[发明专利]一种金属水电池

权利要求书

1.一种金属水电池，其为单电池，或为2节以上的单电池采用串联、并联、串并混联中的一种连接方式进行连接而成电堆；所述单电池包括于一单电池壳体中左右相对设置的金属阳极、载有析氢催化剂阴极、及设置于所述金属阳极和载有析氢催化剂阴极之间的隔膜，其特征在于：

所述单电池壳体的下部设置有一产物存储腔，金属阳极、载有析氢催化剂阴极、及隔膜位于产物存储腔上方；

所述产物存储腔为伸缩式腔体，或为软囊结构。

2.如权利要求1所述金属水电池，其特征在于：所述金属水电池阳极为金属镁、或为金属镁与锡、铟、锌、汞中一种或两种以上组成的合金；所述隔膜为聚合物无纺多孔膜材料，隔膜孔径小于等于0.1um；所述隔膜为聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚乙烯醇膜、Nafion膜、亲水PTFE膜中的一种；

所述析氢催化剂的活性成份为过渡金属硫化物、过渡金属磷化物、过渡金属氮化物、过渡金属、二种以上过渡金属的合金中的一种或两种以上；所述载有析氢催化剂载体为泡沫镍、镍网、碳纤维毡中的一种，活性成份于催化剂上的质量担载量5%-40%。

3.如权利要求1所述金属水电池，其特征在于：所述水电池为封闭式结构或开放式结构；所述金属水电池为封闭式结构时，所述产物存储腔的体积与单电池阳极的体积比大于5:1，此时水存储于阳极与所述阴极之间；所述金属水电池为开放式结构时，所述产物存储腔的体积与单电池阳极的体积比大于1:10，此时水于阳极与所述阴极之间流动。

4.如权利要求1所述金属水电池，其特征在于：

所述产物存储腔为伸缩式腔体是指：金属阳极、载有析氢催化剂阴极、及隔膜处于下端开口的单电池壳体内，产物存储腔为一滑动上端开口下端密闭的容器；单电池壳体下开口端穿套于容器上开口端内部，单电池壳体下开口端可沿容器内壁面沿上下方向滑动，单电池壳体下开口端与容器内壁面间密闭可滑动连接；

所述产物存储腔为软囊结构是指：金属阳极、载有析氢催化剂阴极、及隔膜处于下端开口的单电池壳体内，产物存储腔为一柔性防水材料制备的上端开口的容器；单电池壳体下开口端与容器上开口端密闭连接。

5.如权利要求4所述金属水电池，其特征在于：

于所述伸缩式腔体的底面上设置有一供产物排出的斜面，斜面底端设有一排料口；于所述软囊腔体底部设置有一排料口。

6.如权利要求5所述金属水电池，其特征在于：于所述伸缩式腔体的底面为倒梯形或倒圆锥台形，梯形的上底角或圆锥锥角为大于14°且小于90°的角，于倒梯形或倒圆锥台形底部设有一排料口。

7.如权利要求5或6所述金属水电池，其特征在于：

所述排料口设有一密封塞，密封塞的横截面与排料口形状相同，且密封塞的侧壁面至少有一个面为水平面成锐角的斜面；

当所述产物存储腔为伸缩式腔体或软囊腔体时，所述密封塞上设有拉力弹簧制成的开合机构，弹簧的一端与密封塞固接，另一端与产物存储腔固接，所述弹簧初始状态受拉使密封塞完全贴合于排料口上，在产物沉积在密封塞上产生应力使弹簧变形，使密封塞远离排料口，产生排产物通道，产物沿密封塞斜面排出，当无产物作用时，弹簧受拉恢复原位，开合机构闭合；

或，当所述产物存储腔为软囊结构时，密封塞为形状记忆合金，所述记忆合金外侧缠绕或内部设有电阻丝，通过时间继电器或温控继电器给出间歇加热信号，使记忆合金在电阻丝的加热下发生形变或恢复原位，打开单电池底部产物排出孔，排出产物。

8.如权利要求5或6所述金属水电池，其特征在于：所述金属水电池为2节以上的单电池采用串联或串并混联中的一种方式连接时，所述单电池产物存储腔底部的产物排出口设有一段管路，作为防短路流道。

9.如权利要求1所述金属水电池，其特征在于：于所述单电池壳体上设有排气口，排气口处设置有排气管道，排气管道一端与排气口相连，另一端作为放空口，排气口和放空口之间的排气管道上至少有一处所在的水平位置高于放空口所在的水平位置；形成排气的防短路流道。