栅闸式海水电池制造技术

?本发明专利技术涉及一种利用海水作为电解质溶液的电流发生装置，尤其是涉及一种使用栅闸式结构的海水电池。本发明专利技术产品由电极模块、浮箱模块组成，使用价格低廉的石墨板材为电池正极，使用分子活动活泼的铝型材板为电池负极，浮箱设置为多格封闭的密封体，最大程度地降低产品的生产成本和运行成本，最大可能地提高产品的运行效率和维护效率，具有造价低廉、工作可靠、维护简便、适应性强、使用时间长、应用范围广等特点，可广泛应用于海上作业、海上航运、海上娱乐等行业，以及适应在抗灾防灾、野外应急、无线定位等场合的使用，具有广阔的市场应用前景和较高的经济实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用海水作为电解质溶液的化学电池，尤其是涉及一种使用直插 式电极板、栅闸式框架结构的海水电能发生器。
技术介绍
海水电池是化学电池中的一种，它利用金属在作为电解质溶液的海水中的氧化还 原反应，自发地将化学能转变为电能。目前公知的海水电池，无论是直插式或螺旋式结构，大都采用电解铝作为阴极电 极板，采用电解铜作为阳极电极板，造价较为昂贵，且存在着供电时间短、拆卸、更换较为困 难等缺陷，影响到海水电池的工作时间和应用范围。专利技术目的本专利技术的目的，在于设计出一种比各类公知海水电池成本更为低廉、维护更为便捷、工 作时间更为长久、且可大规模阵列使用的海水电流发生器，赋予海水电池以更大的应用范 围和更宽广的使用空间。
技术实现思路
本专利技术在综合目前公知海水电池基础上，克服现有电池的缺陷，扬优避劣，推陈出 新，力求在减轻单位体积、提高延长电池工作时间的同时，最大限度地降低电池生产成本和 运行成本，设计出一种以自然海水作为电解质溶液、且结构尽可能简单、成本尽可能低廉， 维修尽可能便捷、能够循环使用、阵列使用的电流发生器。本专利技术所依据的原理是电化学原理，主要特征是当将分子活动相对比较活泼的金属(如锌、铝等)与分子活动相对比较不活泼的导体材 料(如铜、石墨等)同时浸泡于海水之中时，比较活泼的金属就会与具有电解质溶液特征的 海水发生氧化反应，释放出电子，成为原电池的负极；从活泼金属中释放出来的电子，通过 海水定向流向分子活动较为不活泼的导体材料，该导体材料即获得电子而成为原电池的正 极；当两极之间的电动势具有电位差时，就产生电能。原电池形成电能的能力，取决于组成原电池结构物质的电化学反应能力。其中电 能电压的高低，与电化学反应的速度有关，尤其是与活泼材料的纯度、电解质溶液电离子浓 度、电解质溶液的温度有关；电能电流的大小，与参与电化学反应的电极面积大小有关，尤 其是与活泼金属浸泡在电解质溶液中的面积有关。两极材料与电解质溶液之间所进行电化学反应所释放的化学能，是电池两极中的 电能来源；当海水中所含的电离子浓度处于不饱和状态时，两极材料之间的电化学反应就 继续进行；当海水所含的电离子浓度处于饱和状态？？时，两极材料之间的电化学反应停 止。该原理所引伸出来的意义是在大自然海水中，所含电离子浓度永远处于不饱和状态， 只要浸泡在海水中的两极材料不消失，两极材料之间的电化学反应就永远进行下去。根据上述原理，我们可以设计和生产出各种类型不同的化学电池，包括本专利技术所 述的栅闸式海水电池，使之能够在日常生活生产中发挥出应有的作用。本专利技术根据原理而采用的技术方案是(1)产品的负极材料使用铝金属，该材料分子活动特性较为活泼，能够在海水中与氯离 子、氢氧根发生电化学反应而释放出电子，且该材料市场价格较为低廉，取材容易。⑵产品的正极材料使用石墨板材，该材料分子活动特性较不活泼，但能够在电解 质溶液中轻易地吸纳电子而成为电池的正极，且该材料价格低廉，便于刨削加工。⑶将正负极零件均圆角长方体，以便于零件的加工制作，尤其便于使用价格低廉 的熔铸铝制作成电池的负极板。⑷在石墨电极板两个大的立面上设置定位槽，在铝电极板两个大的立面上设置限 位槽，使这些电极板便于固定在特定位置，不致于左右摇晃，或失去平衡。 (5)在所有电极板上端左右两角设置吊装孔，便于电极板的安装和更换；必要时，用 于电极板位置的固定。(6)栅闸板根据电极板的水平截面形状而确定自己的水平截面形状，与电极板的定 位槽、限位槽、吊装孔相配合，确保电极板能够有序地定距地安插到海水电池中，不致于左 右摇摆或脱落；同时，栅闸板最大限度地预留出电极板沉浸海水的空间，确保电极板之间的 电化学反应顺利进行。