[实用新型]电化学电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及可再充电电化学电池。 

背景技术

电化学电池是公知的。电化学电池包括阳极或燃料电极、阴极或氧化剂电极以及用于支持离子输运的离子型导电介质，在该阳极或燃料电极上发生燃料氧化反应，在该阴极或氧化剂电极上发生氧化剂还原反应。在一些金属-空气电池中，比如美国专利申请序列号No.12/385,489(被公开为美国专利申请公开No.2009/0284229)以及美国专利申请序列号No.12/901,410(被公开为美国专利申请公开No.2011/0086278)中公开的电池，上述两个专利申请在此通过引用并入，所述燃料电极包括多个支架式电极主体，在所述多个支架式电极主体上，对金属燃料进行还原和电沉积。 

电化学电池系统可以包括多个电化学电池。在一些这种电化学电池系统中，第一电池的燃料电极可以耦合到第一端子，该电池系统中的每个电池的氧化剂电极可以与后续电池的燃料电极相连，并且该电化学电池系列中的最后一个电池的氧化剂电极可以与第二端子相连。因此，在每个单独的电池内产生电势差，并且因为这些电池串联耦合，所以在第一端子和第二端子之间生成累积的电势差。这些端子与负载L相连，从而产生驱动电流的电势差。 

此外，本申请尝试提供一种用于对电化学电池以及电化学电池 系统进行充电和放电的更为有效率且有效益的体系架构。 

实用新型内容

根据本公开的一个实施例，一种电化学电池包括燃料电极、与所述燃料电极间隔开的氧化剂电极以及充电电极，所述燃料电极包括按照间隔开的关系布置的一系列可渗透电极主体，所述充电电极从由下述组成的组中选出：(a)所述氧化剂电极，(b)与所述燃料电极和所述氧化剂电极间隔开的第三电极，以及(c)所述燃料电极的一部分。所述电化学电池还包括与所述电极接触的离子型导电介质，以及充电/放电控制器，所述充电/放电控制器与所述燃料电池的多个电极主体耦合。所述充电/放电控制器被配置为在所述充电电极和所述可渗透电极主体中的至少一个可渗透电极主体之间施加电流，其中所述充电电极充当阳极，以及所述至少一个可渗透电极主体充当阴极，使得所述离子型导电介质中的可被还原的金属燃料离子在所述至少一个可渗透电极主体上还原并且电沉积为可氧化形式的金属燃料，从而所述电沉积导致在所述可渗透电极主体之间生长所述金属燃料，其中所述电沉积的金属燃料建立所述可渗透电极主体之间的电连接。所述充电/放电控制器被配置为基于至少一个输入参数，将电流选择性地施加到不同数目的所述可渗透电极主体，每个可渗透电极主体充当阴极，从而调整所述电沉积的金属燃料的生长速率和生长密度。可以更为有效率且有效益地对根据本实用新型的电化学电池以及电化学电池系统进行充电和放电。 

根据下面的详细描述、附图，本实用新型的其它目的、特征和优点将变得显而易见。 

附图说明

图1例示了包括两个电化学电池的电化学电池系统的剖面图； 

图2例示了图1中的电化学电池系统的分解图； 

图3例示了图1中的电化学电池中之一的电极夹具； 

图4例示了图3中的电极夹具，用于夹持燃料电极以及与所述电极夹具相连的多个间隔物； 

图5更为详细地例示了图4中的间隔物中的一个； 

图6更为详细地例示了图5中的间隔物和图3中的电极夹具之间的连接； 

图7示意性地例示了根据本实用新型的电池系统的一个实施例的所述电化学电池和外部负载或电源之间的电连接； 

图8示意性地例示了根据本实用新型的电池系统的一个实施例的所述电化学电池和外部负载或电源之间的电连接； 

图9示意性地例示了根据图8中的电池系统的一个实施例的切换系统； 

图10示意性地例示了根据图8中的电池系统的另一实施例的切换系统； 

图11示意性地例示了根据图8中的电池系统的另一实施例的切换系统； 

图12A-图12C示意性地例示了还包括多个电池的图9到图11中的根据图8中的电池的另一实施例的切换系统的实施例； 

图13示意性地例示了与图11的实施例类似的还包括控制器的切换系统； 

图14示出了用于例示根据本实用新型的对电池进行充电的方法的实施例的流程图； 

图15示出了用于例示对电池进行放电的方法的实施例的流程图；