本發(fā)明屬于燈具技術(shù)領(lǐng)域，特指一種加電解質(zhì)液就能正常使用的注水發(fā)電露營燈。

背景技術(shù)：
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近年來，金屬空氣電池以其安全、清潔環(huán)保、高能量密度的特點(diǎn)受到人們的關(guān)注，其中，鎂空氣電池由于比能量高、原材料來源豐富、成本低、使用安全方便、無環(huán)境污染等特點(diǎn)備受重視。鎂空氣電池技術(shù)的研究及應(yīng)用不但可以帶動電池、電子產(chǎn)品等行業(yè)的發(fā)展，而且對應(yīng)急照明、搶險(xiǎn)救災(zāi)、海上能源開發(fā)等領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生良好經(jīng)濟(jì)效益。

常規(guī)的鎂空氣電池的陰極為氣體擴(kuò)散電極，氧氣還原反應(yīng)部位為催化劑表面的氣-固-液三相體系，要求有暢通的氣體傳輸通道，電子傳輸通道和氫氧根離子的傳輸通道。整個(gè)氣體擴(kuò)散電極要求防水、透氣。通常采用的催化劑為Pt/C，鉑合金，銀等貴金屬催化劑。由于這類催化劑價(jià)格昂貴、資源受限等原因，因此，尋找高活性、低成本的非貴金屬催化劑的研究一直是鎂空氣電池領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題之一。

同時(shí)，鎂空氣電池驅(qū)動照明產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)上存在一定困難?？諝怆姵匕l(fā)電空腔數(shù)量、形狀、定位以及注水口、排水口如何合理設(shè)計(jì)，空氣電極的配比及厚度、裝配方式、壽命評估如何進(jìn)行，金屬電極的自反應(yīng)如何控制、反應(yīng)產(chǎn)物如何處理等問題均有待進(jìn)一步克服及優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種使用壽命長、攜帶使用方便的注水發(fā)電露營燈。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種注水發(fā)電露營燈，該露營燈由露營燈照明模塊與注水發(fā)電電池模塊兩部分組成，注水發(fā)電電池模塊與露營燈照明模塊連接，且注水發(fā)電電池模塊給露營燈照明模塊供電。

在上述的一種注水發(fā)電露營燈中，所述注水發(fā)電電池包括有殼體，殼體上設(shè)置有空氣電極安裝位，空氣電極安裝在空氣電極安裝位上，在殼體內(nèi)設(shè)置有蓄水空腔，在蓄水空腔內(nèi)設(shè)置有電解質(zhì)液，空氣電極與電解質(zhì)液接觸，在殼體內(nèi)還設(shè)置有鎂電極棒，鎂電極棒與電解質(zhì)液接觸，鎂電極棒為負(fù)極，空氣電極為正極，鎂電極棒與空氣電極通過電路接頭與露營燈照明模塊連接。

在上述的一種注水發(fā)電露營燈中，所述殼體包括有上、下部均開口的主體，在主體的下部開口連接有底蓋，上部開口設(shè)置有上蓋，鎂電極棒的一端伸出上蓋之外，所述主體為上部為豎直結(jié)構(gòu)的T形結(jié)構(gòu)或是中部為豎直結(jié)構(gòu)的工字形結(jié)構(gòu)，在豎直結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別設(shè)置有空氣電極。

在上述的一種注水發(fā)電露營燈中，所述鎂電極棒材質(zhì)為鎂鋁合金、鎂鋁鋅合金、鎂鋁錳合金、鎂鋰合金、鎂鐵合金、鎂鈷合金、鎂鎳合金中的一種或幾種組合。

在上述的一種注水發(fā)電露營燈中，所述空氣電極由集流層、空氣擴(kuò)散層、催化層組成，集流層與空氣接觸，催化層與電解質(zhì)液接觸。

在上述的一種注水發(fā)電露營燈中，所述集流層為鎳金屬網(wǎng)、鎳泡沫網(wǎng)、銅網(wǎng)、鐵網(wǎng)中的一種或上述金屬網(wǎng)與導(dǎo)電炭黑壓制成的復(fù)合材料片，該類復(fù)合材料片中金屬網(wǎng)的重量占比為70-98％。

