專利名稱：水電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種電池模塊，尤指一種用水及碳物質(zhì)與至少一組正、負(fù)極片產(chǎn)生電力 的一種水電池模塊。
背景技術(shù)：
近幾年來，由于科技的高度發(fā)展，使得各種電子產(chǎn)品之種類及應(yīng)用得以快速成長。 而電源是各種電子產(chǎn)品運(yùn)作的基本要件之一，亦足以影響整個(gè)電子產(chǎn)品的運(yùn)作及效能。其 中，電池是一種普遍的電源供應(yīng)組件。一般電池可分為兩種類型拋棄式和充電式。其中拋棄式電池的設(shè)計(jì)上運(yùn)用了無 法逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng)，而且電池內(nèi)裝的是有毒的化學(xué)用品，因此一般拋棄式電池的設(shè)計(jì)上是 密閉的，而當(dāng)電池沒電時(shí)就丟掉。由于廢棄內(nèi)含有毒化學(xué)用品的電池需經(jīng)過特別處理，因此費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且處理不 當(dāng)時(shí)還有環(huán)保污染的考慮，因此現(xiàn)在有些電池內(nèi)裝的是一般無害的物質(zhì)，像是水與活性碳， 利用兩者產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)來供電。然而，所述公知的無害物質(zhì)電池常具有以下問題第一、運(yùn)用一般無害的物質(zhì)所產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)供電之供電量非常微弱，只適合運(yùn)用 在微電量電子產(chǎn)品。第二、當(dāng)電池內(nèi)的物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)被消耗完后，沒有簡易的方式補(bǔ)充或替換所述 無害物質(zhì)，無法徹底發(fā)揮使用無害物質(zhì)電池所能達(dá)成的環(huán)保功效。第三、若使用活性碳作為原料，需先由一般碳物質(zhì)提煉而成，如需補(bǔ)充或替換時(shí)， 材料的取得較為費(fèi)時(shí)費(fèi)力。因此，為了能更加徹底地發(fā)揮無害物質(zhì)電池的效用，提升其取代使用公知有毒物 質(zhì)電池的可能性，應(yīng)提供一種電池模塊以便有效解決上述的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種水電池模塊，以提高正負(fù)極材質(zhì)與水及碳物質(zhì)進(jìn)行化 學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的供電量。為了達(dá)成上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一種方案，提供一種水電池模塊，該模塊中包 括多個(gè)正極片；多個(gè)負(fù)極片，每一負(fù)極片分別與每一正極片交錯(cuò)堆棧排列；一碳物質(zhì)，填 充在每一正極片與每一負(fù)極片之間，并阻隔正極片與負(fù)極片的接觸；以及一殼體，將多個(gè)正 極片、多個(gè)負(fù)極片與碳物質(zhì)封裝在內(nèi)，并且在殼體內(nèi)注入水，藉此讓殼體內(nèi)的水、碳物質(zhì)與 正、負(fù)極片進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電力；并使水電池模塊隨著正、負(fù)極片堆棧排列的層次增加 而提高可供應(yīng)的電流量。為了達(dá)成上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一種方案，再提供另一種水電池模塊，包括一 正極片；一負(fù)極片，其與正極片并排且卷繞成渦狀；一碳物質(zhì)，填充于正極片與負(fù)極片之 間，并阻隔正極片與負(fù)極片接觸；及一殼體，將正極片、負(fù)極片及碳物質(zhì)封裝在內(nèi)，并在殼體內(nèi)注入水；藉此，使該水電池模塊產(chǎn)生的電流量與正、負(fù)極片卷繞的數(shù)量成正比。
