[发明专利]通过空气再循环维持氧气浓度的电化学电池及运行其的方法

说明书

本发明涉及通过空气再循环维持氧气浓度的电化学电池及运行其的方法。电化学电池包括：包括至少一个电化学单元电池的电池模块；配置为将空气供应至电池模块并且恒定地维持供应至电池模块的空气中的氧气浓度的空气供应器；和配置为将从电池模块排出的空气再循环的空气再循环器，其中电池模块包括通过其从空气供应器引入空气的空气入口、和通过其将在至少一个电化学单元电池中反应之后剩余的空气排出的空气出口，和其中空气再循环器配置为将通过电池模块的空气出口排出的空气再循环至电池模块的空气入口。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年10月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0148817和2016年1月19日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0006476的优先权和权益、以及由其产生的所有权益，其全部内容通过参考引入本文中。

技术领域

本公开内容涉及电化学电池(battery)，和更特别地涉及能够通过将从电池模块排出的空气再循环而有效地并且恒定地维持电池模块中的氧气浓度的电化学电池。

背景技术

在电化学电池中，金属空气电池和燃料电池具有共同的特征在于将包括氧气的空气供应至正极。例如，金属空气电池包括多个金属空气单元电池(单元，cell)，并且所述金属空气单元电池各自包括能够嵌入和脱嵌离子的负极和使用空气中的氧气作为活性材料的正极。从外部引入的氧气的还原/氧化反应在正极发生，并且金属的还原/氧化反应在负极发生。金属空气电池将在还原/氧化反应发生时产生的化学能变为电能并且输出所述电能。金属空气电池在放电期间吸收氧气且在充电期间放出氧气。

此外，燃料电池是通过电化学反应将燃料的化学能直接变成电能的装置，并且是一种只要向其供应燃料就能够持续产生电的发电装置。在燃料电池中，当将包括氧气的空气供应至正极、并且将燃料例如甲醇或氢气供应至负极时，电化学反应通过在正极和负极之间的电解质膜发生，从而产生电。

为了提供改善的性能，需要改善电化学电池的构造(配置)。

发明内容

另外的方面将在接下来的描述中部分地阐明，和由所述描述部分地明晰，或可通过所呈现的实施方案的实践获悉。

根据实施方案的方面，电化学电池包括：包括至少一个电化学单元电池的电池模块；配置为将空气供应至电池模块并且恒定地维持供应至电池模块的空气中的氧气浓度的空气供应器；和配置为将从电池模块排出的空气再循环的空气再循环器，其中电池模块包括通过其从空气供应器引入空气的空气入口、和通过其将在至少一个电化学单元电池中反应之后剩余的空气排出的空气出口，和其中空气再循环器被配置为将通过电池模块的空气出口排出的空气再循环至电池模块的空气入口。

空气再循环器可包括配置为将通过空气出口排出的空气转移至空气供应器的空气流道(流动通道)。

空气供应器可包括：配置为从外部吸入空气的空气吸入设备；和配置为通过将氧气从吸入的空气分离而产生氧气的氧气发生器。

空气流道可连接在电池模块的空气出口和氧气发生器之间。

空气供应器可进一步包括配置为从吸入的空气去除水分的水分去除器，并且由水分去除器干燥的空气和从电池模块排出的空气可彼此混合和供应至氧气发生器。

氧气发生器可进一步配置为经由吸附/解吸方法或膜方法过滤氧气。

吸附/解吸方法可包括选自如下的至少一种：变压吸附(PSA)方法、变温吸附(TSA)方法、变压变温吸附(PTSA)方法、和真空变压吸附(VSA)方法。

氧气发生器可包括：连接至电池模块以将分离的氧气供应至电池模块的第一出口；和配置为将在氧气分离之后剩余的气体排出的第二出口。

空气供应器可进一步配置为将通过第一出口排出的气体的至少一部分回流至氧气发生器。