水電池的制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是涉及一種電池,特別涉及一種加水可產生電的低成本水電池。
【【背景技術】】
[0002]由于環(huán)保意識抬頭,綠色能源的開發(fā)一直是科技的重要發(fā)展目標的一。傳統(tǒng)鎳鎘或鎳氫電池內含的是有毒的化學物質,因此這種電池一旦使用耗盡,均需回收來處理有害物質,且對于毒物的處理也是一大難題,如任意棄置更會嚴重造成環(huán)境污染。因此,有人開發(fā)出完全使用無害物質制成的水電池,其是采用水配合電池中的正負兩金屬電極進行化學反應來產生電力。
[0003]參照臺灣新型專利M275542號及M373571號,其均是采用加水可產生電力的環(huán)保電池,然而,上述專利的水電池或稱鹽水電池所產生的電壓差受到其所采用的正負極金屬之間的電位差的限制,輸出常僅有零點幾伏特而已,供電量非常微弱,并無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,以防止電解質溢出于反應槽外而導致電池失效。
[0004]因此,為了加強水電池的實用性,并有效降低其的生產成本,以達到取代傳統(tǒng)有毒電池的目標,亟需提出一種水電池以有效解決上述的缺失。
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【發(fā)明內容】
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[0005]有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種水電池,其透過模塊化的電極設計串并聯(lián)多個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,進而降低了生產成本,完整地克服傳統(tǒng)水電池的缺點,達到取代傳統(tǒng)有毒電池的目的。
[0006]為達成上述目的,本發(fā)明提供的水電池包括主體、水電池填充物以及電極模塊。所述主體包括多個電池槽,每一電池槽底部開設入水孔,所述多個電池槽排列成二維陣列,所述二維陣列包括多個電池行及多個電池列。所述水電池填充物填充于所述多個電池槽,所述水電池填充物包括電解質。所述電極模塊設置于所述多個電池槽上,用于對每一電池槽提供正極金屬及負極金屬,以形成多個水電池單元,并且用于串聯(lián)及/或并聯(lián)所述多個水電池單元。
[0007]在一優(yōu)選實施例中,所述電極模塊包括對應所述多個電池列的多個串聯(lián)模塊,每一串聯(lián)模塊呈條狀,用于串聯(lián)對應所述電池列的所述多個水電池單元。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極金屬,其中每一組的所述正極金屬及所述負極金屬在所述絕緣體內接觸,且局部突伸于所述絕緣體。另外,所述絕緣體具有多個預裂痕,且每一組的所述正極金屬及所述負極金屬介于兩相鄰預裂痕之間。
[0008]在此優(yōu)選實施例中,所述電極模塊還包括并聯(lián)正極以及并聯(lián)負極,所述并聯(lián)正極設置于所述多個電池行的首行,用于電性連接位于首行的所述多個水電池單元的所述多個正極金屬;所述并聯(lián)負極設置于所述多個電池行的末行,用于電性連接位于末行的所述多個水電池單元的所述多個負極金屬。進一步來說,位于首行的所述多個水電池單元的每一正極金屬與所述并聯(lián)正極之間還可設置二極管;或者位于末行的所述多個水電池單元的每一負極金屬與所述并聯(lián)負極之間還可設有二極管。
[0009]在一優(yōu)選實施例中,所述電解質為粉狀且以吸水材料包覆。
[0010]在一優(yōu)選實施例中,所述水電池填充物為凝膠狀或果凍狀,且所述電解質摻混于其中。
[0011]在一優(yōu)選實施例中的水電池進一步包括多個棉線,所述多個棉線分別設置于所述多個電池槽中且埋設于所述水電池填充物中,每一棉線由所述通孔延伸出所述電池槽外。
[0012]在一優(yōu)選實施例中,每一電池槽底部設有一層吸水樹脂。
[0013]相較于現(xiàn)有技術,本發(fā)明采用的水電池透過陣列方式對多個水電池單元進行串聯(lián)及并聯(lián),而解決了現(xiàn)有水電池供電量微弱的問題。另外,本發(fā)明在每一電池槽底部設置吸水樹脂,當電池槽從入水孔吸入一定量水份之后,吸水樹脂將會膨脹使得電池槽內壓力加大,進而減緩吸水的速度,甚至阻止水份繼續(xù)吸入,而減緩電解液的流出,藉此延長了水電池的壽命。由上可知,本發(fā)明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。
[0014]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂,配合所附圖式,作詳細說明如下:
【【附圖說明】】
[0015]圖1為本發(fā)明的一優(yōu)選實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為本發(fā)明的一優(yōu)選實施例的剝離串聯(lián)模塊的立體示意圖。
【【具體實施方式】】
[0018]本發(fā)明的數(shù)個優(yōu)選實施例借助所附圖式與下面的說明作詳細描述,在不同的圖式中,相同的元件符號表示相同或相似的元件。
[0019]請參照圖1及圖2,圖1為本發(fā)明的一優(yōu)選實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,上述式圖僅為說明用途,其并未以實際比例繪制。
[0020]本實施例的水電池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包括多個電池槽122,每一電池槽122底部開設入水孔123。具體來說,入水孔123用于透過虹吸現(xiàn)象將主體120外部的水吸入電池槽122內。需注意的是,本實施例的水電池10還包括設置于本體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,所述多個電池槽122排列成二維陣列,所述二維陣列包括多個電池行及多個電池列。在此實施例中,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,本發(fā)明并不限于此,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填充于所述多個電池槽122,所述水電池填充物140包括電解質,其中電解質包括酸類、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(學名氫氧化鈣Ca(OH)2)、燒堿(學名氫氧化鈉(NaOH))、氨水(學名氫氧化銨(NH4OH))等;鹽類包括食鹽(學名氯化鈉(NaCl))、硝酸鉀(KNO3)、硫酸銅(CuSO4)等。
[0022]在一優(yōu)選實施例中,如圖2的第一格電池槽122所示,所述電解質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,且所述電解質摻混于其中。值得一提的是,所述多個電池槽122內還設有多個棉線150,所述多個棉線150分別設置于所述多個電池槽122中且埋設于所述水電池填充物140中,且每一棉線150由所述通孔123延伸出所述電池槽122外,用于將水吸入電池朝內。在第一格電池槽122所繪示的例子中,粉狀的電解質142還包裹住棉線150的一端,使得電解質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,簡稱SAP),SAP是一種能夠吸收并保留相對于其本身質量要大得很多的液體的新型功能高分子材料,如聚丙烯