水電池的制作方法
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是涉及一種電池，特別涉及一種加水可產(chǎn)生電的低成本水電池。
【【背景技術(shù)】】
[0002]由于環(huán)保意識(shí)抬頭，綠色能源的開發(fā)一直是科技的重要發(fā)展目標(biāo)的一。傳統(tǒng)鎳鎘或鎳氫電池內(nèi)含的是有毒的化學(xué)物質(zhì)，因此這種電池一旦使用耗盡，均需回收來(lái)處理有害物質(zhì)，且對(duì)于毒物的處理也是一大難題，如任意棄置更會(huì)嚴(yán)重造成環(huán)境污染。因此，有人開發(fā)出完全使用無(wú)害物質(zhì)制成的水電池，其是采用水配合電池中的正負(fù)兩金屬電極進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生電力。
[0003]參照中國(guó)臺(tái)灣新型專利M275542號(hào)及M373571號(hào)，其均是采用加水可產(chǎn)生電力的環(huán)保電池，然而，上述專利的水電池或稱鹽水電池所產(chǎn)生的電壓差受到其所采用的正負(fù)極金屬之間的電位差的限制，輸出常僅有零點(diǎn)幾伏特而已，供電量非常微弱，并無(wú)法符合日常電器所需的額定電壓及電流，因此用處不大。此外，現(xiàn)有的水電池常采用昂貴的半透膜，以防止電解質(zhì)溢出于反應(yīng)槽外而導(dǎo)致電池失效。
[0004]因此，為了加強(qiáng)水電池的實(shí)用性，并有效降低其的生產(chǎn)成本，以達(dá)到取代傳統(tǒng)有毒電池的目標(biāo)，亟需提出一種水電池以有效解決上述的缺失。
【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種水電池，其透過(guò)模塊化的電極設(shè)計(jì)串并聯(lián)多個(gè)水電池單元而增加了供電量，且采用吸水材料如:吸水樹脂、發(fā)泡材料、或不織布、棉線等吸水材料取代昂貴的半透膜，進(jìn)而降低了生產(chǎn)成本，完整地克服傳統(tǒng)水電池的缺點(diǎn)，達(dá)到取代傳統(tǒng)有毒電池的目的。
[0006]為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型提供的水電池包括主體、水電池填充物以及電極模塊。所述主體包括多個(gè)電池槽，每一電池槽底部開設(shè)入水孔，所述多個(gè)電池槽排列成二維陣列，所述二維陣列包括多個(gè)電池行及多個(gè)電池列。所述水電池填充物填充于所述多個(gè)電池槽，所述水電池填充物包括電解質(zhì)。所述電極模塊設(shè)置于所述多個(gè)電池槽上，用于對(duì)每一電池槽提供正極金屬及負(fù)極金屬，以形成多個(gè)水電池單元，并且用于串聯(lián)及/或并聯(lián)所述多個(gè)水電池單元。
[0007]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述電極模塊包括對(duì)應(yīng)所述多個(gè)電池列的多個(gè)串聯(lián)模塊，每一串聯(lián)模塊呈條狀，用于串聯(lián)對(duì)應(yīng)所述電池列的所述多個(gè)水電池單元。具體而言，所述串聯(lián)模塊包括絕緣體以及多組所述正極金屬及所述負(fù)極金屬，其中每一組的所述正極金屬及所述負(fù)極金屬在所述絕緣體內(nèi)接觸，且局部突伸于所述絕緣體。另外，所述絕緣體具有多個(gè)預(yù)裂痕，且每一組的所述正極金屬及所述負(fù)極金屬介于兩相鄰預(yù)裂痕之間。
[0008]在此優(yōu)選實(shí)施例中，所述電極模塊還包括并聯(lián)正極以及并聯(lián)負(fù)極，所述并聯(lián)正極設(shè)置于所述多個(gè)電池行的首行，用于電性連接位于首行的所述多個(gè)水電池單元的所述多個(gè)正極金屬；所述并聯(lián)負(fù)極設(shè)置于所述多個(gè)電池行的末行，用于電性連接位于末行的所述多個(gè)水電池單元的所述多個(gè)負(fù)極金屬。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，位于首行的所述多個(gè)水電池單元的每一正極金屬與所述并聯(lián)正極之間還可設(shè)置二極管；或者位于末行的所述多個(gè)水電池單元的每一負(fù)極金屬與所述并聯(lián)負(fù)極之間還可設(shè)有二極管。
[0009]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述電解質(zhì)為粉狀且以吸水材料包覆。
[0010]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述水電池填充物為凝膠狀或果凍狀，且所述電解質(zhì)摻混于其中。