根據(jù)本發(fā)明的方案所提供的水電池模塊，可達(dá)到以下功效由于本發(fā)明所提供的 水電池模塊系將正極片與負(fù)極片交錯(cuò)堆棧排列，極片交錯(cuò)堆棧的層次越多時(shí)，電流量越高， 總和而產(chǎn)生的電力越大，較公知僅有單一組正負(fù)極片的電池所能產(chǎn)生的電力更高，進(jìn)而適 合運(yùn)用在需電量較大的電子產(chǎn)品。


圖1為本發(fā)明所提供一種水電池模塊實(shí)施例的方塊圖；圖2為本發(fā)明所提供一種水電池模塊實(shí)施例的極片排列示意圖；圖3為本發(fā)明所提供一種水電池模塊實(shí)施例的剖面示意圖(方形電池極片交錯(cuò)排 列)；圖4本發(fā)明所提供一種水電池模塊實(shí)施例的剖面示意圖(鈕扣電池)；圖5A本發(fā)明所提供一種水電池模塊實(shí)施例的剖面示意圖(圓形電池)；圖5B本發(fā)明所提供一種水電池模塊實(shí)施例的俯視示意圖(圓形電池)；及圖6本發(fā)明所提供一種水電池模塊實(shí)施例的剖面示意圖(方形電池極片卷繞)。符號(hào)說明1，Ia d水電池 10，IOa d正極片Ila b正極片基片 12，12a d負(fù)極片13a b負(fù)極片基片 14水16碳物質(zhì)18，18a d殼體180補(bǔ)水蓋182上蓋184 下座186 封口環(huán)
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是以交錯(cuò)堆棧排列的正、負(fù)極片與水及碳物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，用以產(chǎn)生電 力，達(dá)到電池環(huán)保無害、且能隨排列的層次數(shù)量提升電流量的效果。為了提供更詳盡的說明 與解釋，以下將提供實(shí)施例配合示意圖進(jìn)行解說，以便更為明確而清楚地揭露本發(fā)明所使 用的技術(shù)及手段。圖1為本發(fā)明所提供的一種水電池模塊實(shí)施例的方塊圖，水電池1包括至少一正 極片10、至少一負(fù)極片12、水14、一碳物質(zhì)16及一殼體18，殼體18還包括一補(bǔ)水蓋180。正極片10與負(fù)極片12之間填充有碳物質(zhì)16，除了作為進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的所需的組 件外，同時(shí)阻隔正極片10與負(fù)極片12的接觸，以免造成斷路。將正極片10、負(fù)極片12與填 充在其中的碳物質(zhì)16壓制后封裝在殼體18內(nèi)，并且將水14亦注入殼體18內(nèi)，使水14滲 透到殼體18內(nèi)空隙處，與碳物質(zhì)16及正極片10和負(fù)極片12進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電力。并 且在殼體18上設(shè)置補(bǔ)水蓋180，可供補(bǔ)充因化學(xué)反應(yīng)而消耗的水14到殼體18內(nèi)。在本實(shí)施例中，正極片10與負(fù)極片12在碳物質(zhì)16的阻隔之下，以交錯(cuò)堆棧的方 式層層排列，如圖2所示，附圖中的碳物質(zhì)16(C)可為壓制成片狀的碳片、或是研磨得極細(xì) 的顆粒。由于與水14和碳物質(zhì)16進(jìn)行化學(xué)作用，在正極片10⑴與負(fù)極片12(_)之間會(huì)具 有電位差，而使水電池1產(chǎn)生電流，因此當(dāng)正極片10與負(fù)極片12交錯(cuò)堆棧的數(shù)量越多時(shí)，
5其所產(chǎn)生的電位差總和也越多，可使水電池1產(chǎn)生更大的電流量，則水電池1的容量和可使 用時(shí)間也可相對(duì)地增加。在水電池1中設(shè)置交錯(cuò)堆棧的正極片10與負(fù)極片12的方式，請(qǐng) 再參閱下述各實(shí)施例的說明與相關(guān)附圖的示意。圖3為本發(fā)明所提供一種水電池模塊實(shí)施例的剖面示意圖，本實(shí)施例的水電池Ia 具有一方型殼體18a，殼體18a上還包括補(bǔ)水蓋180以供補(bǔ)水，外觀如同一般行動(dòng)通訊設(shè)備 所使用的電池。殼體18a內(nèi)封裝了多個(gè)正極片10a、正極片基片11a、多個(gè)負(fù)極片12a、負(fù)極 片基片13a、水14及碳物質(zhì)16。