CN221226382U - 一种水激活应急储备电源 - Google Patents

Abstract

一种水激活应急储备电源，涉及一种应急电源。外壳内部设置发电组件和电路板，发电组件采用密封式电池壳，顶端设置单向阀进水嘴、防水透气单元、正极触点及负极触点，内部设置空气电极片、金属电极片及固态电解质，空气电极片与正极触点连接，金属电极片与负极触点连接，电路板设置正极端子、负极端子、电源开关及输出端口，电源开关和输出端口与正极端子和负极端子连接成供电电路，外壳顶部设置注水口，储水构件安装在注水口能够打开单向阀进水嘴进行注水，外壳底部设置可拆卸的下壳体。固态电解质与水分离，发电组件设置单向阀进水嘴，避免电解液泄漏和使用者接触产生的安全隐患，操作简单。

Description

一种水激活应急储备电源

技术领域

本实用新型涉及一种应急电源，尤其是一种水激活应急储备电源，属于新能源发电技术领域。

背景技术

金属-空气电池是一种以电极电位较负的金属如镁、铝、锌等作为负极活性物质，以空气中的氧气作为正极活性物质的化学电源，具有理论能量密度高、环境友好、安全性高、成本低和贮存寿命长的特点，是一种理想的应急储备电源。该类电池无需充电，使用时加入电解液即可作为电池对外供电，广泛应用于露营、日常停电或者一些紧急场景。

然而，传统的金属-空气电池需要使用者加入电解液进行激活，在电池消耗完后，需要重新更换电极和电解液，操作复杂，期间使用者容易直接接触到电解液，而且注液口和排气孔不具备防漏功能，使用过程中如果发生倾倒会导致电解液的泄露，存在一定的安全隐患。

实用新型内容

为解决背景技术存在的不足，本实用新型提供一种水激活应急储备电源，它采用固态电解质与水分离的形式，并且发电组件设置单向阀进水嘴，避免电解液泄露和使用者接触产生的安全隐患，操作简单，发电组件易于更换。

为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案：一种水激活应急储备电源，包括外壳、发电组件、电路板以及储水构件，所述外壳内部设置发电组件和电路板，所述发电组件外部采用密封式电池壳，其顶端设置单向阀进水嘴、防水透气单元、正极触点及负极触点，其内部设置空气电极片、金属电极片及固态电解质，所述空气电极片邻近密封式电池壳一侧壁设置且该侧壁开设通气口，空气电极片边缘与密封式电池壳密封连接对所述通气口进行隔断，空气电极片顶端设置引脚与所述正极触点连接，所述金属电极片设置引脚与所述负极触点连接，所述电路板设置正极端子、负极端子、电源开关及输出端口，所述正极端子与正极触点接触，所述负极端子与负极触点接触，所述电源开关和所述输出端口暴露在外壳外部并与正极端子和负极端子连接成供电电路，外壳顶部与所述单向阀进水嘴对应位置设置注水口，所述储水构件能够安装在所述注水口上同时打开单向阀进水嘴向发电组件内部注水，外壳底部设置可拆卸的下壳体用于发电组件的更换。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的发电组件采用密封式结构，并且设计为固态电解质与水分离的形式，在注水之前不会形成电解液，并且发电组件设置单向阀进水嘴，使用者操作期间不会直接接触到电解液等反应物，避免电解液泄漏和使用者接触产生的安全隐患，操作十分简单，还设计了照明和散热功能，并且电能消耗完后方便对发电组件进行更换，结构合理实用。

附图说明

图1是本实用新型的水激活应急储备电源的整体结构轴测图；

图2是图1的***图；

图3是储水构件的轴测图，其中：(a)部分为水袋，(b)部分为水瓶。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～图3所示，一种水激活应急储备电源，包括外壳1、发电组件2、电路板3以及储水构件。

结合图1～图2所示，所述外壳1内部用于装载发电组件2和电路板3，为便于拆装维护和内部器件更换，可将外壳1由上至下分为上壳体1-2、发电仓1-1和下壳体1-3三部分，其中，所述上壳体1-2和所述发电仓1-1均为上端封闭下端敞口的罩体结构，发电仓1-1内部用于发电组件2的装载，发电仓1-1顶部用于电路板3的安装，上壳体1-2通过螺钉或卡扣等能够进行拆卸的连接方式罩设固定在发电仓1-1顶部，对电路板3起到防护作用，并且上壳体1-2可设置提手1-23便于本设备整体的携带，所述下壳体1-3同样采用可拆卸的形式便于发电组件2的更换，优选的，在下壳体1-3两相对端设置按压卡扣1-31实现外壳1底部的可拆卸需求，同时，为保证发电组件2在发电仓1-1内部的稳定，避免晃动，宜在下壳体1-3内底面边缘设置多个限位块1-32对发电组件2底部进行支撑定位。