[0011]在一優(yōu)選實(shí)施例中的水電池進(jìn)一步包括多個(gè)棉線，所述多個(gè)棉線分別設(shè)置于所述多個(gè)電池槽中且埋設(shè)于所述水電池填充物中，每一棉線由所述入水孔延伸出所述電池槽外。
[0012]在一優(yōu)選實(shí)施例中，每一電池槽底部設(shè)有一層吸水樹脂。
[0013]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型采用的水電池透過(guò)陣列方式對(duì)多個(gè)水電池單元進(jìn)行串聯(lián)及并聯(lián)，而解決了現(xiàn)有水電池供電量微弱的問(wèn)題。另外，本實(shí)用新型在每一電池槽底部設(shè)置吸水樹脂，當(dāng)電池槽從入水孔吸入一定量水份之后，吸水樹脂將會(huì)膨脹使得電池槽內(nèi)壓力加大，進(jìn)而減緩吸水的速度，甚至阻止水份繼續(xù)吸入，而減緩電解液的流出，藉此延長(zhǎng)了水電池的壽命。由上可知，本實(shí)用新型的水電池解決了傳統(tǒng)水電池需要半透膜的高成本的缺點(diǎn)。
[0014]為讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下:
【【附圖說(shuō)明】】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例的水電池的局部爆炸示意圖；
[0016]圖2為沿圖1的線段AA的剖面示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例的剝離串聯(lián)模塊的立體示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0018]本實(shí)用新型的數(shù)個(gè)優(yōu)選實(shí)施例借助所附圖式與下面的說(shuō)明作詳細(xì)描述，在不同的圖式中，相同的元件符號(hào)表示相同或相似的元件。
[0019]請(qǐng)參照?qǐng)D1及圖2，圖1為本實(shí)用新型的一優(yōu)選實(shí)施例的水電池的局部爆炸示意圖，圖2為沿圖1的線段AA的剖面示意圖。需注意的是，上述式圖僅為說(shuō)明用途，其并未以實(shí)際比例繪制。
[0020]本實(shí)施例的水電池10包括主體120、水電池填充物140以及電極模塊160。如圖2所示，主體120包括多個(gè)電池槽122，每一電池槽122底部開設(shè)入水孔123。具體來(lái)說(shuō)，入水孔123用于透過(guò)虹吸現(xiàn)象將主體120外部的水吸入電池槽122內(nèi)。需注意的是，本實(shí)施例的水電池10還包括設(shè)置于本體10下方的底殼(圖未示)，所述底殼可積存水份，可供入水孔123吸入的用。如圖1所示，所述多個(gè)電池槽122排列成二維陣列，所述二維陣列包括多個(gè)電池行及多個(gè)電池列。在此實(shí)施例中，電池列是表示沿X方向排列的電池槽122，電池行是表示沿Y方向排列的電池槽122。然而，本實(shí)用新型并不限于此，電池列也可表示為沿Y方向排列的電池槽122，電池行也可表示為沿X方向排列的電池槽122。
[0021]如圖2所示，水電池填充物140填充于所述多個(gè)電池槽122，所述水電池填充物140包括電解質(zhì)，其中電解質(zhì)包括酸類、堿類或鹽類的可溶性化合物。酸類包括醋酸(CH3COOH)、鹽酸(HCl)及硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)等；堿類包括熟石灰(學(xué)名氫氧化鈣Ca(OH)2)、燒堿(學(xué)名氫氧化鈉(NaOH))、氨水(學(xué)名氫氧化銨(NH4OH))等；鹽類包括食鹽(學(xué)名氯化鈉(NaCl))、硝酸鉀(KNO3)、硫酸銅(CuSO4)等。
[0022]在一優(yōu)選實(shí)施例中，如圖2的第一格電池槽122所示，所述電解質(zhì)142為粉狀且以吸水材料144包覆。吸水材料包括吸水樹脂、發(fā)泡材料、或不織布、棉線、海綿等。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，如圖2的第二格電池槽122所示，所述水電池填充物140為凝膠狀或果凍狀，且所述電解質(zhì)摻混于其中。值得一提的是，所述多個(gè)電池槽122內(nèi)還設(shè)有多個(gè)棉線150，所述多個(gè)棉線150分別設(shè)置于所述多個(gè)電池槽122中且埋設(shè)于所述水電池填充物140中，且每一棉線150由所述入水孔123延伸出所述電池槽122外，用于將水吸入電池朝內(nèi)。在第一格電池槽122所繪示的例子中，粉狀的電解質(zhì)142還包裹住棉線150的一端，使得電解質(zhì)142可溶解成電解液。
[0023]此外，如圖2的第三及第四格電池槽122所示，每一電池槽122底部設(shè)有一層吸水樹脂146。具體而言，吸水樹脂146為高吸水性聚合物(Superabsorbent polymers，簡(jiǎn)稱SAP)，SAP是一種能夠吸收并保留相對(duì)于其本身質(zhì)量要大得很多的液體的新型功能高分子材料，