利以串聯或並聯的結構使用，並達電解液共用和循環之效果。
二、本發明並無涉及複雜的結構設計，亦無繁複的管路設計，可降低製造成本。
有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖示說明如下：
請參閱「圖1A」以及「圖1B」所示，本發明提供一種階層排列之並接式海水電池，包含有一第一電池槽10、一第二電池槽20、一海水電解液30以及一導電組件40。該第一電池槽10設置於該第二電池槽20下方形成一階梯結構，該第一電池槽10包含有一第一容置空間11以及一第一電極組12，該第一電極組12包括一第一陰極121及一第一陽極122，並相對設置於該第一容置空間11內。該第二電池槽20包含有一位於該第一容置空間11上方的開口21、一與該開口21連通的第二容置空間22以及一第二電極組23，該第二電極組23包含有一第二陰極231及一第二陽極232，並相對設置於該第二容置空間22內，於本實施例中，該第二電池槽20具有五個開口21，且該開口21的直徑介於1mm至10mm之間。
該海水電解液30包括一容置於該第一容置空間11並和該第一電極組12接觸的第一電解液31以及一容置於該第二容置空間22並和該第二電極組23接觸的第二電解液32，且因為該第一電池槽10設置於該第二電池槽20下方，使該第一電解液31與該第二電解液32之間具有一高度差，該第二電解液32會因重力的關係而自該開口21離開該第二容置空間22，形成複數個不連續的液滴321流入位於該第一容置空間11的該第一電解液31，並使位於該第一容置空間11內的該第一電解液31與位於該第二容置空間22的該第二電解液32彼此電性隔離，即該第一電極組12只會對該第一電解液31作用，該第二電極組23只會對該第二電解液32作用，兩者獨立運作，因此可以減少內短路的發生。其中，該開口21至該第一電解液31液面的高度會影響該液滴321的形成，進而影響該第一電解液31與該第二電解液32是否電性隔離。
該導電組件40電性連接該第一電極組12和該第二電極組23，於本實施例中，將該第一陰極121電性連接於該第二陽極232，以及將該第一陽極122電性連接於該第二陰極231，並於該第一陽極122與該第二陰極231間串聯一負載70，形成一電池串聯結構，使輸出的電壓增大，而該第一陰極121與該第二陰極231的材料選自碳、銅及其組合所形成的金屬化合物、該第一陽極122與該第二陽極232的材料選自鋁、鎂及其組合所形成的合金。並於該第二陰極231與該第二陽極232中間設置一集電網(圖未示)，該集電網可以儲存本發明所產生的電。
續參閱「圖2」所示，為本發明之第二實施例，其中更包含有一泵浦50、一連接該第一電池槽10與該泵浦50的輸出管路51以及一連接該泵浦50與該第二電池槽20的輸入管路52，該泵浦50將該第一電解液31經該輸出管路51抽至該泵浦50內，再將該第一電解液31打至位於該第二容置空間22的該第二電解液32，該第二電解液32再經由該開口21流入位於該第一容置空間11的該第一電解液31，形成一獨立的循環系統，且該第一電解液31與該第二電解液32彼此電性隔離。於本實施例中，是以泵浦50為舉例，但不以此為限，任何可將該第一電解液31流至該第二電池槽20的方式皆可應用於此，例如毛細現象等。
續參閱「圖3」所示，為本發明之第三實施例，其中更包含有複數個塑膠框座60，該些塑膠框座60分別設置於該第一電池槽10與該第二電池槽20內，並用以分別放置該第一陰極121、該第一陽極122、該第二陰極231及該第二陽極232，使該第一電極組12及該第二電極組23不會因為該海水電解液30的循環流動而飄移，導致該第一陰極121與該第一陽極122相觸、該第二陰極231與該第二陽極232相觸，而產生短路的問題。
續參閱「圖4」所示，於本發明第四實施例中，該第一電池槽10與該第二電池槽20為垂直堆疊，該開口21設置於該第二電池槽20之底部，使該第二電解液32流入位於該第一容置空間11的該第一電解液31，並於該第一電池槽10之側壁上設置複數個穿孔13，該導電組件40與該輸出管路51可以穿過該穿孔13而進入該第一容置空間11，使該導電組件40可以電性連接於該第一陰極121與該第一陽極122、該泵浦50可以藉由該輸出管路51抽取該第一電解液31。