在上述的一種注水發(fā)電露營燈中，所述空氣擴(kuò)散層由乳液與基材組成，所述乳液與基料的總質(zhì)量比例為1:1-1:5，其中，乳液為PTFE乳液或PVDF乳液或PTFE乳液和PVDF乳液，基料為活性炭、乙炔黑、導(dǎo)電碳黑中的一種或幾種組合。

在上述的一種注水發(fā)電露營燈中，所述催化層由乳液、基料及催化劑組成，其中乳液為PTFE乳液或PVDF乳液或PTFE乳液和PVDF乳液；所述基料為活性炭、導(dǎo)電碳黑中的一種與幾種組合；所述催化劑為一氧化錳、二氧化錳、三氧化四錳、氧化鈷、氧化鎳、金屬銀粉、金屬鉑粉中的一種與幾種組合。

在上述的一種注水發(fā)電露營燈中，所述電解質(zhì)液為氯化鈉水溶液，濃度為1％-10％。

在上述的一種注水發(fā)電露營燈中，所述電路接頭為對接端子線、公母端子線、對插連接線、端子線中的一種。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)突出的優(yōu)點(diǎn)是：

1、本發(fā)明注水發(fā)電電池驅(qū)動露營燈，單根鎂棒確保露營燈正常工作60個(gè)小時(shí)，相當(dāng)于12節(jié)5號干電池發(fā)出的電量，同時(shí)該注水發(fā)電電池驅(qū)動露營燈產(chǎn)品有效期可達(dá)25年，使用壽命長，在此期間加入電解質(zhì)液，如鹽水，該露營燈便能正常工作，使用簡單、方便。

2、本發(fā)明采用了低成本、高活性的催化劑，制備出了低成本、高轉(zhuǎn)化的三層空氣電極，未使用現(xiàn)有技術(shù)中的防水膜、防水層，設(shè)計(jì)開發(fā)出一款低價(jià)、使用方便、長壽命、電容量足的鎂空氣電池驅(qū)動露營燈，該燈非常適用于應(yīng)急照明、野外救援、日用照明、戶外照明等。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的示意簡圖。

圖2是本發(fā)明的注水發(fā)電電池模塊的示意圖。

圖3是本發(fā)明的注水發(fā)電電池模塊的主試圖；

圖4是圖3的A-A剖視圖；

圖5是本發(fā)明的注水發(fā)電電池模塊的殼體的示意圖之一；

圖6是本發(fā)明的注水發(fā)電電池模塊的殼體的示意圖之二；

圖7是本發(fā)明的空氣電極的示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面以具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，參見圖1—7：

一種注水發(fā)電露營燈，該露營燈由露營燈照明模塊1與注水發(fā)電電池模塊2兩部分組成，注水發(fā)電電池模塊2與露營燈照明模塊1連接，且注水發(fā)電電池模塊2給露營燈照明模塊1供電。其中露營燈照明模塊1包括安裝座3、設(shè)置在安裝座3上的光源4，本實(shí)施例的光源4為LED燈。如：安裝座3為三角柱結(jié)構(gòu)，在三角柱的每面安裝四個(gè)LED燈，因此，該露營燈照明模塊1一共有十二個(gè)LED燈。在實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)中，LED燈的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了增加反光效果，本實(shí)施例的LED燈還設(shè)置在反光底片5上。且LED燈與調(diào)光開關(guān)6連接，由調(diào)光開關(guān)6控制LED燈的亮光度。本實(shí)施例設(shè)置共有5個(gè)檔位可以調(diào)節(jié)，根據(jù)環(huán)境調(diào)節(jié)LED燈的亮度。露營燈照明模塊1主要承擔(dān)照明功能。

為了保護(hù)光源，所述每個(gè)光源5外部設(shè)置有透光罩；或若干個(gè)光源分組，每組光源5外設(shè)置有透光罩；或整個(gè)安裝座3外設(shè)置有透光罩。透光罩的上下面上也可以設(shè)置反光底片5。

當(dāng)然，露營燈照明模塊1也可以采用其他結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有的各種露營燈都能匹配使用。