(7)将承载电极板的浮箱设计为多个独立小格的联合体，除中心小格用于悬挂电极 板外，其余小格均为独立的密封体(共用箱体顶板)，以规避箱体破裂沉没的风险；必要时， 各密封小格填充泡沫塑料，确保海水电池不致因为浮箱破裂而沉没。(8)浮箱维护罩使用弹性的封口扣，一方面防止海水从浮箱顶板灌入渗透，另一方 面便于操作人员对海水电池内部的检查维护。与目前公知的海水电池相比，本专利技术所形成的海水电池，可以取得下列有益效 果1，成本低廉——本专利技术产品的消耗品铝电极板可直接使用废旧铝金属熔化浇铸，成本 低廉。2，制作简易一一本专利技术产品仅由电极板、浮箱两个模块组成，结构简单、制造简易ο3，工作可靠——本专利技术产品结构紧凑，浮箱独立分格，解决了箱体因破裂渗水沉 没的问题；同时因为产品悬浮浸泡于水中，几乎不受日光照射和潮汐涨落、波浪起伏的影 响，工作稳定可靠。4，适应性强——产品不但可以在含盐浓度高的海域中使用，而且可在一切具有氯 化钠(NaCI)、氯化钾(KGI)等金属盐成分的海域、水域、井水甚至是箱桶中使用。5，使用时间长——产品在海水中的连续工作时间可达半年到一年，所消耗的只是 作为负极活泼材料的铝金属和作为电解质溶液的海水。由于海水在自然界取之不尽，故用 户只需配备足够的铝电极板，即可多次反复使用，单机寿命长达六年以上。6，应用范围广——产品除了单机可用作一定量的照明、信号电源之外，多个单机 有序组合可形成规模宏大的发电阵列，广泛应用于海上作业、海水养殖、海上救生、海上航 运、海上娱乐等行业，以及适应抗灾防灾、野外应急、无线定位等使用需要。另外，本专利技术产品还有使用简单、工作环境安静，工作效率高等特点，市场空间广 阔，具有极高的经济附加价值和社会价值。下面，结合一实施例及附图，对本专利技术作进一步说明。附图说明图1，是本专利技术一实施例的结构组织图。图2，是本专利技术一实施例产品的全剖示意图。图3，是本专利技术一实施例产品的电极板示意图。图4，是本专利技术一实施例产品的电极模块零件示意图。 图5，是本专利技术一实施例产品的浮箱模块零件示意图。图6，是本专利技术一实施例产品装配成型后的立体示意图。具体实施例方式本专利技术作为一项产品技术方案，通过相应模块的组合，可得到具体实施，产品中的 组织结构如图1所示。图1中，本专利技术所述的盘旋式海水电池，由定位栓、电极、浮筏三个模块组成；不同 的模块又包含着不同的部件，其中 电极模块——包含石墨电极组、铝电极组、连接线组三个部件。 浮箱模块——包含浮箱、维护罩两个部件。产品中每个部件，均包含着若干种零件；某些关键零件，又包含若干个关键的组成 部分，其中 石墨电极组部件包含着石墨板材和铜帽两种零件；每个石墨板材零件包含着石墨 板、定位槽、吊装孔三个组成部分。 铝电极组部件包含着多个铝型材零件，每个铝型材零件包含着铝型材板、限位 槽、吊装孔三个组成部分。 连接线组部件包含着电极连接线、连接螺丝、电流引出线、接线柱四种零件。 浮箱部件包含着箱体、栅闸板、箱体顶板、紧固螺丝、阵列定位销五种零件，箱体 顶板又包含着顶板、维护口、顶板封口扣三个组成部分。 维护罩部件包含罩盖、防水垫圈两种零件，罩盖零件包含罩盖顶板、罩盖封口 扣、罩盖把手三个组成部分。各个零件在实施例产品结构中的相互方位关系如图2所示。图2中，海水电池由栅闸板(1)、石墨板(2)、铝型材板(3)、箱体(4)、顶板(5)、接 线柱(6)、电流引出线(9)、防水垫圈(10)、罩盖顶板(11)、罩盖封口扣(12)、阵列定位销 (13)、紧固螺丝(14)等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种栅闸式海水电流发生器，由电极、浮箱两个模块组成，其特征是：电极模块垂直悬挂于浮箱模块正中下方，定距安插于浮箱模块的栅闸板中，与浮箱模块形成约束与被约束、定位与被定位的关系。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟明华，
申请(专利权)人：钟明华，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]