结合图2所示，所述发电组件2外部采用密封式电池壳，发电组件2顶端设置单向阀进水嘴2-4、防水透气单元2-5、正极触点2-6及负极触点2-7，所述单向阀进水嘴2-4用于储水构件的连接向发电组件2内部注水，确保只能够单向注水而液体不能从发电组件2向外排出，所述防水透气单元2-5可以确保气体排出而液体不会泄漏，所述正极触点2-6和所述负极触点2-7用于连接电路板3进行供电。发电组件2内部设置由空气电极片2-2、金属电极片2-3及固态电解质2-8组成的单体电池，所述空气电极片2-2邻近密封式电池壳一侧壁设置且该侧壁开设通气口2-1，空气电极片2-2边缘与密封式电池壳密封连接对所述通气口2-1进行隔断，空气电极片2-2顶端设置引脚与正极触点2-6连接，所述金属电极片2-3设置引脚与负极触点2-7连接，所述固态电解质2-8可采用电解质粉末、电解质颗粒、电解质片或电解质块等任意形式，预封装在淀粉、聚乙烯醇(PVA)或聚乙二醇(PEG)等水溶性材料中。进一步的，为提升发电组件2的供电续航性能或电路板3的能量转化效率，可在密封式电池壳内部串联集成两节以上的单体电池，以两节单体电池为例，其中一节单体电池的空气电极片2-2的引脚与正极触点2-6连接，该其中一节单体电池的金属电极片2-3的引脚与另一节单体电池的空气电极片2-2的引脚电性连接，而另一节单体电池的金属电极片2-3的引脚与负极触点2-7连接，如果单体电池串联节数增加则按照上述方式将增加的单体电池串联在两节单体电池之间，单体电池之间的隔断通过连通孔相连。

结合图2所示，所述电路板3通过螺钉固定在发电仓1-1顶部，电路板3设置正极端子3-1、负极端子3-2、电源开关3-3及输出端口3-5，所述正极端子3-1与正极触点2-6接触，所述负极端子3-2与负极触点2-7接触，从而将发电组件2产生的电能提供给电路板3，产品实际应用中正极端子3-1和负极端子3-2采用具有变形能力的弹针金属弹性件，当然也可以采用弹簧等金属弹性件或者不具有弹性形变的金属件。所述输出端口3-5与电路板3电性连接以实现电能的输出，输出端口3-5应至少包含Micro USB接口、Type-C接口和LightningDock接口中的一种以上，便于对手机等外部用电设备的充电连接，所述电源开关3-3和输出端口3-5与正极端子3-1和负极端子3-2连接成供电电路，用于输出端口3-5输出状态的控制，电源开关3-3和输出端口3-5应暴露在外壳1外部以便于操作。另外，为避免灰尘、杂物等，还可为注水口1-22和输出端口3-5设置防尘胶塞。

结合图2所示，为使储水构件能够与单向阀进水嘴2-4对接，在外壳1顶部的上壳体1-2与单向阀进水嘴2-4对应位置设置注水口1-22，发电仓1-1顶对应位置配合设置护筒1-11实现单向阀进水嘴2-4的引出和定位，所述储水构件能够安装在所述注水口1-22上同时打开单向阀进水嘴2-4向发电组件2内部注水。本实施例中储水构件可采用水袋7或水瓶8，水袋7袋口与注水口1-22通过卡扣连接，且水袋7袋口一体设置顶针部能够打开单向阀进水嘴2-4；所述水瓶8瓶口与注水口1-22通过螺纹连接，且水瓶8瓶口延伸设置支撑部能够打开单向阀进水嘴2-4(为增加通用性，注水口1-22可与市场销售的矿泉水瓶螺纹口进行连接，通过挤压矿泉水瓶同样能够打开单向阀进水嘴2-4向发电组件2内部注水)。此外，为增加密封性能，可在注水口1-22内设置密封垫。

