本發(fā)明揭露一種水致動電池銀行結(jié)構(gòu)，其包含：具有一頂部開口及一底部開口的一瓶體，其中所述瓶體經(jīng)組態(tài)以容納一第一電極結(jié)構(gòu)及一第二電極結(jié)構(gòu)。所述水致動行動電源結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包含：經(jīng)組態(tài)與所述瓶體的所述頂部開口配合的一頂部蓋、經(jīng)組態(tài)與所述瓶體的所述底部開口配合的一第一底部蓋、經(jīng)組態(tài)與所述第一底部蓋配合的一第二底部蓋、及配置于所述第二底部蓋內(nèi)的一電源輸出模塊。其中所述第一電極結(jié)構(gòu)具有一圓筒形狀且所述第二電極結(jié)構(gòu)具有一網(wǎng)狀形狀，且其中所述電源輸出模塊電連接至所述第一電極結(jié)構(gòu)及所述第二電極結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

市場上消費(fèi)者可獲得的電池，例如鈕扣電池或鋅碳電池通常被稱為一次電池(primarycell)。此種電池被設(shè)計為使用一次后隨即丟棄。然而，一次電池中含有的重金屬及電解質(zhì)對環(huán)境是有害的，當(dāng)一次電池被丟棄時將造成環(huán)境污染。舉例言的，若一次電池中含有的電解質(zhì)漏出，可能導(dǎo)致電解質(zhì)與水的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生有毒物質(zhì)。

近年來，對于傳統(tǒng)一次電池的替代品的研究已經(jīng)取得顯著的進(jìn)展。水致動發(fā)電裝置(通常稱為水電池)即為傳統(tǒng)一次電池的替代品的一個例子。水電池系一種不包含有毒電解質(zhì)的電池，且被設(shè)計成在被浸泡在水中或被填充水之前并不會產(chǎn)生電壓。因此，與傳統(tǒng)的一次電池相比，水電池較容易儲存，因為當(dāng)水電池沒有接觸到水之前不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。此外，用于制造水電池的材料對環(huán)境較為友善。也就是說，當(dāng)水電池被丟棄后，其組成成分可以輕易地回收且不產(chǎn)生有毒物質(zhì)。

然而，現(xiàn)存的水電池具有某些缺點。舉例言的，現(xiàn)存水電池的壽命取決于電池的電極材料在電極材料之間的化學(xué)反應(yīng)期間是否能被完全消耗?，F(xiàn)存水電池的電極并未設(shè)計成針對化學(xué)反應(yīng)具有最佳的曝露面積。此外，現(xiàn)存水電池?zé)o法輕易以新的電極材料替換使用過的電極材料。因此，亟需研發(fā)一種可以克服上述問題的水致動發(fā)電裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明揭露的裝置各具有若干面貌，其中沒有單一個獨自負(fù)責(zé)本發(fā)明所期望的屬性。在不限制本發(fā)明的范圍的前提下，其更突出的特征現(xiàn)在將簡要討論。在考慮這一討論后，尤其是在閱讀了題為【具體實施方式】的部分的后，通常知識者將會理解本發(fā)明的特征優(yōu)于其他水電池的原因。

本發(fā)明的實施例提供一種水致動電池銀行結(jié)構(gòu)，其包含：一瓶體，其具有一頂部開口及一底部開口，其中所述瓶體經(jīng)組態(tài)以容納一第一電極結(jié)構(gòu)及一第二電極結(jié)構(gòu)。所述水致動電池銀行結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包含：一頂部蓋，其經(jīng)組態(tài)以與所述瓶體的所述頂部開口配合；一第一底部蓋，其經(jīng)組態(tài)以與所述瓶體的所述底部開口配合；一第二底部蓋，其經(jīng)組態(tài)以與所述第一底部蓋配合；及一電源輸出模塊，其配置于所述第二底部蓋中。所述第一電極結(jié)構(gòu)具有一圓筒形狀且所述第二電極結(jié)構(gòu)具有一網(wǎng)狀形狀，且所述電源輸出模塊電連接至所述第一電極結(jié)構(gòu)及所述第二電極結(jié)構(gòu)。

在一實施例中，所述頂部蓋包含：一第一硅片；一第二硅片；及配置于所述頂部蓋的頂部上的一通風(fēng)口。一開口形成于所述第一硅片的中心且一切口形成于所述第二硅片的中心，其中所述第一硅片的厚度大于所述第二硅片的厚度，且其中所述開口及所述切口經(jīng)組態(tài)使得氣體能通過所述切口，但液體無法通過所述切口。