為了方便露營者在野外確定方向，在所述安裝座3上或透光罩上設(shè)置有指南針。

具體地，本發(fā)明所述注水發(fā)電電池模塊2包括有殼體7，殼體7上設(shè)置有空氣電極安裝位8，空氣電極9安裝在空氣電極安裝位8上，在殼體7內(nèi)設(shè)置有蓄水空腔10，在蓄水空腔10內(nèi)設(shè)置有電解質(zhì)液11，空氣電極9與電解質(zhì)液11接觸，在殼體7內(nèi)還設(shè)置有鎂電極棒12，鎂電極棒12與電解質(zhì)11液接觸，鎂電極棒12為負(fù)極，空氣電極9為正極，鎂電極棒12與空氣電極9通過電路接頭與露營燈照明模塊1連接。其中鎂電極棒12、電解質(zhì)液11與空氣電極9構(gòu)成了該發(fā)電模塊核心三部件，空氣電極9為最復(fù)雜部件。

其中電路接頭為對接端子線、公母端子線、對插連接線、端子線中的一種。如：EL對接端子線或SM公母端子線或2P對插連接線或XH2.54端子線。

本發(fā)明還可以設(shè)置USB輸出端13，USB輸出端13裝配電路板正負(fù)連接端分別連接注水發(fā)電電池的鎂電極棒12與空氣電極9。USB輸出端13輸出電壓為5-5.5V。

更具體地，所述殼體7包括有上、下部均開口的主體，在主體的下部開口連接有底蓋14，上部開口設(shè)置有上蓋，鎂電極棒12的一端伸出上蓋之外，所述主體為上部為豎直結(jié)構(gòu)的T形結(jié)構(gòu)或是中部為豎直結(jié)構(gòu)的工字形結(jié)構(gòu)，在豎直結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別設(shè)置有空氣電極9。相應(yīng)的蓄水空腔10為T形結(jié)構(gòu)或工字形結(jié)構(gòu)。蓄水空腔10的下部為蓄水與排污空腔，由于氧化還原反應(yīng)不斷消耗水、空氣而生產(chǎn)氫氧化鎂沉淀，下部大空腔可起到蓄水與堆積反應(yīng)產(chǎn)物的作用。本發(fā)明在殼體7外也設(shè)置有外殼20。USB輸出端13設(shè)置在外殼20上。

進(jìn)一步地，當(dāng)本發(fā)明的蓄水空腔10為倒T字形設(shè)計(jì)時(shí)，上下分別有大小兩個(gè)配有水封蓋子的開口，上開口為用于裝配更換鎂電極棒12的電極裝配口，開口直徑35mm,該開口由配有小密封圈與上蓋，封口方式為螺紋封口，安裝完好后不漏水；下開口用于注入電解質(zhì)液11與排出反應(yīng)后的渾水，開口直徑為75mm，該開口配有大號密封圈15與底蓋14，封口方式為螺紋封口，安裝好后封口在有一定水壓的情況下不漏水。

本實(shí)施例的底蓋16內(nèi)部除裝有防止漏水的大號密封圈15外，還可在蓋底20mm處裝上50-200目的不銹鋼過濾網(wǎng)。

當(dāng)蓄水空腔10為工字形設(shè)計(jì)時(shí)，上下分別設(shè)置兩個(gè)大的蓄水腔，中間豎直空腔兩側(cè)貼上空氣電極。下開口的結(jié)構(gòu)與倒T字形設(shè)計(jì)時(shí)的結(jié)構(gòu)相同。蓄水空腔10上下部位恒界面均為圓形蓄水腔，上、下蓄水腔高度分別為30mm與20mm。

更具體地，本發(fā)明所述鎂電極棒12的材質(zhì)為鎂鋁合金、鎂鋁鋅合金(AZ31/AZ61)、鎂鋁錳合金(AM50/AM60)、鎂鋰合金、鎂鐵合金、鎂鈷合金、鎂鎳合金中的一種或幾種組合。在由一種以上的組分組成時(shí)，要求除鎂以外金屬組分比例為1％-50％，具體可以在上述范圍內(nèi)任意取值。

