发电瓶及其发电瓶盖的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池，尤其涉及一种发电瓶及其发电瓶盖。
【背景技术】
[0002]目前日常生活中大量使用化学电池。在化学电池中，化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果，这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成，如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。正极活性物质由电位较正并在电解质中稳定的氧化剂组成，如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物，氧或空气，卤素及其盐类，含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料，如酸、碱、盐的水溶液，有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等。
[0003]当外电路断开时，两极之间虽然有电位差(开路电压)，但没有电流，存储在电池中的化学能并不转换为电能；当外电路闭合时，在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。同时在电池内部，由于电解质中不存在自由电子，电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应，以及反应物和反应产物的物质迀移。电荷在电解质中的传递也要由离子的迀移来完成。因此，电池内部正常的电荷传递和物质传递过程是保证正常输出电能的必要条件。
[0004]通常使用的化学电池为出厂即可使用，即生产时便把容器、电解质溶液、电极按一定的方法组合在一起。这样的电池具有自放电的特性，放置一段时间后电量会下降，且装有电解质溶液使电池本身较重。
[0005]若能开发一种可组装的电池，便于携带，不含电解质而避免了自放电的问题，并可根据需要随时配制电解质溶液，则应具有广阔的应用前景。
【发明内容】
[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种发电瓶及其发电瓶盖。
[0007]具体来说，本发明提供了一种发电瓶盖，包括盖体、中隔和电极;将所述盖体盖于相应的瓶体后近瓶体内的一侧定义为所述盖体的内侧、另一侧定义为外侧，则所述中隔延伸于所述盖体内侧，所述电极的至少一部分位于所述盖体的内侧并由所述中隔彼此隔开，所述中隔为绝缘材料制成;所述电极包括至少一个阴极和至少一个阳极，所述阴极和所述阳极相互串联或并联。
[0008]进一步地，所述发电瓶盖还包括穿过所述盖体的导线，所述电极完全位于所述盖体的内侧并与所述导线相连。电极完全设于盖体内侧使其在工作中与电解质溶液完全接触，利用率高。
[0009]进一步地，所述电极嵌于所述盖体，其位于所述盖体外侧的部分用于连接外部电路。
[0010]进一步地，所述阳极为铝、锌、镁或其他活性高的金属元素及其合金。较活泼的金属在化学反应中容易失去电子，适合作为阳极即电池负极的材料。
[0011]优选地，所述阳极由铝、锌、镁或其合金制成。
[0012]进一步地，所述阴极为石墨、活性炭和其他金属活性低的金属(如铜等金属)的混合物制成。
[0013]优选地，所述阴极为石墨和活性炭的混合物。活性炭材料适于吸附空气或纯氧，将其中的氧气作为阴极、即电池的正极的活性物质;石墨导电性好。
[0014]优选地，所述盖体设有用于连接普通矿泉水瓶瓶口的内螺纹。
[0015]本发明还提供了一种连接有上述发电瓶盖的发电瓶，包括瓶身，所述瓶身装有电解质固体包。电解质固体包由多孔材料包装，如滤纸、丝绸或无纺布等，内装粉末状电解质固体，从而固体粉末不会因搬运而四处分散。该电解质固体包可与发电瓶盖一并提供，必要时真空包装从而隔绝外界环境，启用注水前各部分尤其是电解质是干燥的且不会变质，可以长期保存。
[0016]进一步地，所述电解质固体包装有氢氧化钠、氯化钠、氢氧化钾或氯化钾固体。
[0017]本发明提供的发电瓶及其发电瓶盖便于生产、重量轻便于携带，在需要时才配制电解质溶液并投入使用，有效避免了自放电的问题;在特殊情况下，只要使用获取的水配制电解质溶液即可产生电能，对水质并无特殊要求，方便在恶劣的条件下使用;尤其是发电瓶盖可与普通矿泉水瓶的瓶身配合使用，十分便利。
[0018]以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0019]图1是本发明一种发电瓶盖的盖体及中隔结构示意图；
[0020]图2是在图1中的盖体上连接电极以后的发电瓶盖的结构示意图；
[0021 ]图3是本发明一种发电瓶盖的总体结构示意图；
[0022]图4是带有内螺纹、可连接于普通矿泉水瓶瓶身的一种发电瓶盖结构示意图；
[0023]图5是本发明一种发电瓶盖的爆炸结构示意图，其中较图4中发电瓶盖增加了流量调节阀；
[0024]图丨-图5中，卜盖体，n-开孔，2-中隔，21-外筒，3-电极，31-阴极，32-阳极，33-电极连线，4-导线，5-流量调节阀，51-阀片，52-阀体。
【具体实施方式】
[0025]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0026]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0027]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0028]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0029]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0030]实施例一
[0031]如图1所示是一种发电瓶盖的主体，其中盖体I和中隔2由绝缘材料一体成型，盖体I为稍扁的柱状，截面为十字形状的中隔2延伸于其一侧，形成四个分隔。在其中相邻的两个分隔中的盖体I上设有贯通的开孔11。
[0032]在由中隔2分隔成的四个分隔中置入电极3，分别为阴极31和阳极32。阴极31材料为石墨和活性炭的混合物，阳极32材料为锌。阴极31、阳极32分别间隔设置，并顺次用电极连线33连接导通。活性炭材料适于吸附空气，将其中的氧气作为阴极(相对于电池来说为正极)的活性物质;石墨导电性好。
[0033]图3为装配完成的发电瓶盖的结构示意图，导线4穿过开孔11，将没有直接通过点击连线33相连的一对阴极31和阳极32连出，与阴极31相连的导线作为电池的正极，与阳极32相连的导线作为电池的负极。导线4和开孔11之间密封。
[0034]向与盖体I相配合的瓶子中投入电解质固体包，固体包内装有粉末状氢氧化钠固体。注入适量水后氢氧化钠固体溶解，形成电解质溶液，盖上盖体1，倒转瓶体使阴极31和阳极3 2均与电解质溶液接触，则此时电解质溶液与各电极共同形成了锌空气电池，反应的化学方程式如下:
[0035]负极:Zn+20H—=Zn0+H20+2e—
[0036]正极:0.502+H20+2e—=20H—
[0037]总反应:2Zn+02= 2Zn0
[0038]由此可见，电解液不会发生消耗，阳极32