在另一實施例中，所述水致動電池銀行結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包含：一第一導(dǎo)電組件，其配置于所述瓶體的內(nèi)部側(cè)壁上；一第二導(dǎo)電組件，其配置于所述第一底部蓋的內(nèi)部側(cè)壁及外部側(cè)壁上；及一第三導(dǎo)電組件，其配置于所述第二底部蓋的內(nèi)部側(cè)壁上。當(dāng)所述第一底部蓋與所述瓶體的所述底部開口配合時所述第一導(dǎo)電組件與所述第二導(dǎo)電組件接觸，且當(dāng)所述第二底部蓋與所述第一底部蓋配合時所述第二導(dǎo)電組件與所述第三導(dǎo)電組件接觸。

在另一實施例中，所述水致動電池銀行結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包含：一安裝板，其具有一硅o環(huán)、一丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrilebutadienestyreneabs)橡膠及一導(dǎo)電板。所述安裝板經(jīng)由一固定組件固定至所述第一電極結(jié)構(gòu)。所述硅o環(huán)經(jīng)組態(tài)以避免液體從所述瓶體的所述底部開口漏出；且所述固定組件系由導(dǎo)電材料制成且經(jīng)防銹處理。

在另一實施例中，所述水致動電池銀行結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包含：一伸縮組件，其配置于所述空腔中。所述伸縮組件由導(dǎo)電材料制成，且當(dāng)所述第一底部蓋與所述瓶體的所述底部開口配合且當(dāng)所述第二底部蓋與所述第一底部蓋配合時，所述伸縮組件與一基座、所述導(dǎo)電板及/或所述固定組件接觸。

附圖說明

圖1系根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的一個三維圖。

圖2a系根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的一頂部蓋20的一示意圖。

圖2b系根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的一瓶體40的一示意圖。

圖2c系根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的一第一底部蓋74及一第二底部蓋100的一示意圖。

圖3系根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖4系根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的分解圖。

圖5系根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實施方式

下面的詳細(xì)描述是針對本發(fā)明的具體實施例。然而，本發(fā)明可以以多種不同的方式來實現(xiàn)。在此描述中，參考了附圖，其中所有圖式相應(yīng)的部分皆指定了編號。

圖1系根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的一個三維圖。請注意，圖1中所示組件并未按照比例繪制而僅系用于說明的目的。如圖1所示，水致動電池銀行結(jié)構(gòu)1包含一頂部蓋20、一瓶體40、一第一電極結(jié)構(gòu)60、一第二電極結(jié)構(gòu)80、一第一底部蓋74及一第二底部蓋100。頂部蓋20包含一第一硅片24及一第二硅片26。第一電極結(jié)構(gòu)60系配置于瓶體40內(nèi)且藉由第一底部蓋74及第二底部蓋100固定。第二電極結(jié)構(gòu)80系配置于瓶體40的內(nèi)部側(cè)壁上。

圖2a系根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的一頂部蓋20的一示意圖。請注意，圖2a中所示組件并未按照比例繪制而僅系用于說明的目的。如圖2a所示，一通風(fēng)口201系配置于頂部蓋20上。第一硅片24比第二硅片26厚。一開口241形成于第一硅片24的中心，且一切口261形成于第二硅片26的中心。第一硅片24及第二硅片被固定于頂部蓋20的內(nèi)部側(cè)壁上。開口241及切口261經(jīng)組態(tài)使得空氣及氣體能通過開口241及切口261，但液體無法通過開口241及切口261。因此，在電極材料之間化學(xué)反應(yīng)期間產(chǎn)生的氣體可經(jīng)由開口241、切口261及通風(fēng)口201排出。另一方面，頂部蓋20能避免瓶體40內(nèi)的液體漏出。

圖2b系根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的一瓶體40的一示意圖。請注意，圖2b中所示組件并未按照比例繪制而僅系用于說明的目的。瓶體40具有一圓筒形狀且具有兩個分別在瓶體40的頂部及底部的開口。一第二電極結(jié)構(gòu)80配置于瓶體40的內(nèi)部側(cè)壁上。第二電極結(jié)構(gòu)80具有一網(wǎng)狀形狀。

在一實施例中，第二電極結(jié)構(gòu)80包含碳(c)、鎳(ni)及導(dǎo)電網(wǎng)。在另一實施例中，第二電極結(jié)構(gòu)80可包含聚四氟乙烯(ptfe)、超導(dǎo)電碳黑、石墨、及導(dǎo)電網(wǎng)的至少一者。上述材料使得第二電極結(jié)構(gòu)80產(chǎn)生較完整的化學(xué)反應(yīng)并增加水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的壽命。