结合图2所示，为增强散热性和透气性，外壳1的发电仓1-1侧壁加工设置散热透气孔，还可在内部设置有散热扇5和温度传感器6，所述散热扇5与供电电路连接并通过所述温度传感器6控制启停，当温度传感器6检测到发电组件2的温度超过设定的最高临界温度时，启动散热扇5工作，当温度传感器6检测到发电组件2的温度低于设定的最适工作温度时，停止散热扇5工作。此外，在应急发电功能的基础上，还可以在外壳1的上壳体1-2内部设置发光器件4，电路板3对应增设照明开关3-4并暴露在外壳1外部，所述发光器件4与供电电路连接并通过所述照明开关3-4控制开关，外壳1与发光器件4对应位置设置透光罩1-21，从而增设照明功能，优选的，通过连续按压照明开关3-4可以使发光器件4在高亮、中亮、低亮、爆闪、SOS求救信号灯和关闭多种模式之间进行切换。

在加水激活前，发电组件2内部不会形成导通的回路，无法输出电能并且无自放电，可以长时间的存储电能，储电时常可达10年以上，通过储水构件向发电组件2内加水激活后，固态电解质2-8溶于水形成电解液，可通过摇晃加速激活过程，发电组件2内部形成导通的回路，发电组件2即可对外输出电能，可通过照明开关3-4开启发光器件4进行照明，可通过电源开关3-3开启输出端口3-5对外部用电设备进行充电，在发电组件2温度过高时为散热扇5供电进行散热，当发电组件2全部电能消耗完后，可打开下壳体1-3对发电组件2进行更换。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的装体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种水激活应急储备电源，其特征在于：包括外壳(1)、发电组件(2)、电路板(3)以及储水构件，所述外壳(1)内部设置发电组件(2)和电路板(3)，所述发电组件(2)外部采用密封式电池壳，其顶端设置单向阀进水嘴(2-4)、防水透气单元(2-5)、正极触点(2-6)及负极触点(2-7)，其内部设置空气电极片(2-2)、金属电极片(2-3)及固态电解质(2-8)，所述空气电极片(2-2)邻近密封式电池壳一侧壁设置且该侧壁开设通气口(2-1)，空气电极片(2-2)边缘与密封式电池壳密封连接对所述通气口(2-1)进行隔断，空气电极片(2-2)顶端设置引脚与所述正极触点(2-6)连接，所述金属电极片(2-3)设置引脚与所述负极触点(2-7)连接，所述电路板(3)设置正极端子(3-1)、负极端子(3-2)、电源开关(3-3)及输出端口(3-5)，所述正极端子(3-1)与正极触点(2-6)接触，所述负极端子(3-2)与负极触点(2-7)接触，所述电源开关(3-3)和所述输出端口(3-5)暴露在外壳(1)外部并与正极端子(3-1)和负极端子(3-2)连接成供电电路，外壳(1)顶部与所述单向阀进水嘴(2-4)对应位置设置注水口(1-22)，所述储水构件能够安装在所述注水口(1-22)上同时打开单向阀进水嘴(2-4)向发电组件(2)内部注水，外壳(1)底部设置可拆卸的下壳体(1-3)用于发电组件(2)的更换。

2.根据权利要求1所述的一种水激活应急储备电源，其特征在于：所述外壳(1)内部还设置有散热扇(5)和温度传感器(6)，所述散热扇(5)与供电电路连接并通过所述温度传感器(6)控制启停，外壳(1)侧壁加工设置散热透气孔。

3.根据权利要求1或2所述的一种水激活应急储备电源，其特征在于：所述外壳(1)内部还设置有发光器件(4)，所述电路板(3)对应增设照明开关(3-4)并暴露在外壳(1)外部，所述发光器件(4)与供电电路连接并通过所述照明开关(3-4)控制开关，外壳(1)与发光器件(4)对应位置设置透光罩(1-21)。

4.根据权利要求1所述的一种水激活应急储备电源，其特征在于：所述固态电解质(2-8)通过水溶性材料进行预封装。

5.根据权利要求1所述的一种水激活应急储备电源，其特征在于：所述下壳体(1-3)两相对端设置按压卡扣(1-31)可拆卸安装在外壳(1)底部，且下壳体(1-3)内底面边缘设置多个限位块(1-32)对发电组件(2)底部进行支撑定位。

6.根据权利要求1所述的一种水激活应急储备电源，其特征在于：所述储水构件采用水袋(7)，所述水袋(7)袋口与注水口(1-22)通过卡扣连接，且水袋(7)袋口一体设置顶针部能够打开单向阀进水嘴(2-4)。

7.根据权利要求1所述的一种水激活应急储备电源，其特征在于：所述储水构件采用水瓶(8)，所述水瓶(8)瓶口与注水口(1-22)通过螺纹连接，且水瓶(8)瓶口延伸设置支撑部能够打开单向阀进水嘴(2-4)。