其中，每一正極片IOa與每一負(fù)極片12a—一交錯(cuò)堆棧，并 且在每一正極片IOa與每一復(fù)極片12a之間都填充碳物質(zhì)16加以阻隔，并且與注入在殼體 18a中的水14混合后以進(jìn)行化學(xué)作用產(chǎn)生電力。而每一正極片IOa都在相同的一端與正 極片基片Ila —體成型地連接，正極片基片Ila并伸出殼體18a以便導(dǎo)電，每一負(fù)極片12a 亦皆在相同的一端與負(fù)極片基片13a —體成型地連接，并且由負(fù)極片基片13a延伸出殼體 18a，形成如圖3中所示正、負(fù)極呈梳狀交錯(cuò)堆棧，并由水14及碳物質(zhì)16填充隔絕。然熟悉 該項(xiàng)技術(shù)的人當(dāng)可進(jìn)行些微的改變，例如由最靠近殼體18a的其中一負(fù)極片12a延伸出殼 體18a，于正極片IOa的情況亦然。當(dāng)所述互相交錯(cuò)堆棧的正、負(fù)極片10a、12a數(shù)量越多，水 電池Ia所產(chǎn)生的電流量也隨著增加。圖4為本發(fā)明所提供另一種水電池模塊實(shí)施例的剖面示意圖，本實(shí)施例中的水電 池Ib系為鈕扣型電池，其殼體18b包括一上蓋182、一下座184和一封口環(huán)186，上蓋182 設(shè)于下座184的開口端內(nèi)，并且用封口環(huán)186封閉上蓋182和下座184開口端之間的空隙， 同時(shí)阻隔上蓋182和下座184的接觸。本實(shí)施例中的多個(gè)正極片IOb與多個(gè)負(fù)極片12b亦如同圖3所示實(shí)施例的方式交 錯(cuò)堆棧，并且也在所述極片的同一端分別與正極片基片lib及負(fù)極片基片12b—體成型地 連接，以利總和所述正極片IOb和負(fù)極片12b的產(chǎn)生的電位差，讓水電池Ib產(chǎn)生更大的電 流量。碳物質(zhì)16在殼體18b中阻隔在每一正極片IOb與每一負(fù)極片12b之間，并與注入其 中的水14 一起進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。此外，在本實(shí)施例中，連接多個(gè)正極片IOb的正極片基片lib 與下座184系為一體成型，或經(jīng)由焊接技術(shù)將兩者精確地接合在一起；同樣地，連接多個(gè)負(fù) 極片12b的負(fù)極片基片13b與上蓋182亦經(jīng)由焊接連結(jié)、或一體成型設(shè)計(jì)。圖5A為本發(fā)明所提供另一種水電池模塊實(shí)施例的示意圖，本實(shí)施例的水電池Ic 的殼體18c系為一圓形體，如一般圓形干電池外觀，在殼體18c內(nèi)是封裝至少一正極片IOc 及一負(fù)極片12c，兩者之間仍以碳物質(zhì)16填充與阻隔，并與水14 一同進(jìn)行化學(xué)作用。正極 片IOc與負(fù)極片12c并排且卷繞成渦狀并交錯(cuò)排列，可發(fā)現(xiàn)即使僅使用一正極片IOc與一 負(fù)極片12c，也因卷繞成渦狀形成正極片IOc與負(fù)極片12c層層交錯(cuò)堆棧的結(jié)構(gòu)(請(qǐng)參閱圖 5B所示水電池Ic的俯視圖)，卷繞的層次越多，代表可互相進(jìn)行作用的正極片IOc與負(fù)極 片12c范圍也越多，同樣能產(chǎn)生較大電流量的效果。在本實(shí)施例中，正極片IOc的一端從渦狀結(jié)構(gòu)中心往殼體18c的一端伸出以利正 極導(dǎo)電，而負(fù)極片12c的另一端則從渦狀結(jié)構(gòu)中心往殼體18c的另一端伸出以利負(fù)極導(dǎo)電， 并且亦可視需求在殼體18c上設(shè)置補(bǔ)水蓋182 (圖未示)，以利重復(fù)使用。以卷繞的方式使正極片IOc與負(fù)極片12c交錯(cuò)排列的手段，不限于應(yīng)用在圓型水 電池Ic上，請(qǐng)參閱圖6所示的另一種水電池模塊實(shí)施例的剖面示意圖，本實(shí)施例的水電池 Id亦如同前述實(shí)施例的水電池la，為一方型電池，但與水電池Ia不同之處，在于水電池Id采用與水電池Ic同樣的卷繞手段，使正極片IOd與負(fù)極片12d在碳物質(zhì)16的阻隔下，呈螺 旋狀或渦狀層層交錯(cuò)排列的態(tài)樣，再壓制成可容納于方型殼體18d內(nèi)的形狀，并與水14 一 起進(jìn)行化學(xué)作用產(chǎn)生電力。