一種鎂合金陽極分步釋放型鎂海水溶解氧電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于一次電池技術領域，特別是涉及一種鎂合金陽極分步釋放型鎂海水溶解氧電池。
【背景技術】
[0002]鎂海水溶解氧電池或鎂海水電池是一次電池，采用金屬鎂合金作為負極，以惰性碳電極作為正極，電池采用開放式結構，浸入海水中即可穩定工作。利用海水中含有的溶解氧作為陰極活性物質在碳正極表面還原發電。由于該電池的功率主要受限于惰性陰極對氧氣的催化速度，海水中低的溶解氧濃度有限，決定了電池只能以低功率輸出，所以該鎂-海水電池主要用于低功率、長時間運行的深海監測裝備。電池反應為:鎂合金陽極反應:Mg —Mg2++2e_;陰極反應:02+2H20+4e_— 40H_;在鎂合金陽極一般金屬Mg同時還存在自腐蝕過程:Mg+2H20 —Mg2++20H_+H2。由于海水中溶解氧的含量是無限的，因此電池的容量完全是由鎂合金陽極一側決定，提升電池能量最簡單的方式就是加長或加粗鎂合金的體積，電池的其它結構可基本不做改變。
[0003]鎂-海水電池在深海中應用具有諸多優點:①電池采用開放式結構，不需要耐壓容器的保護，電池系統重量和成本大幅度降低電池以干態方式貯存，無自放電，貯存壽命長；③電池在運輸過程中，不含電解液和正極活性物質，攜帶重量大大減輕；④電池正極活性物質來自于海水中的溶解氧，是取之不盡的，且碳電極本身不發生反應，結構非常穩定，電極壽命可長達十幾年以上；?電池本身不含易燃爆的物質，安全性能非常好；⑥電池反應對海洋環境生態不造成任何破壞和影響；⑦作為負極活性物質的金屬鎂材料在我國儲量豐富，廉價易得，利于降低電池成本可通過簡單的增加金屬鎂棒的體積來提高電池容量和續航時間！⑩電池可采用機械再充方式，由水下機器人對鎂棒進行更換，維護成本相對較低。
[0004]經檢索發現，申請號為200310113951.1、名稱為“鎂海水電池”的發明專利，電池鎂合金陽極采用鎂合金，惰性陰極采用銅合金、碳鋼、不銹鋼和石墨，結構是以鎂合金陽極圓柱為中心，若干片陰極在其一側或四周呈放射狀排列，陰極采用片狀并聯，海水在陰極和鎂合金陽極間盡可能通暢地流動；電池有框架，框架上安裝陰極和鎂合金陽極，框架允許并促進海流在陰鎂合金陽極間流動，尤其是在陰極表面流動，以促進海水中溶氧快速向陰極表面擴散。
[0005]申請號為201010563787.4、名稱為“一種溶解氧型海水電池”的發明專利，電池結構包括電池框架、板狀鎂合金陽極、板狀惰性陰極、集流部件及電流導線，電池框架由上底座和下底座構成，上底座和下底座分別由外圓環及設置于其中部的固裝件構成，固裝件與外圓環通過絕緣連接件固接，η個板狀鎂合金陽極插置于絕緣連接件上，構成圓柱狀或圓臺狀結構，沿外圓環的徑向方向、于板狀鎂合金陽極間插設有板狀惰性陰極，板狀惰性陰極固接于上底座和下底座的固裝件與外圓環上，采用電流導線分別將η個惰性陰極和η個鎂合金陽極串聯焊接，構成電池的陰極和鎂合金陽極，鎂合金陽極由Al、Mg、L1、Zn或其合金，惰性陰極采用碳氈、碳板、銅合金、碳鋼。
[0006]對于鎂海水溶解氧電池，在電流密度小于300mA/cm2時，鎂合金陽極的利用率與電流密度成正比，所以為了提高鎂合金陽極的利用率，應盡可能降低鎂合金陽極的表面積、提高電流密度。上述公知技術中，無論是以鎂合金陽極圓柱為中心，若干片陰極在其一側或四周呈放射狀排列，還是陰鎂合金陽極交替排列，鎂合金陽極的表面積依然相對偏大，電流密度較小，鎂合金陽極利用率較低。
【發明內容】
[0007]本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種降低反應中鎂合金陽極的表面積，提高電流密度和鎂合金陽極利用率的一種鎂合金陽極分步釋放型鎂海水溶解氧電池。
[0008]本實用新型包括如下技術方案:
[0009]一種鎂合金陽極分步釋放型鎂海水溶解氧電池，包括均布垂直固裝于上底座和下底座之間的三個鎂合金陽極，均布垂直固裝于上圓環和下圓環之間構成并聯連接的復數個惰性陰極；上底座和上圓環之間由復數個絕緣連接件固裝成一體，下底座和下圓環之間由復數個絕緣連接件固裝成一體，其特點是:所述三個鎂合金陽極中的兩個鎂合金陽極密封于連接有打開裝置的耐壓塑料密封層中。
[0010]本實用新型還可以采用如下技術措施:
[0011]所述鎂合金陽極與耐壓塑料密封層之間灌有油。
[0012]本實用新型具有的優點和積極效果:
[0013]本實用新型將鎂海水溶解氧電池的鎂合金陽極做成三根圓柱狀，其中一根裸露，另外兩根用絕緣材料密封；電池工作中，首先釋放裸露的鎂合金陽極，鎂合金陽極反應完畢后，再依次打開包在鎂合金陽極上的耐壓塑料密封層，釋放鎂合金陽極，降低了反應中鎂合金陽極的表面積，提高了電流密度和鎂合金陽極的利用率，降低了成本。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型鎂合金陽極分布釋放型鎂海水溶解氧電池結構示意圖；
