技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于一次電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鎂合金陽極分步釋放型鎂海水溶解氧電池。

背景技術(shù)

鎂海水溶解氧電池或鎂海水電池是一次電池，采用金屬鎂合金作為負(fù)極，以惰性碳電極作為正極，電池采用開放式結(jié)構(gòu)，浸入海水中即可穩(wěn)定工作。利用海水中含有的溶解氧作為陰極活性物質(zhì)在碳正極表面還原發(fā)電。由于該電池的功率主要受限于惰性陰極對氧氣的催化速度，海水中低的溶解氧濃度有限，決定了電池只能以低功率輸出，所以該鎂-海水電池主要用于低功率、長時間運(yùn)行的深海監(jiān)測裝備。電池反應(yīng)為：鎂合金陽極反應(yīng)：Mg→Mg²⁺+2e^-；陰極反應(yīng)：O₂+2H₂O+4e^-→4OH^-；在鎂合金陽極一般金屬M(fèi)g同時還存在自腐蝕過程：Mg+2H₂O→Mg²⁺+2OH^-+H₂。由于海水中溶解氧的含量是無限的，因此電池的容量完全是由鎂合金陽極一側(cè)決定，提升電池能量最簡單的方式就是加長或加粗鎂合金的體積，電池的其它結(jié)構(gòu)可基本不做改變。

鎂-海水電池在深海中應(yīng)用具有諸多優(yōu)點(diǎn)：①電池采用開放式結(jié)構(gòu)，不需要耐壓容器的保護(hù)，電池系統(tǒng)重量和成本大幅度降低；②電池以干態(tài)方式貯存，無自放電，貯存壽命長；③電池在運(yùn)輸過程中，不含電解液和正極活性物質(zhì)，攜帶重量大大減輕；④電池正極活性物質(zhì)來自于海水中的溶解氧，是取之不盡的，且碳電極本身不發(fā)生反應(yīng)，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，電極壽命可長達(dá)十幾年以上；⑤電池本身不含易燃爆的物質(zhì)，安全性能非常好；⑥電池反應(yīng)對海洋環(huán)境生態(tài)不造成任何破壞和影響；⑦作為負(fù)極活性物質(zhì)的金屬鎂材料在我國儲量豐富，廉價易得，利于降低電池成本；⑧可通過簡單的增加金屬鎂棒的體積來提高電池容量和續(xù)航時間；⑩電池可采用機(jī)械再充方式，由水下機(jī)器人對鎂棒進(jìn)行更換，維護(hù)成本相對較低。

經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?00310113951.1、名稱為“鎂海水電池”的發(fā)明專利，電池鎂合金陽極采用鎂合金，惰性陰極采用銅合金、碳鋼、不銹鋼和石墨，結(jié)構(gòu)是以鎂合金陽極圓柱為中心，若干片陰極在其一側(cè)或四周呈放射狀排列，陰極采用片狀并聯(lián)，海水在陰極和鎂合金陽極間盡可能通暢地流動；電池有框架，框架上安裝陰極和鎂合金陽極，框架允許并促進(jìn)海流在陰鎂合金陽極間流動，尤其是在陰極表面流動，以促進(jìn)海水中溶氧快速向陰極表面擴(kuò)散。

申請?zhí)枮?01010563787.4、名稱為“一種溶解氧型海水電池”的發(fā)明專利，電池結(jié)構(gòu)包括電池框架、板狀鎂合金陽極、板狀惰性陰極、集流部件及電流導(dǎo)線，電池框架由上底座和下底座構(gòu)成，上底座和下底座分別由外圓環(huán)及設(shè)置于其中部的固裝件構(gòu)成，固裝件與外圓環(huán)通過絕緣連接件固接，n個板狀鎂合金陽極插置于絕緣連接件上，構(gòu)成圓柱狀或圓臺狀結(jié)構(gòu)，沿外圓環(huán)的徑向方向、于板狀鎂合金陽極間插設(shè)有板狀惰性陰極，板狀惰性陰極固接于上底座和下底座的固裝件與外圓環(huán)上，采用電流導(dǎo)線分別將n個惰性陰極和n個鎂合金陽極串聯(lián)焊接，構(gòu)成電池的陰極和鎂合金陽極，鎂合金陽極由Al、Mg、Li、Zn或其合金，惰性陰極采用碳?xì)帧⑻及濉~合金、碳鋼。

對于鎂海水溶解氧電池，在電流密度小于300mA/cm²時，鎂合金陽極的利用率與電流密度成正比，所以為了提高鎂合金陽極的利用率，應(yīng)盡可能降低鎂合金陽極的表面積、提高電流密度。上述公知技術(shù)中，無論是以鎂合金陽極圓柱為中心，若干片陰極在其一側(cè)或四周呈放射狀排列，還是陰鎂合金陽極交替排列，鎂合金陽極的表面積依然相對偏大，電流密度較小，鎂合金陽極利用率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種降低反應(yīng)中鎂合金陽極的表面積，提高電流密度和鎂合金陽極利用率的一種鎂合金陽極分步釋放型鎂海水溶解氧電池。

本實(shí)用新型包括如下技術(shù)方案：

一種鎂合金陽極分步釋放型鎂海水溶解氧電池，包括均布垂直固裝于上底座和下底座之間的三個鎂合金陽極，均布垂直固裝于上圓環(huán)和下圓環(huán)之間構(gòu)成并聯(lián)連接的復(fù)數(shù)個惰性陰極；上底座和上圓環(huán)之間由復(fù)數(shù)個絕緣連接件固裝成一體，下底座和下圓環(huán)之間由復(fù)數(shù)個絕緣連接件固裝成一體，其特點(diǎn)是：所述三個鎂合金陽極中的兩個鎂合金陽極密封于連接有打開裝置的耐壓塑料密封層中。

本實(shí)用新型還可以采用如下技術(shù)措施：

所述鎂合金陽極與耐壓塑料密封層之間灌有油。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：