[發(fā)明專利]一種內(nèi)外電極均為金屬線的熱電轉(zhuǎn)換電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210472551.9
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN102969443A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張俊;王斌;陳麗
• 申請（專利權(quán)）人: 溧陽市生產(chǎn)力促進中心
• 主分類號: H01L37/00
• 分類號: H01L37/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 查俊奎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱電轉(zhuǎn)換電池。

背景技術(shù)

熱電效應(yīng)是在給物質(zhì)加熱時，可以感應(yīng)出電流來，電流強度隨著熱量的增加而增加的現(xiàn)象。在加熱時能感應(yīng)出電流的物質(zhì)叫熱電效應(yīng)材料，也叫熱電轉(zhuǎn)換材料。用金屬材料作兩極，中間用熱電轉(zhuǎn)換材料將兩金屬材料連接起來，制作而成熱電轉(zhuǎn)換電池。

熱電轉(zhuǎn)換電池是單向?qū)峤Y(jié)構(gòu)，是先把一個金屬電極加熱，然后再由加熱的金屬通過熱電轉(zhuǎn)換材料把熱量傳導(dǎo)給另一個金屬電極。由于單向?qū)峤Y(jié)構(gòu)，使微小的熱粒子向電子轉(zhuǎn)化產(chǎn)生了連續(xù)循環(huán)的電流。由于單向?qū)щ娊Y(jié)構(gòu)，對熱電池中的熱電流起到了正向促進，反向阻止的作用。

熱電轉(zhuǎn)換電池可利用太陽能、熱電廠的余熱、地?zé)岬葻崮苻D(zhuǎn)換為電能，其轉(zhuǎn)換效率主要取決于熱電轉(zhuǎn)換材料以及兩極金屬材料的性能。另外，轉(zhuǎn)換效率也與兩金屬極和熱電轉(zhuǎn)換材料的接觸面積有關(guān)，所以在兩個金屬極與熱電轉(zhuǎn)換材料的接觸面上設(shè)置面積擴大裝置，主要設(shè)置在內(nèi)電極上，從而擴大接觸面積，使熱電轉(zhuǎn)換達到最佳效果。必要時，熱電轉(zhuǎn)換電池還可以并聯(lián)或者串聯(lián)使用，如把若干組熱電池重疊在一起，使熱量得到更充分的轉(zhuǎn)換效果。

但是，現(xiàn)有技術(shù)種熱電轉(zhuǎn)換電池的轉(zhuǎn)換率較低，很難實際應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。因此尋找更合適的熱電轉(zhuǎn)換材料和兩極的金屬材料，提高熱電轉(zhuǎn)換電池的轉(zhuǎn)換率，是本領(lǐng)域亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)轉(zhuǎn)換率低，實際應(yīng)用效果差的問題，提供了一種熱電轉(zhuǎn)換效率高的熱電轉(zhuǎn)換電池。

本發(fā)明的熱電轉(zhuǎn)換電池，包括內(nèi)電極、外電極、以及二者之間設(shè)置的熱電轉(zhuǎn)換材料，其中內(nèi)電極為纏繞在絕緣管上的金屬線，外電極為金屬線，其中，

熱電轉(zhuǎn)換材料3是La(Fe_xHf_yPt_z)₁₃?

其中：x的范圍為0.85～0.90；y的范圍為0.03～1-x；z的范圍為0.005～0.45。

熱電轉(zhuǎn)換材料優(yōu)選為LaFe₁₁Hf_1.55Pt_0.45，LaFe_11.5Hf_1.15Pt_0.45，LaFe_10.75Hf_1.8Pt_0.35，LaFe_10.8Hf_1.85Pt_0.35。

優(yōu)選地，內(nèi)電極和外電極為鐵或銅。

經(jīng)過實驗測試，本發(fā)明的熱電轉(zhuǎn)換電池與現(xiàn)有技術(shù)中已知的熱電轉(zhuǎn)換材料，例如黃鐵礦制成的電池相比，熱電轉(zhuǎn)換效率明顯提高，在20～50℃之間提高10～15％，在50～100℃之間提高20～30％。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的熱電轉(zhuǎn)化電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1沿橫向的截面圖。

圖3為圖1沿縱向的截面圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明，但應(yīng)該理解，實施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，不用于限制其保護范圍。

本發(fā)明的熱電轉(zhuǎn)換電池，包括內(nèi)電極1、外電極2、以及二者之間設(shè)置的熱電轉(zhuǎn)換材料3，其中內(nèi)電極1為金屬線，外電極2為金屬線，如圖1、2、3所示。

該熱電轉(zhuǎn)換電池的制造方法是：用一根金屬線作為內(nèi)電極1，內(nèi)電極1外加熱電轉(zhuǎn)換材料3，然后用另一根金屬線纏繞在熱電轉(zhuǎn)換材料3表面構(gòu)成外電極2，在外電極2和內(nèi)電極1上用連接線6接出接頭，就組成了單式線式熱電池，其是從外向內(nèi)加熱的結(jié)構(gòu)，適合各種普通的熱電轉(zhuǎn)換。

本發(fā)明的內(nèi)電極也稱為發(fā)射極，其接收來自熱電轉(zhuǎn)換材料的電子。外電極也稱為加熱極，其溫度變化后，向熱電轉(zhuǎn)換材料輸送電子，從而將熱電轉(zhuǎn)換材料加熱。由于單向?qū)щ娊Y(jié)構(gòu)，熱電電池中的熱電流起到正向促進、反向阻止的作用。

其中，內(nèi)電極1、外電極2為金屬材料。優(yōu)選為鐵或銅，也可以是鋁或銀。例如內(nèi)電極1選金屬鐵，外電極2選金屬銅。

熱電轉(zhuǎn)換材料3是La(Fe_xHf_yPt_z)₁₃?

其中：x的范圍為0.85～0.90；y的范圍為0.03～1-x；z的范圍為0.005～0.45。