CN214566006U - 一种镁空气电池作为能源的海水浮标 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种镁空气电池作为能源的海水浮标，其包括浮标建筑、镁空气电池以及与镁空气电池连接的电路控制模块；所述的浮标建筑包括浮标框架和设置于浮标框架之上的指示标；所述的浮标框架内包括电池腔室和电路存储腔室；所述的电池腔室的底部设置海水进口，所述的电路存储腔室密封；所述的镁空气电池存放于电池腔室内，其包括镁阳极和空气阴极，镁阳极和空气阴极之间设置电解液腔室，所述的电解液腔室的底部与电池腔室底部的海水进口连通；所述的电路控制模块包括电路控制***和检测***。本实用新型以镁空气电池作为浮标整体功能性的能源提供，大大减少了更换电池的难度，可以通过随时加入镁阳极来提供长久续航。

Description

一种镁空气电池作为能源的海水浮标

技术领域

本实用新型属于新能源领域，具体涉及一种镁空气电池作为能源的海水浮标。

背景技术

目前海上浮标常用铅酸电池以及太阳能电池板作为主要能源进行工作。但是阴雨天气会使得太阳能电池板的工作效率大大下降，同时铅酸电池重量较大，对于浮标这种海上标志型建筑来说是有较大负担的。而空气-氧电池凭借优异的高比能量值和较低的造价无疑从实用性上更符合这种工作环境。空气-氧电池浮标在海上工作时直接选用海水作为电解液，放电产物属于轻金属沉淀物，不会对环境造成污染。而且其优异的比能量值拥有较长的放电时间，且在放电结束后可以通过更换镁合金的方式迅速完成物理充电续航，无论从经济成本还是实用价值上来说都会有较大的优势。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的不足，设计了一种镁空气电池作为能源的海水浮标，具备绿色环保高续航的优势。

具体内容如下：

一种镁空气电池作为能源的海水浮标，其包括浮标建筑、镁空气电池以及与镁空气电池连接的电路控制模块；

所述的浮标建筑包括浮标框架和设置于浮标框架之上的指示标；所述的浮标框架内包括用于存放镁空气电池的电池腔室和用于存储密封型线路(电路模块和线路***)的电路存储腔室；所述的电池腔室的底部设置海水进口，所述的电路存储腔室密封；

所述的镁空气电池存放于电池腔室内，其包括镁阳极和空气阴极，镁阳极和空气阴极之间设置电解液腔室，所述的电解液腔室的底部与电池腔室底部的海水进口连通；

所述的电路控制模块包括电路控制***以及与电路控制***连接的检测***，所述的电路控制***设置于电路存储腔室内。

使用上述浮标时，镁空气电池底部迅速吸收海水并迅速开始工作，为电路控制模块供能。电路存储腔室内的空室部分为浮标提供浮力效果。

进一步，所述的浮标框架为上大下小的梯台形，即其四面为四个上长下窄的倒梯形构成；浮标框架的四周设置电池腔室，中间设置电路存储腔室；所述的镁空气电池为四个独立的单体电池串联，四个独立的单体电池分设于浮标框架四周。

进一步，所述的电池腔室顶部设置可开合的盖子，盖子上设置通气孔，通气孔上优选设置通气网。

再进一步，所述的镁空气电池从外向内依次包括空气阴极、电解液腔室和镁阳极。

优选地，所述的镁阳极的下方通过卡扣结构固定于浮标框架内，具体地，可在浮标框架相应位置设置阳极卡槽，可防止电池滑落，并方便清理和更换。

优选地，顶镁阳极部的阳极柱通过密封卡槽将其引出，用于保证线路连接不会出现被水浸湿而短路的情况；密封卡槽上可设置阳极盖，实现密封和开合。

优选地，所述的空气阴极通过粘接的方式密封于浮标框架外侧的内壁。

进一步，所述的电路存储腔室包括上腔室和下腔室；所述的上腔室为镁空气电池的阴阳极极柱和电路的连接通道，所述的下腔室设有电路控制***。

进一步，所述的电解液腔室的底部设置滤网。滤网的作用之一是可以防止 Mg(OH)₂沉淀物的泄漏，第二个作用是在投入使用时可以直接令海水进入电池内。

进一步，所述的检测***包括海水水温反馈***、微生物检测***，风速测试***中的一种或数种。所述的电路控制模块还包括存储芯片。

再进一步，所述的微生物检测***包括设置于浮标建筑外部下方的微生物检测元件，所述的微生物检测元件通过线路与电路控制***连接。所述的微生物检测元件从浮标底部悬挂接出，同时内接摄像头，摄像头与电路板连接处内置存储芯片，用于记录海洋环境。

