專利名稱：一種用超聲波發(fā)生器替代隔膜的電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用超聲波發(fā)生器替代隔膜的電池，屬電池領(lǐng)域。電池是將化學(xué)能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置，本發(fā)明提出的超聲波發(fā)生裝置尤適用于充電電池和燃料電池。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的能源的利用有倆大弊病ー是儲(chǔ)存于燃料中的化學(xué)能必須首先轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蟛拍鼙蛔兂蓹C(jī)械能或電能，其所獲得的效率只有33%-35%，一半以上的能量白白浪費(fèi)掉；ニ是傳統(tǒng)的能源的利用方式給環(huán)境造成了巨大的污染。
近幾年來(lái)，全世界各國(guó)為了鼓勵(lì)新能源車的研發(fā)不惜動(dòng)用政府大量資金支持，甚至幾大國(guó)之間都互相合作研發(fā)新能車，所以新能源車在這里就不必細(xì)講，而現(xiàn)在新能源車最卡脖子的地方，就在于用什么作動(dòng)力能源，也就是動(dòng)カ源的問(wèn)題，除了石油燃料外，大家都在找新的汽車能源，由于生物能源與人類爭(zhēng)糧食，搞過(guò)一段時(shí)間的生物能源已經(jīng)沉靜下去，最終大家的目光都集中在電池能源上，現(xiàn)在基本上95%以上都以電池電動(dòng)車的研究為主，而大功率動(dòng)カ電池便成為各國(guó)競(jìng)相投入的研究對(duì)象。目前電動(dòng)車基本上都集中在電池這個(gè)領(lǐng)域，而且主要集中在下面四大類動(dòng)カ電池上。I、鎘鎳電池鎘鎳電池是ニ戰(zhàn)期間德國(guó)人首先發(fā)明的，具有價(jià)格相對(duì)低廉，使用壽命長(zhǎng)(2000次循環(huán)壽命以上)耐過(guò)充過(guò)放、電池組一致性好，使用過(guò)程安全無(wú)污染，便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，其不足之處是能量比不高，負(fù)極鎘在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)人體和環(huán)境造成污染，基于這ニ個(gè)硬傷，這款電池不大受重視；2、鎳氫電池鎳氫電池是針對(duì)解決鎘鎳負(fù)極危害而研制出來(lái)的，它繼承了鎘鎳電池優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)能量比也有所提高，可以說(shuō)是比較好的ー種電池，不足之處在于電壓還是
I.2V，與鎘鎳電池相比在性能和電池組壽命(1000次以上)方面稍有差距，大型動(dòng)カ電池應(yīng)用實(shí)例很少，只在航模電動(dòng)工具等小型動(dòng)カ電源以上應(yīng)用。3、鎳鋅電池也被研制了百多年，其優(yōu)點(diǎn)在于電動(dòng)勢(shì)高(I. 6V)能量密度(120W/升以上)制造成本低，無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)，它之所以沒(méi)有得到大批量的應(yīng)用，在于負(fù)極鋅技晶問(wèn)題長(zhǎng)期得不到解決，造成使用壽命短(三百多次)同時(shí)電池組一致性差，在鋅技晶問(wèn)題沒(méi)有徹底解決之前，不適宜應(yīng)用，雖然近年來(lái)國(guó)內(nèi)有企業(yè)和美國(guó)的ー些研究人員合作，但技術(shù)還不成熟。4、鐵鋰電池具有體積小，重量輕以用高能量比和高電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)優(yōu)點(diǎn)，不足地方在于電池一致性差造成壽命短，價(jià)格偏高，安全性能無(wú)保障。(對(duì)四類電池評(píng)價(jià)摘自網(wǎng)上資料，作者不知名，此致)目前，各國(guó)投入最大的是鐵鋰電池，最近幾次車展上各車廠推出的電動(dòng)概念車都是鋰電池車。但是，鋰電池作為動(dòng)カ源其幾大缺點(diǎn)造成其沒(méi)辦法商業(yè)應(yīng)用，首先是充電電池作為車用都有其極限性，慢充6-8個(gè)鐘頭，快充30分鐘，到時(shí)每個(gè)快充站的占地都要有像ー個(gè)大型停車場(chǎng)ー樣的場(chǎng)地，這是不現(xiàn)實(shí)的。而且快充會(huì)大大縮短電池壽命。第二，目前充一次電的電量滿足不了需要。目前所有概念車都在30-60度電之間，續(xù)航能力不超過(guò)200公里，而經(jīng)過(guò)多次充電后，電池容量下降以后續(xù)航能力會(huì)大大下降，滿足不了長(zhǎng)途需要，第三，安全性低，只要想想手機(jī)電池爆炸都能傷人，對(duì)于ー個(gè)幾百公斤的電池爆炸后的結(jié)果就可想而知。第四，制造成本高，由于鋰是稀有金屬，大規(guī)模應(yīng)用后這種資源會(huì)更稀缺，成本只會(huì)越來(lái)越高。