其余與圖3中的水電池Ia相同部分不再贅述。在以上各個(gè)實(shí)施例中所述的碳物質(zhì)16，除了可為活性碳之外，亦可為較易取得、成 本較低廉的竹碳或木碳，且可制成片狀以作為正極片10與負(fù)極片12之間的夾層，或以顆粒 狀(或研磨得即細(xì)的粉狀)灑落在其間；而所述的正極片10可采用銅鍍銀、銅鍍白金、白銅 片、白鐵、鋼、白金或純銅等材質(zhì)的金屬制成；負(fù)極片12則可采用純鋁、鎂金屬材質(zhì)，也可采 用鋁鎂合金、錳鎂合金或鋅鎂合金等鎂合金制成。綜合上述各項(xiàng)實(shí)施例與附圖的說明，本發(fā)明已明確且清楚揭露一種采用無害物 質(zhì)、材料取得成本低廉、且可產(chǎn)生大電流量的水電池模塊，其功效至少包括改善公知電池 可能產(chǎn)生有毒殘余物的缺點(diǎn)，并且進(jìn)一步提升電池的電流量的供應(yīng)能力，同時(shí)降低電池的 生產(chǎn)成本。第一、由于本發(fā)明所提供的水電池模塊中，正極片與負(fù)極片以依序堆?；蚓砝@成 渦狀的方式，形成正、負(fù)極片間一一交錯(cuò)排列的態(tài)樣，當(dāng)該水注入殼體內(nèi)與碳物質(zhì)4混合 時(shí)，以碳物質(zhì)阻隔的各正、負(fù)極片之間產(chǎn)生電位差，而所述電位差的總和則為本發(fā)明產(chǎn)生的 電力。當(dāng)正、負(fù)極片交錯(cuò)排列的層次越多時(shí)，產(chǎn)生的電位差越大，而所能供應(yīng)的電流量亦成 正比增加，因而可運(yùn)用在需電量較大的電子產(chǎn)品，突破目前無害物質(zhì)電池供電量不足的困境。第二、由于本發(fā)明所提供的水電池模塊可設(shè)計(jì)與一般電池(如3號(hào)AA電池、方型 鋰電池、或鈕扣電池)無異，適用于市面上眾多利用電池供電的產(chǎn)品，可大幅減少采用有害 物質(zhì)制成的電池的使用量，并且可設(shè)置補(bǔ)水蓋供使用者補(bǔ)充水而重復(fù)使用水電池的能力， 降低消費(fèi)的成本。第三、由于本發(fā)明所提供的水電池模塊以水及碳物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)作用，兩者皆為無 害物質(zhì)。藉此，當(dāng)所述物質(zhì)被消耗完后仍可以安全地補(bǔ)充，如欲拋棄亦不需擔(dān)心污染問題。第四、本發(fā)明所提供的水電池模塊使用的碳物質(zhì)可為一般竹碳或木碳，不限于昂 貴的活性碳，因此在制造過程或補(bǔ)充過程上都較為簡易且可降低成本。上述實(shí)施例所列舉的各項(xiàng)目僅為適用本發(fā)明的部分態(tài)樣，并非用以限縮本發(fā)明所 適用的范疇，如有其它符合本發(fā)明的精神與未實(shí)質(zhì)改變本發(fā)明的技術(shù)手段者，都屬本發(fā)明 所涵蓋的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種水電池模塊，其特征在于，包括多個(gè)正極片；多個(gè)負(fù)極片，每一所述負(fù)極片分別與每一所述正極片交錯(cuò)堆棧排列；一碳物質(zhì)，填充于每一所述正極片與每一所述負(fù)極片之間，并阻隔該正極片與該負(fù)極片接觸；及一殼體，將所述正極片、所述負(fù)極片及該碳物質(zhì)封裝在內(nèi)，并在該殼體內(nèi)注入水；藉此，使該水電池模塊產(chǎn)生的電流量與所述正極片及所述負(fù)極片交錯(cuò)堆棧排列的數(shù)量成正比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電池模塊，其特征在于，還包括一正極片基片及一負(fù)極片 基片，所述正極片的一端都連接于該正極片基片，所述負(fù)極片的一端都連接于該負(fù)極片基 片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水電池模塊，其特征在于，所述正極片與該正極片基片一體 成型，所述負(fù)極片與該負(fù)極片基片一體成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水電池模塊，其特征在于，該正極片基片的一端與該負(fù)極片 基片的一端分別伸出該殼體。