[發(fā)明專利]船用海水電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010257475.0
• 申請日: 2010-08-19
• 公開（公告）號: CN101894953A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設計）人: 鐘明華
• 申請（專利權）人: 鐘明華
• 主分類號: H01M6/42
• 分類號: H01M6/42;H01M4/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種利用海水作為電解質溶液的電能發(fā)生器，尤其是涉及一種適應于船舶使用的、可移動的海水電池。

背景技術

海水電池屬于化學電池中的一種，它利用金屬在海水中的氧化還原反應，自發(fā)地將化學能轉變?yōu)殡娔堋?/p>

目前公知的海水電池，無論是直插式或螺旋式結構，大都固定在海域或水域中的特定位置，不能隨著船舶的航行而移動，且存在著結構松散、易撞碎等缺陷，影響到海水電池的應用范圍。

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的，在于設計出一種比各類公知海水電池結構更可靠、且可隨著船舶航行而移動的海水電能發(fā)生器，賦予海水電池以更大的應用范圍和更廣的使用空間。

發(fā)明內容

本發(fā)明在綜合目前公知海水電池基礎上，克服現有電池體積松散、電極板外露等缺陷，揚優(yōu)避劣，力求在精簡電池單位體積的同時，最大限度地使電池與船舶融為一體，減少電池在海水中移動的阻力，且最大限度地提高海水電池的抗腐蝕能力與抗沖撞能力，使產品能夠在復雜海水環(huán)境中安全可靠地運行，真正做到高效、實用。

本發(fā)明所依據的原理主要是電化學原理，特點是：

當將分子活動相對比較活潑的金屬（如鋁）與分子活動相對比較不活潑的導體材料（如銅）同時浸泡于海水之中時，比較活潑的金屬就會與具有電解質溶液特征的海水發(fā)生氧化反應，釋放出電子，成為原電池的負極；從活潑金屬中釋放出來的電子，通過海水定向流向分子活動較為不活潑的導體材料，使該導體材料獲得電子而成為原電池的正極；當兩極之間的電動勢具有電位差時，即產生電能。

原電池形成電能的能力，取決于組成原電池結構物質的電化學反應能力。其中：電能電壓的高低，與電化學反應的速度有關，尤其是與活潑材料的純度、電解質溶液電離子濃度、電解質溶液的溫度有關；電能電流的大小，與參與電化學反應的電極面積大小有關，尤其是與活潑金屬浸泡在電解質溶液中的表面積有關。

兩極材料與電解質溶液之間所進行電化學反應所釋放的化學能，是電池兩極電能的來源；當海水中所含的電離子濃度處于不飽和狀態(tài)時，兩極材料之間的電化學反應就繼續(xù)進行；當海水所含的電離子濃度處于飽和狀態(tài)時，兩極材料之間的電化學反應停止。該原理所引伸出來的意義是：在大自然海水中，所含電離子濃度永遠處于不飽和狀態(tài)，只要浸泡在海水中的兩極材料不消失，兩極材料之間的電化學反應就永遠進行下去。

另外，作為可移動的船用海水電池，除了必須具備一般海水電池的電化學反應機制之外，還必須具備一些能夠適應于船舶航行的特殊要求，使之有較好的可靠性、經濟性，這些特殊要求包括：

1，電池外殼本體必須堅固，結構必須精悍，具有一定的抗沖撞能力與抗腐蝕能力。

2，海水電池應吊裝在船舷底部下端，與船舶本體融為一體，且保持與海水的全面接觸。

3，電池內部電路應有較高的防潮防濕能力，保證電池外電路能夠不因潮濕而短路。

4，電極片與電池金屬外殼之間，必須間隔一定厚度的絕緣層（電解質溶液除外），保證電極片與電池外殼之間不致于產生電流回路。

5，電池必須考慮在海水中移動的阻力問題，其外形應設計為流線體，以使運動阻力處于最小程度。

6，電池外殼主體必須是玲瓏剔透的籠狀框體，以保障作為電解質溶液的海水能夠在電池電極片之間通暢流動。

7，電極片形狀必須依據外殼主體內部空間的形狀而制作，所形成的電極片陣列，必須與外殼內部空間形狀相吻合。

本發(fā)明根據電化學原理及電池海上作業(yè)要求，采用的技術方案是：

⑴產品的負極材料使用鋁金屬板材，該材料分子活動特性較為活潑，能夠在海水中與氯離子、氫氧根發(fā)生電化學反應而釋放出電子，且該材料市場價格較為低廉，取材容易。

⑵產品的正極材料使用銅金屬板材，該材料分子活動特性較不活潑，但能夠在電解質溶液中輕易吸納電子而成為電池的正極，且該材料便于鑄造刨削加工。

⑶使用較為堅固結實的電極固定架，用于并聯連接、固定同一金屬材料的電極片，形成電極片陣列。

⑷將兩個不同金屬材料的電極片陣列相對間插到特定形狀的內籠框架上，生成海水電池正負兩極的電極部件。

⑸將用于間插電極部件的內籠框架，設計為具備特定要求的結構形狀；其特定要求有三：一，外形必須與電池外殼內壁形狀相吻合，使其能夠無縫地嵌套到與電池外殼之中；二，內部結構除了必須能夠緊密固定電極片之外，還必須預留出海水流動的空間，可以讓海水能夠在電極片之間通暢流動；三，框架本體必須為絕緣體，可以使電池外殼與電極片之間保持一定距離，以免產生電流回路。