於本發明的所有實施例中，以該第一電池槽10以及該第二電池槽20作為舉例說明，但實際應用時，可以串聯兩個以上的電池槽使用。
綜上所述，本發明具有以下特點：
一、本發明在該第二電池槽設置該開口，讓該第二電解液流入該第一電解液前形成複數個不連續之液滴，而該液滴由於相互間並不連續，故彼此間係為電性隔離，如此一來，該第二電解液和該第一電解液之間將不會發生內短路，可順利以串聯或並聯的結構使用，並達電解液共用和循環之效果。
二、本發明並無涉及複雜的結構設計，亦無繁複的管路設計，可降低製造成本。
三、藉由該導電組件電性連接該第一電極組和該第二電極組，將該第一陰極電性連接於該第二陽極、該第一陽極電性連接於該第二陰極，形成一電池串聯結構，使輸出的電壓增大。
四、藉由該泵浦與該開口的設置，可使該海水電解液循環使用。
五、藉由該些塑膠框座的設置，該第一電極組及該第二電極組不會隨著該海水電解液的循環流動而飄移，避免該第一陰極與該第一陽極相觸、該第二陰極與該第二陽極相觸而發生短路的問題。
10‧‧‧第一電池槽
11‧‧‧第一容置空間
12‧‧‧第一電極組
121‧‧‧第一陰極
122‧‧‧第一陽極
13‧‧‧穿孔
20‧‧‧第二電池槽
21‧‧‧開口
22‧‧‧第二容置空間
23‧‧‧第二電極組
231‧‧‧第二陰極
232‧‧‧第二陽極
30‧‧‧海水電解液
31‧‧‧第一電解液
32‧‧‧第二電解液
321‧‧‧液滴
40‧‧‧導電組件
50‧‧‧泵浦
51‧‧‧輸出管路
52‧‧‧輸入管路
60‧‧‧塑膠框座
70‧‧‧負載
圖1A，本發明第一實施例之立體結構示意圖。 圖1B，本發明第一實施例之剖面示意圖。 圖2，本發明第二實施例之立體結構示意圖。 圖3，本發明第三實施例之局部剖面示意圖。 圖4，本發明第四實施例之局部剖面示意圖。
10‧‧‧第一電池槽
11‧‧‧第一容置空間
20‧‧‧第二電池槽
21‧‧‧開口
22‧‧‧第二容置空間
23‧‧‧第二電極組
231‧‧‧第二陰極
232‧‧‧第二陽極
30‧‧‧海水電解液
31‧‧‧第一電解液
32‧‧‧第二電解液
40‧‧‧導電組件
50‧‧‧泵浦
51‧‧‧輸出管路
52‧‧‧輸入管路
70‧‧‧負載

Claims (5)

  1. 一種階層排列之並接式海水電池，包含有： 一第一電池槽，包含有一第一容置空間以及一對設置於該第一容置空間的第一電極組，該第一電極組包括一第一陰極及一與該第一陰極相對設置的第一陽極； 一設置於該第一電池槽上方的第二電池槽，包含有一位於該第一容置空間上方的開口、一與該開口連通的第二容置空間以及一對設置於該第二容置空間的第二電極組，該第二電極組包括一第二陰極及一與該第二陰極相對設置的第二陽極； 一海水電解液，包括一容置於該第一容置空間並和該第一電極組接觸的第一電解液與一容置於該第二容置空間並和該第二電極組接觸的第二電解液，其中，該第一電解液與該第二電解液之間具有一高度落差；以及 一導電組件，電性連接該第一電極組和該第二電極組； 其中，該第二電解液係自該開口離開該第二容置空間而形成複數個不連續之液滴並流入位於該第一容置空間的該第一電解液，令位於該第一容置空間內的該第一電解液與位於該第二容置空間的該第二電解液彼此電性隔離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的階層排列之並接式海水電池，其中更包含有一泵浦、一連接該第一電池槽與該泵浦的輸出管路以及一連接該泵浦與該第二電池槽的輸入管路。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的階層排列之並接式海水電池，其中該開口的直徑介於1mm至10mm之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的階層排列之並接式海水電池，其中該第一陰極與該第二陰極的材料選自碳、銅及其組合所形成的金屬化合物。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的階層排列之並接式海水電池，其中該第一陽極與該第二陽極的材料選自鋁、鎂及其組合所形成的合金。
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