[发明专利]操作和调节包括电沉积燃料的电化学电池的方法

摘要

用于调节包括至少两个电化学电池的电化学电池系统的方法包括从电化学电池的燃料电极选择组，该组包括充电组和重置组。方法还包括将充电组内的燃料电极保持在与离子传导介质中的溶液中的金属燃料离子的设定浓度关联的预定充电状态下。方法进一步包括将重置组内的燃料电极重置。电化学电池系统包括多个燃料电极和一个或者多个控制器，该一个或者多个控制器被配置为通过保持燃料电极中的至少一个燃料电极的预定充电状态，调控具有离子传导介质的溶液中的可还原金属燃料离子的浓度，并且在至少一个其它燃料电极上发起充电过程、放电过程、或者重置过程。还公开了其它特征和实施例。

主权项

1.一种用于调节包括至少两个电化学电池的电化学电池系统的方法，其中每个电池包括：(i)燃料电极，用于接收电沉积的金属燃料；(ii)氧化剂电极，与所述燃料电极分隔开；以及(iii)充电电极，与所述燃料电极分隔开；所述电池系统包括壳体和离子传导介质，所述壳体限定在其中容纳所述至少两个电化学电池的内部腔室，所述离子传导介质由所述电化学电池系统的所述电池共用，并且连通电极以用于传导离子以支持所述燃料电极、所述氧化剂电极、以及所述充电电极处的电化学反应，所述离子传导介质包括可还原金属燃料离子；每个电池的所述燃料电极和所述氧化剂电极被配置为在放电模式期间将所述燃料电极处的所述金属燃料氧化并且将所述氧化剂电极处的氧化剂还原，以在所述燃料电极和所述氧化剂电极之间生成用于应用到负载的放电电流；并且，每个电池的所述燃料电极和所述充电电极被配置为在充电模式期间将所述燃料的可还原物种还原以将所述燃料电沉积在所述燃料电极上，并且通过在所述燃料电极和所述充电电极之间应用来自功率源的充电电流，将所述氧化剂的可氧化物种氧化；其中调节方法包括：(i)从所述至少两个电化学电池的所述燃料电极中选择：燃料电极的充电分数和燃料电极的重置分数；(ii)将所述充电分数内的燃料电极保持在或高于与所述离子传导介质中的溶液中的金属燃料离子的减少的浓度关联的预定充电状态；以及(iii)在所述充电分数内的燃料电极仍然被保持在或高于所述预定充电状态的情况下，重置所述重置分数内的燃料电极，以移除所述燃料电极处的树枝状形成物或金属燃料累积形成物。