釆用1个或n个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置的制造方法
釆用1个或n个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，属 于电解水与节能环保技术领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着无膜电解水技术突破性的发展，无膜电解水装置正在迅速普及，饮用 较高品质电解水尤其是高负电位高含氨量的电解负氨水为许多人带来了健康福音，"畅饮 负氨水，健康乐百岁"正在梦想成真，成为千千万万人的感同身受。但目前流行的采用电池 供电的无膜电解水装置尤其移动式、便携式无膜电解水装置，普遍存在着电池电能利用效 率低的问题，原因在于该些装置均采用了电池电压变换器（即DC-DC变换器），电池电压 经电压变换器变换之后，再给电解电极供电，W满足电解水工艺需要的较高电压，例如：单 节裡电池输出电压约4. 2V，而一般无膜电解水工艺要求30V左右电压，因此需要将裡电池 4. 2V电压通过DC-DC变换器升至30V，该一变换使得电池应用效率低于30 %，造成电池能量 的极大浪费，也增加了环境污染。发明人在多年从事无膜电解水技术研究基础上，发现随着 无膜电解水技术头创新，电解水电压要求在逐渐降低，而串联电池充电技术也在提高，给电 解水电解电源供电方式提供了技术创新的一定基础。发明人经过反复研究实验，提出了本 发明采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置。迄今为止，未 见有类似电解水装置问世，由于本发明彻底擬弃所有类似电解水装置惯用的低效能的电压 变换技术，采用高效充电、高效直接供电技术，使得电池电解水能效提高了 3~10倍乃至更 多倍，为无膜电解水装置尤其移动式、便携式无膜电解水装置普及应用拓展了广阔的市场 空间，具有重要的技术与市场价值。
【发明内容】
[0003] 本发明采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，其 主要内容为；采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，特征 为；包含1个电池或N个串联的电池，N为大于1的整数；无膜电解水电极组件；控制电路； 由控制电路控制电解水工作启动与关闭；在电解水过程中，电池由控制电路控制，直接给无 膜电解水电极组件供电，对电极组件阴阳电极间隙中的水进行电解；在装置采用充电电池 时，在装置内设充电电路给电池充电，或外接充电器给电池充电。本发明突破了此前所有采 用电池供电的电解水装置采用电池电压变换技术，电池能量利用效率低的重大局限，极大 提高电池能量利用效率，实际检测对比验证：本发明电池能量利用效率比原采用电池电压 变换升高方法提高了数倍至十多倍。实验装置试用者的切身体会是；原使用低效能装置感 觉总是要频频充电，现使用高能效新技术装置，感觉很长时间才需要充电，真的方便多了！
[0004] 本
【发明内容】
之二为；给串联电池充电的充电电路包含一个充电1C、其固有充电电 压范围为化0 ;N个串联电池，N为大于1的任意整数；N个串联电池所需充电电压为化g;- 个稳定电压Uwg;充电IC输出充电电压化〇的负极即o端与Uwg的w端连接，获得实际充 电电压化g;N个串联电池最高与最低电压端分别接Ucg正极C与负极g;充电1C给N个串 联电池输出的实际充电电压为化g，化g=Uco+Uwg，选择适当Uwg获得所需化g。
[0005] 该一
【发明内容】
，可较好解决串联电池充电缺乏专用充电1C，难W达到较好充电品 质的问题。
[0006] 本
【发明内容】
之S为；在串联充电各电池或者部分电池正负电极分别并联一个电压 限幅电路，限定各个电池充电电压符合所需。该一
【发明内容】
，是专口针对世界迄今为止尚未 能较好解决的电池串联充电技术难题而研发的，较好解决了由于串联的各电池充放电特性 不一致而造成充电电压差异大的问题。