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水電池模塊，其特征在于，該殼體包括 一下座，具有一開口端；一上蓋，蓋設(shè)于該下座的該開口端內(nèi)；及一封口環(huán)，封閉該開口端與該上蓋間的間隙，并阻隔該上蓋與該下座接觸； 其中，該負(fù)極片基片與該上蓋一體成型，該正極片基片與該下座一體成型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電池模塊，其特征在于，該殼體還包括 一補(bǔ)水蓋，供補(bǔ)水到該殼體內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電池模塊，其特征在于，該碳物質(zhì)為活性碳、木碳或竹碳。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水電池模塊，其特征在于，該碳物質(zhì)為片狀或顆粒狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電池模塊，其特征在于，所述負(fù)極片的材質(zhì)為純鋁、鎂金屬 或鎂合金，所述正極片的材質(zhì)為銅鍍銀、銅鍍白金、白銅片、白鐵、鋼、白金或純銅。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水電池模塊，其特征在于，該鎂合金為鋁鎂合金、錳鎂合金 或鋅鎂合金。
11.一種水電池模塊，其特征在于，包括 一正極片；一負(fù)極片，其與該正極片并排堆棧且卷繞成渦狀；一碳物質(zhì)，填充于該正極片與該負(fù)極片之間，并阻隔該正極片與該負(fù)極片接觸；及 一殼體，將所述正極片、所述負(fù)極片及該碳物質(zhì)封裝在內(nèi)，并在該殼體內(nèi)注入水； 藉此，使該水電池模塊產(chǎn)生的電流量與卷繞的數(shù)量成正比。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的水電池模塊，其特征在于，該正極片及該負(fù)極片分別由該 殼體的兩端伸出。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的水電池模塊，其特征在于，該殼體為一方型體，堆棧卷繞的 該正極片及該負(fù)極片壓制為方型，并封裝于該殼體內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的水電池模塊，其特征在于，該殼體還包括一補(bǔ)水蓋，供補(bǔ)水到該殼體內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的水電池模塊，其特征在于，該碳物質(zhì)為活性碳、木碳或竹碳。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的水電池模塊，其特征在于，該碳物質(zhì)為片狀或顆粒狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的水電池模塊，其特征在于，該負(fù)極片的材質(zhì)為純鋁、鎂金屬 或鎂合金，該正極片的材質(zhì)為銅鍍銀、銅鍍白金、白銅片、白鐵、鋼、白金或純銅。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的水電池模塊，其特征在于，該鎂合金為鋁鎂合金、錳鎂合金 或鋅鎂合金。
全文摘要
一種水電池模塊，包括正極片、負(fù)極片、碳物質(zhì)及殼體，碳物質(zhì)填充于正極片與負(fù)極片之間，并阻隔正極片與負(fù)極片的接觸；正極片、負(fù)極片與碳物質(zhì)封裝在殼體內(nèi)，并且在殼體內(nèi)注入水，藉此讓殼體內(nèi)的水、碳物質(zhì)與正、負(fù)極片進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電力。其中正、負(fù)極片多層次地交錯(cuò)堆棧排列，使水電池所產(chǎn)生的電量隨著正、負(fù)極片排列層次的數(shù)量增加而成正比地增加。
文檔編號(hào)H01M6/00GK101894951SQ20091014303
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者包鳳鳴, 岳文祥 申請(qǐng)人:深圳市旺德興科技有限公司