再进一步，所述的水温反馈***包括设置于浮标建筑外部下方的水温测试元件，所述的水温测试元件通过线路与电路控制***连接。海水温度检测元件悬挂于浮标底部，内部设有温度传感器，连接至电路板上的接收器中。

再进一步，所述的风速测试***包括设置于浮标上方的风速测试仪，所述的风速测试仪通过线路与电路控制***连接。

优选地，风速测试仪位于浮标上部，通过一根长直杆竖立于浮标表面，长直杆内部中空，外部密封，用于电路传输。长直杆顶部设有指示标，指示标顶端设有风速测试仪，通过内置线路传输至电路板上进行记录。

优选地，指示标内部设有LED灯，作为夜间指路的示牌。

进一步，所述的镁阳极为镁铝锌合金制成。

进一步，所述的空气阴极覆盖阴极盖，用于保护阴极防止受到水压挤压而变形，同时通过镍网引出阴极柱和密封的上腔室相连。

进一步，所述的镁阳极的阳极柱为镀铜或镀镍金属。

进一步，所述的空气阴极的阴极柱为镀铜或镀镍金属。

进一步，所述的浮标框架的上端表面设置太阳能电池。太阳能电池输出连接至腔室内的超级电容器上。太阳能电池的电能汇聚后从下方空腔室将电量存储于超级电容中，在镁阳极消耗过大时，太阳能电池搭配镁空气电池实现长久电量输出。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型以镁空气电池作为浮标整体功能性的能源提供，大大减少了更换电池的难度，可以通过随时加入镁阳极来提供长久续航，同时加入太阳能电池用以解决当镁阳极消耗过大时供电不足的情况。且镁空气电池拥有绿色环保、价格便宜、工作时间长、续航能力强等特点，十分符合当前浮标工作环境。

附图说明

图1为具体实施方式中海水浮标的内部主视图(忽略正方向的正负极)；

图2为具体实施方式中空气阴极的陈列左视图(无视阳极)；

图3为具体实施方式中镁阳极的陈列左视图(无视阴极)；

图4为具体实施方式中海水浮标的俯视图。

图中：1、镁阳极；2、空气阴极；3、电解液腔室；4、上腔室；5、下腔室； 6、电路板及元件；7、指示标；8、滤网；9、微生物检测元件；10、水温测试元件；11、风速测试仪；12、太阳能电池；13、阳极卡槽；14、通气网；15、空心直杆；16、开关按钮；17、阴极柱；18、阳极柱；19、阳极盖。

具体实施方式

以下结合实例对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

一种镁空气电池作为能源的海水浮标，如图1-4所示，包括浮标建筑、镁空气电池以及与镁空气电池连接的电路控制模块。

所述的浮标建筑包括上大下小梯台形的浮标框架，其四周设置电池腔室，中间设置电路存储腔室；所述的电池腔室的底部设置海水进口，所述的电路存储腔室密封；所述的电池腔室顶部设置可开合的盖子，盖子上设置通气孔，通气孔上设置通气网14。

所述的浮标建筑还包括竖立于浮标上表面的空心直杆15，空心直杆15的顶部设有一个形状为三角形的指示标7，指示标7内部设有LED灯，作为夜间指路的示牌；空心直杆15内部中空，外部密封，用于电路传输。

所述的镁空气电池存放于电池腔室内，所述的镁空气电池为四个独立的单体电池串联，四个独立的单体电池分设于浮标框架四周；所述的镁空气电池从外向内依次包括空气阴极2、电解液腔室3和镁阳极1；所述的电解液腔室3 的底部与电池腔室底部的海水进口连通，所述的电解液腔室3的底部设置滤网 8。

所述的电路控制模块包括电路控制***和检测***；所述的浮标建筑上设置用于操控电路控制模块的开关按钮16。

所述的电路存储腔室包括上腔室4和下腔室5；所述的上腔室4为镁空气电池的阴阳极极柱和电路的连接通道，所述的下腔室5设有电路控制***，所述的电路控制***包括电路板及元件6。

所述的空气阴极2通过粘接的方式密封于浮标框架外侧的内壁，其上端设置阴极柱17；空气阴极2覆盖阴极盖，用于保护阴极防止受到水压挤压而变形，同时通过镍网引出阴极柱17和封闭的上腔室4相连。所述的镁阳极1为镁铝锌合金制成，其顶部设置阳极柱18；镁阳极1位于内侧，紧靠电路存储腔室的室壁，其下方用阳极卡槽13将其固定，防止滑落，其顶部的阳极柱18和阴极串联；顶部极柱通过设置于电池腔室顶盖的密封卡槽将其引出，用于保证线路连接不会出现被水浸湿而短路的情况，密封卡槽上设置可拆卸的阳极盖19，将阳极密封。