[0007] 基本技术方案：采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水 装置，特征为；包含1个电池或N个串联的电池，N为大于1的整数；无膜电解水电极组件； 控制电路；由控制电路控制电解水工作启动与关闭；在电解水过程中，电池由控制电路控 审IJ，直接给无膜电解水电极组件供电，对电极组件阴阳电极间隙中的水进行电解；在装置采 用充电电池时，在装置内设充电电路给电池充电，或外接充电器给电池充电。本发明技术方 案解决了此前所有采用电池供电的电解水装置电池能量利用效率低的技术难题，极大提高 电池能量利用效率，实际检测对比验证；本发明电池能量利用效率比原采用电池电压升高 方法提高了数倍至十多倍。
[000引本发明技术方案之二为；给串联电池充电的充电电路包含一个充电1C、其固有充 电电压范围为化0 ;N个串联电池，N为大于1的任意整数；N个串联电池所需充电电压为 化g;-个稳定电压Uwg;充电1C输出充电电压化0的负极即0端与Uwg的W端连接，获得 实际充电电压化g;N个串联电池最高与最低电压端分别接Ucg正极C与负极g;充电1C给 N个串联电池输出的实际充电电压为化g，化g=Uco+Uwg，选择适当Uwg获得所需化g。采 用本创新型新颖性技术方案意义在于：可利用专用充电1C较为优越的充电性能给任意个 串联电池充电，较大提高本发明的性价比实用性。
[0009] 本发明技术方案之立为：在串联充电各电池或者部分电池正负电极分别并联一个 电压限幅电路，限定各个电池充电电压符合所需。采用本创新型新颖性技术方案意义在于： 可解决迄今为止悬而未决的串联电池充电不平衡难题，较大提高本发明的性价比实用性， 拓宽应用范围。
【附图说明】
[0010] W下通过附图对本发明作进一步阐释。
[0011] 图1是本发明实施例1采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效 电解水装置
[0012] 图2是本发明实施例2采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效 电解水装置
【具体实施方式】
[0013] W下结合实施 例1、2阐述实施例基本结构与工作原理。
[0014] 实施例1
[0015] 本实施例见图1，图1中1为控制电路，2为1个或N个串联电池，N为大于1的整 数，5为无膜电解水电极组件，控制电路C端与2、5连接，g端为图1电路公共端，6为受控 制电路控制的开关（可看作控制电路的部件）；当控制电路1启动装置进行电解水工作时， 从k控制6接通，Ucg通过6直接给5高效率供电化功率损耗低，可忽略）；电极组件5得 电后对电极间隙中的水作电解。串联电池的数量即N的数值，可据无膜电解电极组件特性 与装置性能要求在大于1的整数范围适当选择。串联电池组的电池采用充电电池时，本发 明装置既可采用内置充电电路与外接电源给予充电，即图1的控制电路1中包含内置充电 电路；或者采用外接合适的充电器给2充电。采用本发明装置与用升压DC-DC变换器的装 置有关电池能耗检测比较数据见于表1所示。
[0016] 表1 ;采用本发明的装置与用DC-DC变换器的装置电池能耗可比检测数据
[0017]
[0018] 可见；采用本发明的实验装置电池可比能耗每次电解仅消耗7. 5mAH，而用DC-DC 变换器的装置电池可比能耗却为70mAH，本发明装置能效比现有装置提高了近10倍之多。
[0019] 实施例2
[0020] 本实施例见图2所示，与实施例1相同部分不寶述，图中虚线框1为控制电路，1内 的8为输出固定充电电压化0的充电IC，2为N个串联电池（N为大于1的整数），9为稳定 电压Uwg，W端与0端连接，g点为图1电路公共端，N个串联电池2的高电压端接于Uco正 极C，低电压端接Uwg的g点，串联电池的充电电压为Ucg=Uco+Uwg，由于充电1C输出的 充电电压化0范围固定，故改变Uwg即可改变Ucg，达到N个串联电池所需充电电压。
