[发明专利]用于去除离子的设备和方法

说明书

用于去除离子的设备，提供有多个电容性电极堆叠。每个电容性电极堆叠可具有：提供有多个第一集流体的多个第一电极；提供有多个第二集流体的多个第二电极；和在第一电极和第二电极之间的间隔区，用于允许水在电极之间流入。多个电容性电极堆叠中第一个的第二集流体可以连接到多个电容性电极堆叠中的第二个的第一集流体。

技术领域

本发明涉及用于去除离子的设备，所述设备提供有多个电容性电极堆叠，每个电极堆叠包括：

多个第一电极，所述多个第一电极提供有多个第一集流体；

多个第二电极，所述多个第二电极提供有多个第二集流体；和

间隔区，所述间隔区在所述第一电极和所述第二电极之间，用于允许水在所述电极之间流入。

背景技术

近年来，人们变得越来越多地关注人类活动对于环境的影响以及这可能具有的消极后果。减少、重复利用以及循环资源的方式变得更为重要。具体地，清洁的水成为稀缺商品。因此，已经公布了用于净化水的各种方法和装置。

用于水净化的方法是通过电容性去离子作用，该方法使用的设备提供有通过电容器（FTC）以便去除水的离子的流。FTC作用为用于电容性去离子作用的可电再生单电池。通过充电电极，离子从电解质去除并且以双电层被保持在电极处。电极可以用0.5至2V之间的电压充电。电极可以（部分地）电再生以解吸该先前去除的离子，而不用添加化学材料。

用于去除离子的设备包括一对或更多对隔开的电极（阴极和阳极）以及间隔区，所述间隔区将电极分开并且允许水在电极之间流入。电极提供有大体邻近或者非常接近电极的集流体或者背衬层以及用以贮存离子的材料。集流体是导电的并且将电荷输入或输出电极。

设备可以提供有壳体，所述壳体包括用于将水输入壳体内的进水口和用于将水排出壳体的出水口。在用于去除离子的设备的壳体中，电极层和间隔区层通过通常由机械紧固产生的压缩力以“三明治”方式堆叠。

用于去除离子的设备的问题在于，充电电压可以是较低的而导致设备内的高电流，这会导致增大的能量损失或者会要求使用厚的昂贵的金属连接器，或者可以处理低电压时的高电流的昂贵的电源。

发明内容

本发明目的在于提供改进的用于去除离子的设备。

因此，本发明提供用于去除离子的设备，设备提供有多个电容性电极堆叠，每个电容性电极堆叠包括：

多个第一电极，多个第一电极提供有多个第一集流体；

多个第二电极，多个第二电极提供有多个第二集流体；和

间隔区，间隔区在第一电极和第二电极之间，用于允许水在电极之间流入，其中多个电容性电极堆叠中的第一个的多个第二集流体电连接到多个电容性电极堆叠中的第二个的多个第一集流体。

通过将多个电容性电极堆叠中第一个的多个第二集流体电连接到多个电容性电极堆叠中第二个的多个第一集流体，多个电容性电极堆叠中第一个的集流体中的电流可以与多个电容性电极堆叠中第二个的集流体中的电流大致相等，而施加电压将在多个电容性电极堆叠中第一和第二个的多个集流体上划分。这允许用于去除离子的设备以更高电压工作，由此电流可保持相对较低。

多个电容性电极堆叠中第二个的多个第二集流体可以电连接到多个电容性电极堆叠中第三个的多个第一集流体。

设备可以提供有壳体，设备包括：

进水口，进水口用于水进入壳体的内部；

出水口，出水口用于使水排出壳体的内部和多个电容性电极堆叠中第一个的多个第二集流体，多个第二集流体电连接到位于同一壳体内的多个电容性电极堆叠中第二个的多个第一集流体。