在一實施例中，第二電極結(jié)構(gòu)80的形狀因在第二電極結(jié)構(gòu)80內(nèi)的導(dǎo)電網(wǎng)而具有可撓性。因為其可撓性，第二電極結(jié)構(gòu)80可與瓶體40的內(nèi)部側(cè)壁完全接觸。在另一實施例中，第二電極結(jié)構(gòu)80僅于瓶體40的內(nèi)部側(cè)壁表面的一部分延伸。在另一實施例中，第二電極結(jié)構(gòu)80在瓶體40的內(nèi)部側(cè)壁的整個表面上延伸。與現(xiàn)存的電極結(jié)構(gòu)相比，第二電極結(jié)構(gòu)80的可撓性使得第二電極結(jié)構(gòu)80具有較大的曝露面積而不需增加其體積，詳述如下。

一第一導(dǎo)電組件82配置于瓶體40的內(nèi)部側(cè)壁上。第一導(dǎo)電組件82經(jīng)組態(tài)以電連接至第二電極結(jié)構(gòu)80。在一實施例中，第一導(dǎo)電組件82系配置于瓶體40的內(nèi)部側(cè)壁上的一薄金屬板。在另一實施例中，第一導(dǎo)電組件82系藉由電鍍程序配置于瓶體40的內(nèi)部側(cè)壁上的一導(dǎo)電涂層。如圖2b所示，第一導(dǎo)電組件82延伸至瓶體40的底部且覆蓋瓶體40的底部開口的內(nèi)部側(cè)壁及外部側(cè)壁。

第一電極結(jié)構(gòu)60具有一圓筒形狀且在第一電極結(jié)構(gòu)60的頂部具有一開口。第一電極結(jié)構(gòu)60可以為鎂(mg)電極結(jié)構(gòu)60，但不限制于mg電極結(jié)構(gòu)。一安裝板62經(jīng)由一固定組件70固定于第一電極結(jié)構(gòu)60。安裝板62包含一硅o環(huán)621、一丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrilebutadienestyreneabs)橡膠622及一導(dǎo)電板623。一洞624形成于導(dǎo)電板623的中心使固定組件70能穿過。

固定組件70系由導(dǎo)電材料制成。當(dāng)水致動電池銀行結(jié)構(gòu)發(fā)電時消耗mg電極結(jié)構(gòu)60。因為mg的高度活性，固定組件70很可能被腐蝕。為了延長水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的壽命，固定組件70經(jīng)防銹處理。在一實施例中，固定組件70系一鉚釘且經(jīng)防銹處理。在另一實施例中，固定組件70系一螺絲釘且經(jīng)防銹處理。

當(dāng)水倒入瓶體40中后，硅o環(huán)621可避免水從瓶體40的底部開口漏出。導(dǎo)電板623藉由固定組件70與第一電極結(jié)構(gòu)60的底部緊密接觸。因此，導(dǎo)電板623系電連接至第一電極結(jié)構(gòu)60。

圖2c系根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的一第一底部蓋74及一第二底部蓋100的一示意圖。請注意，圖2c中所示組件并未按照比例繪制而僅系用于說明的目的。一開口741形成于第一底部蓋74的中心。一第二導(dǎo)電組件84配置于第一底部蓋74的內(nèi)部側(cè)壁及外部側(cè)壁上。在一實施例中，第二導(dǎo)電組件84系一薄金屬板。在另一實施例中，第二導(dǎo)電組件84系藉由電鍍程序配置的一導(dǎo)電涂層。

一基座90配置于第二底部蓋100的底部且一空腔101形成于基座90上方?；?0由導(dǎo)電材料制成。一第三導(dǎo)電組件86配置于第二底部蓋100的內(nèi)部側(cè)壁上。在一實施例中，第三導(dǎo)電組件86系一薄金屬板。在另一實施例中，第三導(dǎo)電組件86系藉由電鍍程序配置的一導(dǎo)電涂層。一由導(dǎo)電材料制成的伸縮組件72(例如一彈簧)配置于空腔101中。

第二底部蓋100進(jìn)一步包含一電源輸出模塊92。電源輸出模塊92藉由一連接組件88電連接至基座90。此外，電源輸出模塊92系電連接至第三導(dǎo)電組件86。當(dāng)一負(fù)載連接至電源輸出模塊92時，電源輸出模塊92經(jīng)組態(tài)以輸出一直流(dc)電流。在一實施例中，電源輸出模塊92可以為一通用串行總線(usb)埠。

圖3系根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的示意圖。請注意，圖3中所示組件并未按照比例繪制而僅系用于說明的目的。如圖3所示，頂部蓋20經(jīng)組態(tài)與瓶體40的頂部開口配合。在一實施例中，頂部蓋20可藉由螺紋(圖中未顯示)與瓶體40的頂部開口配合。在另一實施例中，頂部蓋20可以「卡扣(snap-in)」的方式與瓶體40的頂部開口配合。