[002U-般情况下，所需充电电压Ucg大于化0,因此选择Uwg与化0同极性，Ucg实际 值为Uco加上Uwg绝对值。举例说明如下：设8为给单节裡电池充电的专用1C(可W采用 类似性能任意型号的巧片），其输出固定充电电压约为4. 2V，2为2节串联裡电池，9为稳定 电压Uwg,设定Uwg电压值约4. 2V，Ucg=Uco+Uwg= 8. 4V，为2节裡电池充电的标准电压 值，因此充电1C可给2节串联裡电池进行较高品质的充电，如同给单节裡电池充电一样进 行充电控制。如果2为3节串联裡电池，稳定电压9的Uwg电压值可设定约8. 4V，Ucg= Uco+Uwg=12. 6V，是可W为3节裡电池充电的标准电压值，充电1C便可W给3节串联裡电 池充电。可见，如此类推，适当选择稳定电压9的Uwg电压值，本实施例可W使用充电1C为 任意个串联电池充电；反之，当所需充电电压Ucg小于Uco时，选择Uwg与Uco反极性，Ucg 实际值为Uco减去Uwg绝对值，适当选择Uwg可W获得小于化g的任意充电电压化g。例 如：所需充电电压化g= 1. 5V，可W选择Uwg= -2. 7V，Ucg实际值为化0的4. 2V减去Uwg 绝对值2. 7V，便可获得电压Uco为1. 5V。
[0022] 综上所述可知，本发明采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效 电解水装置，提高电池能效的方法在类似装置中具有显而易见的创新性新颖性实用性，可W获得迄今为止所有电解水装置前所未有的电池利用高能效，而且性价比高、适用范围广 泛。本发明应用不限于上述实施例，凡是采用本发明方法的电解水装置皆落入本专利保护 范围。
【主权项】
1. 釆用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，特征为：包 含1个电池或N个串联的电池，N为大于1的整数；无膜电解水电极组件；控制电路；由控制 电路控制电解水工作启动与关闭；在电解水过程中，电池由控制电路控制，直接给无膜电解 水电极组件供电，对电极组件阴阳电极间隙中的水进行电解；当装置采用的电池为充电电 池时，在装置内设充电电路给电池充电，或外接充电器给电池充电。2. 如权利要求1所述釆用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解 水装置，特征为：给串联电池充电的充电电路包含给串联电池充电的充电电路包含一个充 电1C、其固有充电电压范围为Uco;N个串联电池，N为大于1的任意整数；N个串联电池所 需充电电压为Ucg;-个稳定电压Uwg;充电IC输出充电电压Uco的负极即〇端与Uwg的w 端连接，获得实际充电电压Ucg;N个串联电池最高与最低电压端分别接Ucg正极c与负极 g;充电IC给N个串联电池输出的实际充电电压为Ucg，Ucg=Uco+Uwg，选择适当Uwg获得 所需Ucg。3. 如权利要求1所述釆用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水 装置，特征为：在串联充电各电池或者部分电池正负电极分别并联一个电压限幅电路，限定 各个电池充电电压符合所需。
【专利摘要】釆用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，特征为：包含1个电池或N个串联的电池，N为大于1的整数；无膜电解水电极组件；控制电路；由控制电路控制电解水工作启动与关闭；在电解水过程中，电池由控制电路控制，不经电压变换，直接给无膜电解水电极组件供电，对电极组件阴阳电极间隙中的水进行电解；当装置采用充电电池时，或在装置内设充电电路给电池充电，或外接充电器给电池充电。可采用串联一个稳定电压而改变充电IC实际充电电压的简便方法，实现IC对N个串联电池充电，提高充电品质；可在串联充电各电池或部分电池正负电极分别并联电压限幅电路，限定各个电池充电电压符合所需，或实现电池串联充电平衡。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN104901388
【申请号】CN201510346523
【发明人】罗民雄, 黎明
【申请人】罗民雄, 黎明
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月22日
