[实用新型]具有高能效模式的金属-空气电化学电池

摘要

本实用新型涉及一种具有高能效模式的金属-空气电化学电池。所述金属-空气电化学电池包括：多个电极，其包括包括金属燃料的燃料电极和用于暴露于氧气源的空气电极，其中所述多个电极中除所述燃料电极外的一电极包括可逆金属，所述可逆金属能够可逆氧化为其可还原物质且能够还原为其可氧化物质，且其中所述多个电极中除所述燃料电极外的一电极具有氧气放出功能性；离子传导性媒介，其用于在所述多个电极之间传导离子和控制器。本实用新型提供的电池，其经裁定以用有效且高效的方式处置充电/放电的长循环和短循环两者。

主权项

金属‑空气电化学电池，其用于储存来自电源的电能且将电能供应到负载，其特征在于：所述金属‑空气电化学电池包括：多个电极，其包括包括金属燃料的燃料电极和用于暴露于氧气源的空气电极，其中所述多个电极中除所述燃料电极外的一电极包括可逆金属，所述可逆金属能够可逆氧化为其可还原物质且能够还原为其可氧化物质，且其中所述多个电极中除所述燃料电极外的一电极具有氧气放出功能性；离子传导性媒介，其用于在所述多个电极之间传导离子；控制器，其经配置以在以下状态中操作所述电池：(i)标准再充电状态，其中所述电源耦合到所述燃料电极和所述氧气放出电极以用于在其间施加电位差，以致使还原所述燃料电极上的所述金属燃料的可还原物质以及从所述氧气放出电极处的所述离子传导性媒介放出氧气；(ii)标准放电状态，其中所述燃料电极和所述空气电极耦合到所述负载，以使得所述燃料电极处的所述金属燃料的氧化和来自所述空气电极处的氧气源的氧气的还原产生电位差以用于输出电流；(iii)高能效再充电状态，其中所述电源耦合到所述燃料电极和包括所述可逆金属的所述电极以用于在其间施加电位差，以致使还原所述燃料电极上的所述金属燃料的可还原物质以及将所述可逆金属的所述可氧化物质在存在的情况下氧化为所述可逆金属的所述可还原物质，其中包括所述可逆金属的所述电极的电位是用于氧气放出的电位的负电位；以及(iv)高能效放电状态，其中所述燃料电极和包括所述可逆金属的所述电极耦合到所述负载，以使得所述燃料电极处的所述金属燃料的氧化以及所述可逆金属的所述可还原物质在存在的情况下到所述可逆金属的所述可氧化物质的还原产生电位差以用于输出电流，其中所述电极可逆金属的电位是用于所述空气电极处的氧气还原的电位的正电位；其中所述高能效放电和再充电状态的能效大于所述标准放电和再充电状态的能效，每一能效是比率qoutVout/qinVin。