以上電池的金屬電極在使用過(guò)程中會(huì)鈍化，影響發(fā)電能力，因此在電極間必須有隔膜，隔膜エ藝復(fù)雜、技術(shù)難度大、要求高、成本高、壽命有限，而且其中的高端隔膜技術(shù)現(xiàn)在只有美日掌握。本實(shí)用新型人打破現(xiàn)有 電池的模式，提出無(wú)隔膜電池，它無(wú)需電池隔膜，大大降低成本，提高性能。其技術(shù)方案是采用電池的反應(yīng)原理、應(yīng)用超聲波發(fā)生器解決電極的鈍化問(wèn)題，避免電池壽命短的問(wèn)題。所以，對(duì)超聲波發(fā)生器技術(shù)參數(shù)的選擇尤為重要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提出的一種用超聲波發(fā)生器替代隔膜的電池，其目的是在電池中不便用隔膜，并保證電池的正常和最佳的工作狀態(tài)。本實(shí)用新型采用超聲波發(fā)生器使電解液對(duì)電極產(chǎn)生空穴作用，消除電極的鈍化。一種用超聲波發(fā)生器替代隔膜的電池，包括金屬電極、電解液，其特征在于設(shè)有超聲波發(fā)生器使電解液對(duì)電極產(chǎn)生空穴作用。上述的一種用超聲波發(fā)生器替代隔膜的電池，其特征在于所述的超聲波發(fā)生器固定在電解液箱體的外壁。以上所述的ー種用超聲波發(fā)生器替代隔膜的電池，其特征在于所述的超聲波發(fā)生裝置用粘貼方式固定在電解液箱箱體底的外壁。上述的一種用超聲波發(fā)生器替代隔膜的電池，其特征在于所述的超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波的換能器是陶瓷或石英材料。上述的一種用超聲波發(fā)生器替代隔膜的電池，其特征在于所述的超聲波發(fā)生器產(chǎn)生28K — 2M頻率的超聲波。本實(shí)用新型用途廣泛，制造成本低，環(huán)保，使用安全，能提高電池的能量密度、功率密度、發(fā)電時(shí)間及壽命。

圖I是無(wú)隔膜電池的裝置。正電極I、電解液2、負(fù)電極3、超聲波發(fā)生器4、電池箱5。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)用具體事例說(shuō)明本無(wú)隔膜電池方案，圖I是其結(jié)構(gòu)示意圖，它由正電極I、電解液2和負(fù)電極3組成，電解液裝在電池箱5內(nèi)，超聲波發(fā)生器4用粘膠固定在電池箱5的外壁。使用時(shí)，啟動(dòng)超聲波發(fā)生器，其產(chǎn)生的超聲波使電解液產(chǎn)生空穴效應(yīng)，在電極表面的空穴發(fā)生爆破吋，產(chǎn)生的爆破力消除電極的鈍化。[0024]然而，鈍化的好壞有賴于超聲波的頻率、功率與電解液的配合。經(jīng)發(fā)明人付出艱辛的努力和驗(yàn)證，得出了超聲波頻率的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)舉部分事實(shí)例說(shuō)明。例一電解液配方1，超聲波頻率為28K，功率5W/L，峰值連續(xù)發(fā)電時(shí)間4小時(shí)以上。例ニ電解液配方2，超聲波頻率為42K，功率10W/L，峰值連續(xù)發(fā)電時(shí)間8小時(shí) 以上。例三電解液配方3，超聲波頻率為130K，功率10W/L，峰值連續(xù)發(fā)電時(shí)間20小時(shí)以上。
權(quán)利要求1.一種用超聲波發(fā)生器替代隔膜的電池，包括金屬電極、電解液，其特征在于設(shè)有超聲波發(fā)生器使電解液對(duì)電極產(chǎn)生空穴作用，所述的超聲波發(fā)生器固定在電解液箱體的外壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用超聲波發(fā)生器替代隔膜的電池，其特征在于所述的超聲波發(fā)生器用粘貼方式固定在電解液箱箱體底的外壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用超聲波發(fā)生器替代隔膜的電池，其特征在于所述的超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波的換能器是陶瓷或石英材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的ー種用超聲波發(fā)生器替代隔膜的電池，其特征在于所述的超聲波發(fā)生器產(chǎn)生28K — 2M頻率的超聲波。
專利摘要一種用超聲波發(fā)生器替代隔膜的電池屬電池領(lǐng)域，電池是將化學(xué)能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置，其目的是不用電池隔膜，超聲波使電解液對(duì)電極產(chǎn)生空穴作用，消除電極的鈍化。包括金屬電極、電解液，其特征在于所述的超聲波發(fā)生器固定在電池箱的外壁。本實(shí)用新型用途廣泛、制造成本低、環(huán)保、使用安全、能提高電池的能量密度、功率密度、發(fā)電時(shí)間和壽命。
文檔編號(hào)H01M2/00GK202651213SQ20122031985
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月4日
發(fā)明者黃小鴻 申請(qǐng)人:黃小鴻