專利名稱：鹽水電池的制作方法
技術領域：
本發明的涉及供電裝置，更具體地說，涉及一種使用中性電解液的鹽水電池。
背景技術：
傳統的供電來源有以下幾種，其一是由發電廠供應交流市電，這種供電方式局限于電網內，在未鋪設電網的邊遠地區、海洋以及惡劣環境中，就無法獲得交流供電，而且電網也經常會因各種原因引起故障而導致停電；其二是采用小型燃油發電機供電，這種方式通常用于小范圍交流供電，其缺點是會產生嚴重的空氣和噪音污染；其三是采用各種電池供電，當用電設備所需功能較大(例如從幾十瓦到幾千瓦)時，則必須采用足夠容量的電池，此時如果采用可充電的蓄電池，則仍需由電網提供的市電為其充電，也就是仍然不能離開電網運行。
鹽水電池的出現則解決了前述問題，它是一種采用中性電解質的金屬空氣電化學電池，可通過自身電化學反應提供較大功率的電能，從而可應用于多種場合，例如需要用電卻沒有電源，正常情況下突然停電，緊急情況下的備用、應急用電以及移動用電的需求等。現有的金屬空氣電池總存在這樣那樣的缺點，例如在申請號為99216667.5的專利中公開的金屬空氣電池中，陰極為導電石墨制成，產生的電流密度很小，輸出功率只有幾瓦。而在申請號分別為CN97101947.9、CN98122215.3、CN00811379.3的專利所公開的金屬空氣電池中，采用的電解質均為堿性溶液，所以存在會污染環境、更換電解液比較麻煩等問題。
發明內容
針對現有技術的上述缺陷，本發明要解決現有金屬空氣電池中的電解質采用堿性溶液和所存在的功率不夠大，使用、維護比較麻煩等問題，以提供一種成本低、功率大、使用維護比較簡單，對環境無污染的電池。
為解決上述技術問題，本發明提供一種鹽水電池，包括殼體、作為陽極的金屬電極、以及作為陰極的空氣電極；其中，在所述殼體上開設有一個或多個窗口，所述空氣電極貼裝于所述窗口處，與所述殼體一起構成用于容納電解液的容器；所述金屬電極為鎂合金或鎂鋁合金電極，并插裝于所述電解液中。
本發明中，所述金屬電極中的鎂含量最好不低于70％。
本發明中，所述電解液是中性電解液。具體可以是氯化鈉溶液、海水等。
本發明中，所述空氣電極最好由表面鍍銀的導電銅絲網、附著于所述銅絲網兩側的親氧材料層、以及附著于所述位于內側的親氧材料層上的防水透氣膜組成。其中的親氧材料層可為活性炭與二氧化錳的混合物。
本發明中，所述防水透氣膜可以是由聚四氟乙烯、OP乳化劑和乙炔黑經混合、蒸餾、洗滌、攪拌、烘烤、壓制而成的薄膜。
本發明中，還可增設通過導線與所述金屬電極和空氣電極連接、可將直流電處理為交流電的逆變電路，以輸出適當電壓的交流電，從而為交流用電設備供電。
由于上述鹽水電池中采用的是用鎂合金或其它鎂合金來制成的金屬電極，其化學性質比鋁、鋅活潑得多，所以能產生較強的電流，且供電持續時間長、效率高。同時，由于其中采用的電解液是普通鹽水、海水等中性電解液，而不是堿性或酸性電解液，這種中性電解液的制備、獲取都十分容易，所以在邊遠地區也能對這種電池進行使用和維護，易于推廣應用，而且不會產生污染。在使用過程中，只要適時更換金屬電極，就能持續工作，且供電時間長。
下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中圖1是本發明一個優選實施例中鹽水電池的結構示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是圖1中所示空氣電極放大結構示意圖；圖4是本發明的鹽水電池與逆變電路連接以輸出交流電時的示意圖。
具體實施例方式
本發明鹽水電池的一個優選實施例如圖1至圖3所示。從圖1和圖2中可以看出，該鹽水電池中包括金屬電極1、電解液2、空氣電極3、以及一個殼體4。本實施例中，殼體的俯視效果為一個矩形，在殼體的左右兩側面各設有一個窗口，并將空氣電極3貼裝在這兩個窗口處，使得空氣電極3與殼體4一起構成用于容納電解液2的容器，并使空氣電極的內表面可與電解液直接接觸。
本實施例中的金屬電極1采用的是鎂鋁合金，且其中的含鎂量不低于70％，此時的鎂金屬電極的化學性質最活潑，能穩定持續地釋放大量的電子。具體實施時，除了采用鎂鋁合金外，還可以采用其他的鎂合金，但需保證其中的鎂含量不低于70％。
從圖3中可以看出，空氣電極由表層鍍銀的導電銅絲網31、附著于導電銅絲網31兩側的親氧材料層32、以及附著于位于內側的親氧材料層32表面的透氣防水膜33構成。