[0015]圖2是圖1中包有的鎂合金陽極結構示意圖。
[0016]圖中，1-上底座，2-絕緣連接件，3-上圓環，4-鎂合金陽極，5-耐壓塑料密封層，6-惰性陰極，7-下底座，8-下圓環。
【具體實施方式】
[0017]為能進一步公開本實用新型的
【發明內容】
、特點及功效，特例舉以下實例詳細說明如下。
[0018]一種鎂合金陽極分步釋放型鎂海水溶解氧電池，包括均布垂直固裝于上底座和下底座之間的三個鎂合金陽極，均布垂直固裝于上圓環和下圓環之間構成并聯連接的復數個惰性陰極；上底座和上圓環之間由復數個絕緣連接件固裝成一體，下底座和下圓環之間由復數個絕緣連接件固裝成一體。
[0019]本實用新型的創新點在于:
[0020]所述三個鎂合金陽極中的兩個鎂合金陽極密封于連接有打開裝置的耐壓塑料密封層中。
[0021]所述鎂合金陽極與耐壓塑料密封層之間灌有油。
[0022]實施例
[0023]如圖1-圖2所示，制作兩個直徑300mm、厚度20mm不銹鋼片，一個作為上底座1、另一個作為下底座7 ;制作兩個內徑700mm，外徑900mm的鈦圓環，一個作為上圓環3、另一個作為下圓環8 ;制作六個長200mm，寬30mm，厚度20mm的聚四氟板作為絕緣連接件2 ;制作六個直徑50mm，高度100mm的碳纖維刷柱作為惰性陰極6 ;制作三個外徑為60mm、高100mm的柱狀鎂合金作為鎂合金陽極4 ;用聚四氟乙烯或工程塑料制成兩個耐壓塑料密封層包在兩個鎂合金陽極上，耐壓塑料密封層與鎂合金陽極之間灌有油，并且塑料密封層上連接有打開裝置；最后裁制出兩節導線分別作為正極連接導線和負極連接導線。
[0024]將三個鎂合金陽極一端均布垂直固裝于上底座的下面、另一端均布垂直固裝于下底座的上面；將六個惰性陰極一端均布垂直固裝于上圓環的下端、另一端均布垂直固裝于下圓環的上端，六個惰性陰極構成并聯連接，均勻分布于金屬陽極外周；三個絕緣連接件均布將上底座和上圓環固裝成一體，剩余三個絕緣連接件均布將下底座和下圓環固裝成一體，上、下絕緣連接件相互對應；上底座連接一導線作為負極導線，上圓環連接一導線作為正極導線，即形成本實用新型鎂合金陽極分布釋放型鎂海水溶解氧電池結構。
[0025]電池工作時，消耗裸露的鎂合金陽極，電壓降到1.2V時，啟動打開裝置，使一個鎂合金陽極的塑料密封層脫落、露出鎂合金陽極開始進行反應；當電池電壓再次低于1.2V時，啟動第三根鎂合金陽極的打開裝置，塑料密封層脫落、露出鎂合金陽極開始進行反應。
[0026]盡管上面對本實用新型的優選實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的隔膜技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式。這些均屬于本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種鎂合金陽極分步釋放型鎂海水溶解氧電池，包括均布垂直固裝于上底座和下底座之間的三個鎂合金陽極，均布垂直固裝于上圓環和下圓環之間構成并聯連接的復數個惰性陰極；上底座和上圓環之間由復數個絕緣連接件固裝成一體，下底座和下圓環之間由復數個絕緣連接件固裝成一體，其特征在于:所述三個鎂合金陽極中的兩個鎂合金陽極密封于連接有打開裝置的耐壓塑料密封層中。
2.根據權利要求1所述一種鎂合金陽極分步釋放型鎂海水溶解氧電池，其特征在于:所述鎂合金陽極與耐壓塑料密封層之間灌有油。
【專利摘要】本實用新型涉及一種鎂合金陽極分步釋放型鎂海水溶解氧電池，包括固裝于上底座和下底座之間的三個鎂合金陽極，固裝于上圓環和下圓環之間的復數個惰性陰極；上底座和上圓環由絕緣連接件固裝成一體，下底座和下圓環由絕緣連接件固裝成一體，其特點是：所述三個鎂合金陽極中的兩個鎂合金陽極密封于連接有打開裝置的耐壓塑料密封層中。本實用新型將鎂海水溶解氧電池的鎂合金陽極做成三根圓柱狀，其中一根裸露，另外兩根用絕緣材料密封；電池工作中，首先釋放裸露的鎂合金陽極，鎂合金陽極反應完畢后，再依次打開包在鎂合金陽極上的耐壓塑料密封層，釋放鎂合金陽極，降低了反應中鎂合金陽極的表面積，提高了電流密度和鎂合金陽極的利用率，降低了成本。
【IPC分類】H01M6-34
【公開號】CN204407417
【申請號】CN201420817823
【發明人】丁飛, 桑林, 付亞娟, 徐志彬
【申請人】中國電子科技集團公司第十八研究所
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月19日