更具體地，本發(fā)明所述空氣電極9包括集流層17、空氣擴(kuò)散層18、催化層19，集流層17與空氣接觸，催化層19與電解質(zhì)液11接觸。

所述集流層17為鎳金屬網(wǎng)、鎳泡沫網(wǎng)、銅網(wǎng)、鐵網(wǎng)中的一種，或者上述金屬網(wǎng)與導(dǎo)電炭黑壓制成的復(fù)合材料片，該類復(fù)合材料片中金屬網(wǎng)的重量占比為70％-98％，具體可以在上述范圍內(nèi)任意取值。

集流層17為直接使用金屬網(wǎng)或者通過金屬網(wǎng)與導(dǎo)電炭黑壓制成的復(fù)合材料片。

所述空氣擴(kuò)散層18由乳液與基料組成，所述乳液與基料的總質(zhì)量比例為1:1-1:5，比例可以在上述范圍內(nèi)任意取值，如：1：1.5或1：2或1：3或1：4等。其中，乳液為PTFE乳液或PVDF乳液或PTFE乳液和PVDF乳液(此時(shí)乳液之間有沒有比例要求)，基料為活性炭、乙炔黑、導(dǎo)電炭黑中的一種或幾種，當(dāng)基料為上述幾種組合時(shí)，所述導(dǎo)電炭黑：乙炔黑：活性炭(均為重量百分比)＝(0-95％)：(0-65％)：(0-35％)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，上述比例中最多只有一個(gè)組分的重量百分比為0。

具體擴(kuò)散層18的基料配比見表1、2：(均為重量百分比)

表1：空氣擴(kuò)散層18的基料配比

表2：空氣擴(kuò)散層的基料具體配比

所述催化層19由乳液、基料及催化劑組成，其中乳液與基料總量與催化劑的比例為1:0.02-1:0.5，比例可以在上述范圍內(nèi)任意取值，如1：0.05或1：0.1或1：0.5等。其中乳液為PTFE乳液或PVDF乳液或PTFE乳液和PVDF乳液；所述基料為活性炭、導(dǎo)電碳黑中的一種或兩種組合，乳液：導(dǎo)電炭黑：活性炭：催化劑(均為重量百分比)＝(1-50％)：(0-95％)：(0-15％)：(0.5％-35％)，其中導(dǎo)電炭黑：活性炭中最多只有一個(gè)的重量百分比為0。

具體乳液與基料、催化劑的配比見表3、4(均為重量百分比)：

表3：乳液與基料、催化劑的配比

表4：乳液與基料的具體配比

所述催化劑為一氧化錳、二氧化錳、三氧化四錳、氧化鈷、氧化鎳、金屬銀粉、金屬鉑粉中的一種與幾種組合，金屬催化劑的配比見表5、6(均為重量百分比)：

表5：金屬催化劑的配比

表6：金屬催化劑的具體配比

本發(fā)明的催化劑選擇了低廉的氧化錳、氧化鎳、氧化鈷系列替代昂貴的Pt/C，鉑合金，銀等貴金屬催化劑，大大降低了注水發(fā)電電池極其相關(guān)產(chǎn)品的成本，大大推進(jìn)了注水發(fā)電電池驅(qū)動露營燈的市場化進(jìn)度。

空氣電極9中的集流層17、催化層19、空氣擴(kuò)散層18構(gòu)成氣體—液體—固體三相界面發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移，從而產(chǎn)生電流。

本實(shí)施例所述電解質(zhì)液11為氯化鈉水溶液，濃度為1％-10％。具體濃度可以在上述范圍內(nèi)任意取值，如2％、3％、6％、8％、9％等。除了NaCl水溶液(鹽水溶液)外，可以適當(dāng)?shù)厥褂霉母鞣N鹽或堿的水類電解質(zhì)溶液。

本實(shí)施例鎂電極棒12直徑為25mm，所用鎂材質(zhì)牌號為AZ91。

另外，本實(shí)施例上蓋上設(shè)計(jì)有孔道供鎂電極棒12伸出，鎂電極棒12通過導(dǎo)電片與螺絲固定進(jìn)行電流傳導(dǎo)。

本實(shí)施例粘貼好空氣電極9后，通過銅片壓住粘貼口的方式進(jìn)行導(dǎo)電，操作簡便、效果明顯。

上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例之一，并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，故：凡依本發(fā)明的形狀、結(jié)構(gòu)、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。