對于其中的導電銅絲網31，可先在銅絲鍍上一層銀，再編成網；還可以直接用銅絲編成網，然后再鍍上一層銀。由于銀的導電率比銅高，所以采用鍍銀層既能提高銅絲網的導電率，相對于純銀材料又能降低成本。
其中的親氧材料層32是活性炭與二氧化錳的混合物，它可以提高對氧分子的吸附能力，為電池的能量轉換提供充足的氧離子。
其中的防水透氣膜33又叫憎水透氣層，它具有防水透氣功能，可附著有親氧材料層的銅絲網與裝在容器中的電解液2隔離開來，防止電解液滲透，而只允許氧離子和電子透過。本實施例中的防水透氣膜33可由聚四氟乙烯、OP乳化劑和乙炔黑的混合物經過蒸溜、洗滌、攪拌、烘烤、壓制而成。
在能量轉換過程中，鎂鋁合金金屬電極提供陽離子和電子。當鎂和鋁原子進入電解液中時，變成陽離子Mg+2，A1+3，并釋放相應數量的電子。同時，空氣電極會吸附空氣中的氧分子，并將其轉換成氧離子，也就是O2轉換成兩個氧離子，氧離子透過防水透氣膜，吸收四個電子，并與水分子結合生成氫氧根離子(OH-1)，氫氧根離子(OH-1)再與金屬陽離子結合，可生成Mg(OH)2和Al(OH)3。當本發明的鹽水電池通過其導電線51、52與負載連接而構成回路時，即可形成負載電流，完成化學能到電能的轉換。
具體實施時，可將多個鹽水電池相互串聯、并聯、或者串并混合連接，以構成電壓更高、電量更大的鹽水電池組。使得整個鹽水電池或電池組的輸出功率可以比較小，例如幾十瓦；也可以比較大，例如數千瓦。
另外，如圖4所示，還可將上述鹽水電池或電池組與一個對應的逆變電路連接，以將直流電源轉換為適當電壓的交流電源，以達到為交流用電設備供電的目的。這種帶逆變電路的鹽水電池組既能在停電時替代UPS(不間斷電源)，又可克服環境限制，以用于在那些尚未鋪設電網的邊遠地區、海洋或惡劣環境中直接供電。
在上述實施例的基礎上，還可以根據具體產品的需要進一步增設各種輔助裝置，例如電解液液面調整裝置、過電流保護裝置、監控裝置等，其中可能會用到電壓檢測、電流檢測、溫度檢測、液面高度檢測等檢測電路或傳感器。
權利要求
1.一種鹽水電池，包括殼體、作為陽極的金屬電極、以及作為陰極的空氣電極；其特征在于，在所述殼體上開設有一個或多個窗口，所述空氣電極貼裝于所述窗口處，與所述殼體一起構成用于容納電解液的容器；所述金屬電極為鎂合金或鎂鋁合金電極，并插裝于所述電解液中。
2.根據權利要求1所述的鹽水電池，其特征在于，所述金屬電極中的鎂含量不低于70％。
3.根據權利要求2所述的鹽水電池，其特征在于，所述電解液是中性電解液。
4.根據權利要求3所述的鹽水電池，其特征在于，所述中性電解液是氯化鈉溶液或海水。
5.根據權利要求1所述的鹽水電池，其特征在于，所述空氣電極包括表面鍍銀的導電銅絲網，附著于所述銅絲網兩側的親氧材料層，以及附著于所述位于內側的親氧材料層上的防水透氣膜。
6.根據權利要求5所述的鹽水電池，其特征在于，所述親氧材料層是活性炭與二氧化錳的混合物。
7.根據權利要求5所述的鹽水電池，其特征在于，所述防水透氣膜是由聚四氟乙烯、OP乳化劑和乙炔黑經混合、蒸餾、洗滌、攪拌、烘烤、壓制而成的薄膜。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的鹽水電池，其特征在于，還包括通過導線與所述金屬電極和空氣電極連接、可將直流電處理為交流電的逆變電路。
全文摘要
本發明涉及一種鹽水電池，為解決現有金屬空氣電池中的電解質采用堿性溶液和所存在的功率不夠大，使用、維護比較麻煩等問題。本發明的鹽水電池中包括殼體、電解液、金屬電極以及空氣電極；其中，在殼體上開設有一個或多個窗口，空氣電極貼裝于窗口處并與殼體一起構成用于容納電解液的容器；金屬電極為鎂合金或鎂鋁合金電極，其中的鎂含量不低于70％；電解液是中性電解液，具體可以是氯化鈉溶液、海水等。空氣電極由表面鍍銀的導電銅絲網、附著于銅絲網兩側的親氧材料層、以及附著于位于內側的親氧材料層上的防水透氣膜組成。這種鹽水電池的供電持續時間長、效率高；并可采用普通鹽水、海水等中性電解液，所以使用維護方便，而且不會產生污染。
文檔編號H01M6/00GK101090168SQ200610061198
公開日2007年12月19日 申請日期2006年6月14日 優先權日2006年6月14日
發明者王曉黎 申請人:王曉黎