所述的浮标框架的上端表面设置太阳能电池12，太阳能电池12输出连接至下腔室5内的超级电容器上；太阳能电池12搭配镁空气电池为浮标供能。

所述的电路控制模块设有电路输入端和输出端，输入端包括镁空气电池输入和太阳能电池输入；输出端包括统检测***和存储芯片，检测***包括海水水温反馈***、微生物检测***和风速测试***。

所述的微生物检测***包括设置于浮标建筑外部下方的微生物检测元件9，所述的微生物检测元件9通过线路与电路控制***连接；所述的微生物检测元件9从浮标底部悬挂接出，同时内接摄像头，摄像头与电路板连接处内置存储芯片，用于记录海洋环境。

所述的水温反馈***包括设置于浮标建筑外部下方的水温测试元件10，所述的水温测试元件10通过线路与电路控制***连接；水温测试元件10同样悬挂于浮标底部，内部设有温度传感器，连接至电路板上的接收器中。

所述的风速测试***包括设置于空心直杆15上方的风速测试仪11，所述的风速测试仪11通过线路与电路控制***连接，通过内置线路传输至电路板上进行记录。

使用上述海上浮标时，将微生物检测元件9和水温测试元件10安装至浮标底部，将风速测试仪11安装于空心直杆15的上方。打开电池腔室的盖子放入镁阳极1，将其放在阳极卡槽13上固定，然后盖上盖子和阳极盖19。之后将其放入海中，海水通过下方滤网8进入镁空气电池内部，此时打开开关按钮16，电路开始工作，实施检测。使用后，若底部沉淀物过多，之后清理时需要将滤网8从下方卡槽取出，处理掉内部沉淀物后再挂放入其中继续工作。当镁空气电池工作电压不足时，由太阳能电池12存储的电量从超级电容内部开始输出。同时，发出指令信号，提示更换阳极合金。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种镁空气电池作为能源的海水浮标，其特征在于，包括浮标建筑、镁空气电池以及与镁空气电池连接的电路控制模块；

所述的浮标建筑包括浮标框架和设置于浮标框架之上的指示标(7)；所述的浮标框架内包括电池腔室和电路存储腔室；所述的电池腔室的底部设置海水进口，所述的电路存储腔室密封；

所述的镁空气电池存放于电池腔室内，其包括镁阳极(1)和空气阴极(2)，镁阳极(1)和空气阴极(2)之间设置电解液腔室(3)，所述的电解液腔室(3)的底部与电池腔室底部的海水进口连通；

所述的电路控制模块包括电路控制***以及与电路控制***连接的检测***。

2.根据权利要求1所述的镁空气电池作为能源的海水浮标，其特征在于，所述的浮标框架为上大下小的梯台形，其四周设置电池腔室，中间设置电路存储腔室；所述的镁空气电池为四个独立的单体电池串联，四个独立的单体电池分设于浮标框架四周。

3.根据权利要求2所述的镁空气电池作为能源的海水浮标，其特征在于，所述的镁空气电池从外向内依次包括空气阴极(2)、电解液腔室(3)和镁阳极(1)。

4.根据权利要求3所述的镁空气电池作为能源的海水浮标，其特征在于，所述的镁阳极(1)通过卡扣结构固定于浮标框架内；所述的空气阴极(2)通过粘接的方式密封于浮标框架外侧的内壁。

5.根据权利要求1所述的镁空气电池作为能源的海水浮标，其特征在于，所述的电路存储腔室包括上腔室(4)和下腔室(5)；所述的上腔室(4)为镁空气电池的阴阳极极柱和电路的连接通道，所述的下腔室(5)设有电路控制***。

6.根据权利要求1所述的镁空气电池作为能源的海水浮标，其特征在于，所述的电解液腔室(3)的底部设置滤网(8)。

7.根据权利要求1所述的镁空气电池作为能源的海水浮标，其特征在于，所述的检测***包括水温反馈***，微生物检测***，风速测试***中的一种或数种；

所述的微生物检测***包括设置于浮标建筑外部下方的微生物检测元件(9)；

所述的水温反馈***包括设置于浮标建筑外部下方的水温测试元件(10)；

所述的风速测试***包括设置于浮标上方的风速测试仪(11)。

8.根据权利要求1所述的镁空气电池作为能源的海水浮标，其特征在于，所述的镁阳极(1)为镁铝锌合金制成；所述的空气阴极(2)覆盖阴极盖。

9.根据权利要求1所述的镁空气电池作为能源的海水浮标，其特征在于，所述的镁阳极(1)的阳极柱为镀铜或镀镍金属，所述的空气阴极(2)的阴极柱为镀铜或镀镍金属。

10.根据权利要求1所述的镁空气电池作为能源的海水浮标，其特征在于，所述的浮标框架的上端表面设置太阳能电池(12)。

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