【技术领域】
[0001] 本发明采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，属 于电解水与节能环保技术领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着无膜电解水技术突破性的发展，无膜电解水装置正在迅速普及，饮用 较高品质电解水尤其是高负电位高含氨量的电解负氨水为许多人带来了健康福音，"畅饮 负氨水，健康乐百岁"正在梦想成真，成为千千万万人的感同身受。但目前流行的采用电池 供电的无膜电解水装置尤其移动式、便携式无膜电解水装置，普遍存在着电池电能利用效 率低的问题，原因在于该些装置均采用了电池电压变换器（即DC-DC变换器），电池电压 经电压变换器变换之后，再给电解电极供电，W满足电解水工艺需要的较高电压，例如：单 节裡电池输出电压约4. 2V，而一般无膜电解水工艺要求30V左右电压，因此需要将裡电池 4. 2V电压通过DC-DC变换器升至30V，该一变换使得电池应用效率低于30 %，造成电池能量 的极大浪费，也增加了环境污染。发明人在多年从事无膜电解水技术研究基础上，发现随着 无膜电解水技术头创新，电解水电压要求在逐渐降低，而串联电池充电技术也在提高，给电 解水电解电源供电方式提供了技术创新的一定基础。发明人经过反复研究实验，提出了本 发明采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置。迄今为止，未 见有类似电解水装置问世，由于本发明彻底擬弃所有类似电解水装置惯用的低效能的电压 变换技术，采用高效充电、高效直接供电技术，使得电池电解水能效提高了 3~10倍乃至更 多倍，为无膜电解水装置尤其移动式、便携式无膜电解水装置普及应用拓展了广阔的市场 空间，具有重要的技术与市场价值。
【发明内容】
[0003] 本发明采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，其 主要内容为；采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，特征 为；包含1个电池或N个串联的电池，N为大于1的整数；无膜电解水电极组件；控制电路； 由控制电路控制电解水工作启动与关闭；在电解水过程中，电池由控制电路控制，直接给无 膜电解水电极组件供电，对电极组件阴阳电极间隙中的水进行电解；在装置采用充电电池 时，在装置内设充电电路给电池充电，或外接充电器给电池充电。本发明突破了此前所有采 用电池供电的电解水装置采用电池电压变换技术，电池能量利用效率低的重大局限，极大 提高电池能量利用效率，实际检测对比验证：本发明电池能量利用效率比原采用电池电压 变换升高方法提高了数倍至十多倍。实验装置试用者的切身体会是；原使用低效能装置感 觉总是要频频充电，现使用高能效新技术装置，感觉很长时间才需要充电，真的方便多了！
[0004] 本
【发明内容】
之二为；给串联电池充电的充电电路包含一个充电1C、其固有充电电 压范围为化0 ;N个串联电池，N为大于1的任意整数；N个串联电池所需充电电压为化g;- 个稳定电压Uwg;充电IC输出充电电压化〇的负极即o端与Uwg的w端连接，获得实际充 电电压化g;N个串联电池最高与最低电压端分别接Ucg正极C与负极g;充电1C给N个串 联电池输出的实际充电电压为化g，化g=Uco+Uwg，选择适当Uwg获得所需化g。
[0005] 该一
【发明内容】
，可较好解决串联电池充电缺乏专用充电1C，难W达到较好充电品 质的问题。
[0006] 本
【发明内容】
之S为；在串联充电各电池或者部分电池正负电极分别并联一个电压 限幅电路，限定各个电池充电电压符合所需。该一
【发明内容】
，是专口针对世界迄今为止尚未 能较好解决的电池串联充电技术难题而研发的，较好解决了由于串联的各电池充放电特性 不一致而造成充电电压差异大的问题。
