[发明专利]能量存储装置及相关方法无效

专利信息
申请号: 200910178796.9 申请日: 2009-09-30
公开(公告)号: CN101714668A 公开(公告)日: 2010-05-26
发明(设计)人: S·马哈林加姆;L·萨拉苏;K·W·布罗沃尔;A·W·凯恩;A·德瓦拉杨 申请(专利权)人: 通用电气公司
主分类号: H01M10/39 分类号: H01M10/39;H01M10/52;H01M4/38;H01M4/58;H01M2/16;H01M10/38
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 段晓玲;韦欣华
地址: 美国*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 能量 存储 装置 相关 方法
【说明书】:

技术领域

发明包括与能量存储装置的密封相关的实施方案。本发明包括与电化学电池的密封方法相关的实施方案。

背景技术

已经开展了对于使用钠作为负电极的可高温再充电的电池组/电池的研究工作。液体钠阳极是通过钠离子传导性固体电解质而与阴极隔开的,并且在大气压力下彼此密封。用于固体电解质的合适材料包括β氧化铝和β”氧化铝,其已知为β氧化铝分隔器电解质(BASE)。在电池充电和放电的同时,阳极和阴极的隔间/室的体积由于钠离子通过分隔器而发生变化,并且两种电极中的压力水平也同样发生变化。由于疲劳,在充电和放电过程中分隔器两侧的压力水平的变化降低了该分隔器的可靠性和寿命。同样,离子的转移可能造成分隔器的降解。这可能导致分隔器的破裂,其可能导致电池失效。

可能令人期望的是具有这样的能量存储装置,其不同于目前可获得的这些能量存储装置。可能令人期望的是具有这样的密封电化学电池的方法,其不同于目前可获得的这些方法。

发明内容

依照本发明的实施方案,提供了能量存储装置。该能量存储装置包括具有第一表面和第二表面的分隔器。该第一表面界定阴极室(cathodic chamber)的至少一部分,该第二表面界定阳极室(anodicchamber)。阴极室包括碱金属卤化物,该卤化物形成能够通过所述分隔器传导的离子。阳极室具有用消耗性流体(consumable fluid)填充的体积。该消耗性流体的量大于阳极室体积的90体积%。此外,该消耗性流体与该碱金属卤化物的离子物种(ionic species)是反应性的。

依照本发明的实施方案,提供了能量存储装置。该能量存储装置包括具有第一表面和第二表面的分隔器。该第一表面界定阴极室的至少一部分,该第二表面界定阳极室。阴极室包括碱金属卤化物,该卤化物形成能够通过所述分隔器传导的离子。阳极室具有用氧气填充的体积。氧气的量大于阳极室体积的90体积%。

在本发明的一种实施方案中提供了能量存储装置。该装置包括分隔器。该分隔器具有第一表面和第二表面,第一表面界定阴极室的至少一部分,该第二表面界定阳极室。阴极室包括碱金属卤化物,该卤化物形成能够通过所述分隔器传导的离子。阴极室或者阳极室中的至少之一是在相对于标准压力的部分真空下进行密封。阳极室是用大于90重量%的流体填充的。

依照本发明的实施方案,提供了形成(密封)能量存储装置的方法。该方法包括用消耗性流体填充阳极室。该消耗性流体在所述装置的运行过程中被消耗。该方法包括对能量存储装置进行充电和依靠将消耗性流体反应成为流体或者固体物态来降低阳极室中的压力。

具体实施方式

本发明包括与具有密封内室的能量存储装置相关的实施方案。本发明包括与在该能量存储装置中的电化学电池的密封方法相关的实施方案。

作为此处使用的,阴极材料是在充电过程中供给电子的材料,并且其是作为氧化还原反应的一部分而存在的。阳极材料在充电过程中接受电子,并且其是作为氧化还原反应的一部分而存在的。作为在整个说明书和权利要求书中所使用的,近似性的措词可以用来修正任何定量的表述,该定量的表述可以允许变化而不产生其可能大致相关的基本功能的变化。因此,通过术语例如“大约”修正的值不局限于所指定的精确的值。在某些情况中,该近似性措词可以对应于用于测量该值的仪器的精度。

依照本发明的实施方案,提供了能量存储装置。该能量存储装置包含具有第一表面和第二表面的分隔器(separator)。该第一表面界定阴极室的至少一部分,该第二表面界定阳极室。阴极室包括碱金属卤化物,该卤化物形成能够通过所述分隔器传导的离子。阳极室具有用消耗性流体填充的体积。该消耗性流体的量大于阳极室体积的90体积%。此外,该消耗性流体与该碱金属卤化物的离子物种是反应性的。

分隔器被布置在壳体内。分隔器可以具有垂直于轴的横截剖面,其是圆形、三角形、正方形、十字形或者星型。

分隔器是碱金属离子导体固态电解质,其在使用过程中传导碱金属离子。用于分隔器的合适材料可以包括碱金属-β’-氧化铝、碱金属-β”-氧化铝、碱金属-β’-镓酸盐(gallate)或者碱金属-β”-镓酸盐。在一种实施方案中,分隔器包括β氧化铝。在一种实施方案中,分隔器的一部分是α氧化铝,分隔器的另一部分是β氧化铝。α氧化铝可以相对于β氧化铝更易于结合(例如压力结合),并且可以有助于能量存储装置的密封和/或制作。

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