[發明專利]基于海洋浮臺用雙多孔碳陰極鎂合金溶解氧海水電池裝置

有效

• 申請號: 202110578489.0
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113363498B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 王方舟;李福晗;熊鉑;譚建宇;蔡春偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: H01M4/64
• 分類號: H01M4/64;H01M4/06;H01M6/34
• 代理公司: 北京專贏專利代理有限公司 11797
• 代理人: 陳進

本發明適用于海洋設備相關領域，提供了基于海洋浮臺用雙多孔碳陰極鎂合金溶解氧海水電池裝置，所述裝置包括若干雙多孔碳陰極鎂合金溶解氧海水電池單元，所述雙多孔碳陰極鎂合金溶解氧海水電池單元包括：金屬陽極；惰性陰極，對稱設置于金屬陽極兩側；殼體機構，分別設置于金屬陽極和惰性陰極的外側；以及夾板機構，設置于殼體機構上且分別設置于金屬陽極和惰性陰極的兩側，用于金屬陽極與惰性陰極固定以及作為集流件；位于兩側惰性陰極外側面的所述殼體機構上均勻開設有若干進水孔以用于使海水通過與電極接觸從而進行電極反應；解決了現有鎂合金溶解氧海水電池為海洋浮臺周圍小型海洋工程設備提供電能補給的問題。

技術領域

本發明屬于海洋設備相關領域，尤其涉及基于海洋浮臺用雙多孔碳陰極鎂合金溶解氧海水電池裝置。

背景技術

海洋工程裝備對于我國開發利用海洋資源、發展海洋經濟具有重要意義，為其提供長期穩定的電力供給，成為開發利用海洋資源的關鍵。為滿足海洋裝備正常運行的要求，海洋浮臺整合發電、儲能及電能管理技術，為海洋裝備提供電力供應。海水電池適應海洋環境的工作要求，具有長壽命、低維護成本的優點，其中鎂合金溶解氧海水電池近年來被逐漸應用于海水電池領域。

鎂溶解氧海水電池的陰極作為發生氧化反應的區域，溶解氧通過擴散過程達到反應區域完成還原反應。因此，電池陰極既作為反應區域，又為氧氣的擴散提供通道，是海水電池重要組成部分。海水中溶解氧的濃度為0.2~0.3×10^-3mol/L，較低的濃度限制了海水電池陰極電化學反應的速率，因此，氧氣在多孔電極內部的傳質成為影響海水電池性能的重要因素。

現有石墨、碳纖維等材料一般用作鎂溶解氧海水電池的陰極，但采用該類陰極的鎂溶解氧海水電池放電電流小、反應速率慢、穩定性較差，難以為海洋工程設備提供電能供給，以及因單體電池放電容量及放電電壓限制、放電過程的不穩定性以及更換維修工序復雜等因素，海水電池難以直接安裝在海洋設備上使用。因此，需要提供一種借助海洋浮臺能夠為浮臺周圍小型海洋工程裝備提供可靠電能供應的海水電池裝置。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供基于海洋浮臺用雙多孔碳陰極鎂合金溶解氧海水電池裝置，旨在解決鎂合金溶解氧海水電池為海洋浮臺周圍小型海洋工程設備提供電能補給的問題。

本發明實施例是這樣實現的，所述裝置包括若干雙多孔碳陰極鎂合金溶解氧海水電池單元，所述雙多孔碳陰極鎂合金溶解氧海水電池單元包括：

金屬陽極；

惰性陰極，對稱設置于金屬陽極兩側，用于與金屬陽極相互配合以構成電池結構；

殼體機構，分別設置于金屬陽極和惰性陰極的外側，用于金屬陽極和惰性陰極的定位；以及

夾板機構，設置于殼體機構上且分別設置于金屬陽極和惰性陰極的兩側，用于金屬陽極與惰性陰極固定以及作為集流件；

位于兩側惰性陰極外側面的所述殼體機構上均勻開設有若干進水孔以用于使海水通過與電極接觸從而進行電極反應。

優選地，所述金屬陽極呈板狀結構；所述惰性陰極呈片狀結構。

優選地，所述殼體機構包括大殼體、小殼體以及開設于大殼體和小殼體上的螺栓孔；

所述小殼體一側嵌入大殼體內，所述金屬陽極和惰性陰極均分別設置于大殼體和小殼體之間，所述螺栓孔用于通過螺栓以固定金屬陽極和惰性陰極構成電池結構。

優選地，所述夾板機構包括用于固定惰性陰極的厚夾板和用于固定金屬陽極的薄夾板；

所述惰性陰極設置于對稱設置的厚夾板之間，所述金屬陽極設置于對稱設置的薄夾板之間，所述厚夾板和薄夾板均分別設置于大殼體和小殼體之間。

優選地，所述厚夾板和薄夾板均為上部和下部寬且中部窄的片狀結構。