[0007] 基本技术方案：采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水 装置，特征为；包含1个电池或N个串联的电池，N为大于1的整数；无膜电解水电极组件； 控制电路；由控制电路控制电解水工作启动与关闭；在电解水过程中，电池由控制电路控 审IJ，直接给无膜电解水电极组件供电，对电极组件阴阳电极间隙中的水进行电解；在装置采 用充电电池时，在装置内设充电电路给电池充电，或外接充电器给电池充电。本发明技术方 案解决了此前所有采用电池供电的电解水装置电池能量利用效率低的技术难题，极大提高 电池能量利用效率，实际检测对比验证；本发明电池能量利用效率比原采用电池电压升高 方法提高了数倍至十多倍。
[000引本发明技术方案之二为；给串联电池充电的充电电路包含一个充电1C、其固有充 电电压范围为化0 ;N个串联电池，N为大于1的任意整数；N个串联电池所需充电电压为 化g;-个稳定电压Uwg;充电1C输出充电电压化0的负极即0端与Uwg的W端连接，获得 实际充电电压化g;N个串联电池最高与最低电压端分别接Ucg正极C与负极g;充电1C给 N个串联电池输出的实际充电电压为化g，化g=Uco+Uwg，选择适当Uwg获得所需化g。采 用本创新型新颖性技术方案意义在于：可利用专用充电1C较为优越的充电性能给任意个 串联电池充电，较大提高本发明的性价比实用性。
[0009] 本发明技术方案之立为：在串联充电各电池或者部分电池正负电极分别并联一个 电压限幅电路，限定各个电池充电电压符合所需。采用本创新型新颖性技术方案意义在于： 可解决迄今为止悬而未决的串联电池充电不平衡难题，较大提高本发明的性价比实用性， 拓宽应用范围。
【附图说明】
[0010] W下通过附图对本发明作进一步阐释。
[0011] 图1是本发明实施例1采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效 电解水装置
[0012] 图2是本发明实施例2采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效 电解水装置
【具体实施方式】
[0013] W下结合实施 例1、2阐述实施例基本结构与工作原理。
[0014] 实施例1
[0015] 本实施例见图1，图1中1为控制电路，2为1个或N个串联电池，N为大于1的整 数，5为无膜电解水电极组件，控制电路C端与2、5连接，g端为图1电路公共端，6为受控 制电路控制的开关（可看作控制电路的部件）；当控制电路1启动装置进行电解水工作时， 从k控制6接通，Ucg通过6直接给5高效率供电化功率损耗低，可忽略）；电极组件5得 电后对电极间隙中的水作电解。串联电池的数量即N的数值，可据无膜电解电极组件特性 与装置性能要求在大于1的整数范围适当选择。串联电池组的电池采用充电电池时，本发 明装置既可采用内置充电电路与外接电源给予充电，即图1的控制电路1中包含内置充电 电路；或者采用外接合适的充电器给2充电。采用本发明装置与用升压DC-DC变换器的装 置有关电池能耗检测比较数据见于表1所示。
[0016] 表1 ;采用本发明的装置与用DC-DC变换器的装置电池能耗可比检测数据
[0017]
[0018] 可见；采用本发明的实验装置电池可比能耗每次电解仅消耗7. 5mAH，而用DC-DC 变换器的装置电池可比能耗却为70mAH，本发明装置能效比现有装置提高了近10倍之多。
[0019] 实施例2
[0020] 本实施例见图2所示，与实施例1相同部分不寶述，图中虚线框1为控制电路，1内 的8为输出固定充电电压化0的充电IC，2为N个串联电池（N为大于1的整数），9为稳定 电压Uwg，W端与0端连接，g点为图1电路公共端，N个串联电池2的高电压端接于Uco正 极C，低电压端接Uwg的g点，串联电池的充电电压为Ucg=Uco+Uwg，由于充电1C输出的 充电电压化0范围固定，故改变Uwg即可改变Ucg，达到N个串联电池所需充电电压。