第一底部蓋74經(jīng)組態(tài)以與瓶體40的底部開口配合。第二底部蓋100經(jīng)組態(tài)以與第一底部蓋74配合。在一實施例中，第一底部蓋74可藉由螺紋(圖中未顯示)與瓶體40的底部開口配合。在另一實施例中，第一底部蓋74可以「卡扣(snap-in)」的方式與瓶體40的底部開口配合。在另一實施例中，第二底部蓋100可藉由螺紋(圖中未顯示)與第一底部蓋74配合。在另一實施例中，第二底部蓋100可以「卡扣(snap-in)」的方式與第一底部蓋74配合。

當(dāng)?shù)谝坏撞可w74與瓶體40的底部開口配合時，第一導(dǎo)電組件82與第二導(dǎo)電組件84接觸。當(dāng)?shù)诙撞可w100與第一底部蓋74配合時，第二導(dǎo)電組件84與第三導(dǎo)電組件86接觸。在瓶體40、第一底部蓋74及第二底部蓋100的側(cè)壁上配置導(dǎo)電組件確保了第一導(dǎo)電組件82、第二導(dǎo)電組件84及第三導(dǎo)電組件86之間的良好接觸。因此，電源輸出模塊92藉由第一導(dǎo)電組件82、第二導(dǎo)電組件84及第三導(dǎo)電組件86而電連接至第二電極結(jié)構(gòu)80。

此外，當(dāng)?shù)谝坏撞可w74與瓶體40的底部開口配合且當(dāng)?shù)诙撞可w100與第一底部蓋74配合時，伸縮組件72與基座90、導(dǎo)電板623及/或固定組件70接觸。因此，電源輸出模塊92藉由連接組件88、基座90、伸縮組件72、導(dǎo)電板623及/或固定組件70而電連接至第一電極結(jié)構(gòu)60。

圖4系根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的分解圖。請注意，圖4中所示組件并未按照比例繪制而僅系用于說明的目的。所述水致動電池銀行結(jié)構(gòu)經(jīng)設(shè)計使得水從瓶體40的頂部開口倒入瓶體40。第一電極結(jié)構(gòu)60與安裝板62一起從瓶體40的底部開口插入瓶體40中。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計，使用者可輕易地將使用過的電極結(jié)構(gòu)60以新的電極結(jié)構(gòu)60替換。

第一電極結(jié)構(gòu)60具有一圓筒形狀。與現(xiàn)有通常使用實心mg柱的水電池相比，具有一圓筒形狀的第一電極結(jié)構(gòu)60比習(xí)知的實心mg柱能提供更大的曝露面積。因此，本發(fā)明的水致動電池銀行結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生更完全的化學(xué)反應(yīng)，其能增加水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的壽命。

雖然圖1及圖4中所示的第二電極結(jié)構(gòu)80僅在瓶體40內(nèi)部側(cè)壁的一部分延伸，應(yīng)能理解第二電極結(jié)構(gòu)80覆蓋的區(qū)域能根據(jù)不同設(shè)計而延伸。第二電極結(jié)構(gòu)80的面積越大，水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的壽命越長。

圖5系根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的示意圖。請注意，圖5中所示組件并未按照比例繪制而僅系用于說明的目的。如圖5所示，水致動電池銀行結(jié)構(gòu)1的瓶體40內(nèi)裝入水。第一電極結(jié)構(gòu)60完全浸泡于水中。此設(shè)計確保整個第一電極結(jié)構(gòu)60能用于發(fā)電，藉此增加水致動電池銀行結(jié)構(gòu)的壽命。

當(dāng)制造水致動電池銀行結(jié)構(gòu)1時，可將電解質(zhì)(例如氯化鈉nacl)加入第一電極結(jié)構(gòu)60中。依此方式，使用者能單純地將水倒入瓶體40內(nèi)以致動水致動電池銀行結(jié)構(gòu)1。溶解于水中的nacl確保了第一電極結(jié)構(gòu)60及第二電極結(jié)構(gòu)80之間產(chǎn)生良好反應(yīng)。

雖然本發(fā)明具體的實施例已在此揭露，但并不意味著本發(fā)明限于所揭露的實施例。本領(lǐng)域中熟悉所述技術(shù)的人員將承認(rèn)可以在不脫離本發(fā)明精神的情況下對這些實施例進(jìn)行修改和變化。本發(fā)明意圖包括落入所附請求項范圍的內(nèi)所有這樣的修改和變化。