[实用新型]水电池

说明书

本实用新型属于电池类的低压直流电源。

目前，我国大部分农村地区和部分城市还处于没电和少电状况，生活用电极不方便。而目前普遍使用的干电池和蓄电池作为生活照明用电电源时，存在连续使用寿命短或经常需要外部充电等缺点。比如，一般干电池用于照明时的连续使用寿命在3－4小时，电用完后干电池作废被扔掉，浪费很大；对可充电的干电池来说，其作为照明用电电源时一次连续使用时间也只有2－3小时，尔后需对其重新充电。铅蓄电池是用酸液作为导电介质的电池，它在使用一段时间后就需对其重新充电和更换酸液，由于该种电池采用酸液作为导电介质，其极板易受腐蚀，其酸液易污染环境，对人体产生危害。总之，上述电池作为家庭生活用电的电源时，生产使用成本高，并有一个共同的缺陷就是自身不能连续产生电流。

本实用新型的目的就是要提供自身能连续产生电流的低压直流电源。

本实用新型由正极、负极、容器和导电介质组成，其中正极选用焦炭，负极选用金属，水或盐水注入容器内作为正负极间的导电介质。

图1：是水电池的一种结构示意图

图2：是一种用金属容器作为负极的水电池的结构示意图

图3：是水电池串联使用时的一种结构示意图

其中：1－正极    2－导电介质    3－负极    4－导线

5－容器    6－用电器    7－开关    8－导电介质

9－正极    10－导线    11－金属容器    12－导线

13－正极    14－导电介质    15－负极    16－正极

17－开关    18－导电介质    19－负极    20－用电器

21－正极    22－导电介质    23－负极    24－容器

图1所示的的水电池由正极（1）、负极（3）、导电介质（2）和容器（5）组成，正极（1）、负极（3）装分别在容器（5）的两端互不接触，导电介质（2）装于容器（5）中；其中正极（1）选用焦炭，负极（3）选用金属，导电介质（2）是水。如果水电池的容器由金属材料制成时，可直接用其作为电池的负极，图2所示的是一种用金属容器作为负极的水电池的结构示意图。上述水电池的电动势在4伏以内，一般在0.7－2.4伏之间。当在水电池上外接负载后（如图1所示），该水电池两端的电压和其输出的电流开始由大到小逐渐降低，降低到一定值后趋于稳定，并可维持较长的稳定时间，随后电压和电流又从稳定值开始逐渐减小，当电池输出的电流和电压值降低到不能驱动外接负载时，只需断开外接负载，一段时间后，电池的电流和电动势即能自行恢复到稳定值以上，然后又可接上负载继续使用该水电池工作时输出电流的大小和电流、电压稳定值的大小以及其稳定时间的长短与外接负载的大小和作为正极的焦炭与导电介质的接触面积的大小有关，当外接负载一定时，焦炭与导电介质的接触面积越大，该电池输出的电流越大，电流、电压的稳定值越大且其稳定时间也越长。

为了获得较高电动势，可以根据需要将两个以上的按上述方法构成的水电池串联使用，串联时各电池的导电介质是隔开的。图3是水电池串联使用时的一种结构示意图。水电池串联使用时其电流、电压值大小的变化、其输出电流值的大小、其电流、电压稳定值的大小以及电流、电压稳定值维持时间长短的影响因素均与前述的相同；同样，当串联水电池输出的电流和电压值降到不能驱动外接负载时，只需断开外接负载，一段时间后，电池的电流和电动势即能自行恢复到稳定值以上，然后又可接上负载继续使用。

本实用新型还可以根据需要并联使用或串并联混合使用。实用新型中作为正极的焦炭可以根据情况做成块装、板状、条状等各种形状，它一般一次可以连续使用2－3年，到时更换即可，其负极选用锌或铅时发电效果较好；其导电介质还可以是盐水，选用盐水时发电效果较好，导电介质可根据使用情况更换。

本实用新型结构简单，成本低，对环境、人体无害，其最大特点是能自生循环产生电，是一种廉价、实用的直流电源，可解决无电和少电地区的生活用电问题。