[002U-般情况下，所需充电电压Ucg大于化0,因此选择Uwg与化0同极性，Ucg实际 值为Uco加上Uwg绝对值。举例说明如下：设8为给单节裡电池充电的专用1C(可W采用 类似性能任意型号的巧片），其输出固定充电电压约为4. 2V，2为2节串联裡电池，9为稳定 电压Uwg,设定Uwg电压值约4. 2V，Ucg=Uco+Uwg= 8. 4V，为2节裡电池充电的标准电压 值，因此充电1C可给2节串联裡电池进行较高品质的充电，如同给单节裡电池充电一样进 行充电控制。如果2为3节串联裡电池，稳定电压9的Uwg电压值可设定约8. 4V，Ucg= Uco+Uwg=12. 6V，是可W为3节裡电池充电的标准电压值，充电1C便可W给3节串联裡电 池充电。可见，如此类推，适当选择稳定电压9的Uwg电压值，本实施例可W使用充电1C为 任意个串联电池充电；反之，当所需充电电压Ucg小于Uco时，选择Uwg与Uco反极性，Ucg 实际值为Uco减去Uwg绝对值，适当选择Uwg可W获得小于化g的任意充电电压化g。例 如：所需充电电压化g= 1. 5V，可W选择Uwg= -2. 7V，Ucg实际值为化0的4. 2V减去Uwg 绝对值2. 7V，便可获得电压Uco为1. 5V。
[0022] 综上所述可知，本发明采用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效 电解水装置，提高电池能效的方法在类似装置中具有显而易见的创新性新颖性实用性，可W获得迄今为止所有电解水装置前所未有的电池利用高能效，而且性价比高、适用范围广 泛。本发明应用不限于上述实施例，凡是采用本发明方法的电解水装置皆落入本专利保护 范围。
【主权项】
1. 釆用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，特征为：包 含1个电池或N个串联的电池，N为大于1的整数；无膜电解水电极组件；控制电路；由控制 电路控制电解水工作启动与关闭；在电解水过程中，电池由控制电路控制，直接给无膜电解 水电极组件供电，对电极组件阴阳电极间隙中的水进行电解；当装置采用的电池为充电电 池时，在装置内设充电电路给电池充电，或外接充电器给电池充电。2. 如权利要求1所述釆用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解 水装置，特征为：给串联电池充电的充电电路包含给串联电池充电的充电电路包含一个充 电1C、其固有充电电压范围为Uco;N个串联电池，N为大于1的任意整数；N个串联电池所 需充电电压为Ucg;-个稳定电压Uwg;充电IC输出充电电压Uco的负极即〇端与Uwg的w 端连接，获得实际充电电压Ucg;N个串联电池最高与最低电压端分别接Ucg正极c与负极 g;充电IC给N个串联电池输出的实际充电电压为Ucg，Ucg=Uco+Uwg，选择适当Uwg获得 所需Ucg。3. 如权利要求1所述釆用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水 装置，特征为：在串联充电各电池或者部分电池正负电极分别并联一个电压限幅电路，限定 各个电池充电电压符合所需。
【专利摘要】釆用1个或N个串联的电池直接给电解水电极供电的高效电解水装置，特征为：包含1个电池或N个串联的电池，N为大于1的整数；无膜电解水电极组件；控制电路；由控制电路控制电解水工作启动与关闭；在电解水过程中，电池由控制电路控制，不经电压变换，直接给无膜电解水电极组件供电，对电极组件阴阳电极间隙中的水进行电解；当装置采用充电电池时，或在装置内设充电电路给电池充电，或外接充电器给电池充电。可采用串联一个稳定电压而改变充电IC实际充电电压的简便方法，实现IC对N个串联电池充电，提高充电品质；可在串联充电各电池或部分电池正负电极分别并联电压限幅电路，限定各个电池充电电压符合所需，或实现电池串联充电平衡。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN104901388
【申请号】CN201510346523
【发明人】罗民雄, 黎明
【申请人】罗民雄, 黎明
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月22日
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