[發明專利]具有平面雙極電互連和通過所有各單元隔間循環電解質溶液的內部管道的多單元電化學反應器的緊湊無框架雙極堆

無效

• 申請號: 201080068803.0
• 申請日: 2010-06-29
• 公開（公告）號: CN103125040A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: K·坎潘娜薩恩雅科恩;S·霍拉薩特
• 申請（專利權）人: 斯奎勒爾控股有限公司
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M8/10;H01M8/24;H01M8/18;H01M8/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 秦晨

1.一種無框架多單元雙極電化學反應器，由通過壓縮堆疊元件而被液壓密封的兩個頭部之間的可堆疊元件構成，包含平面雙極導電元件，所述平面雙極導電元件與適于分離陽極和陰極溶液流動隔間的滲透離子膜片組件設備交替，這些陽極和陰極溶液流動隔間被限定于所述滲透離子膜片分離器和所述雙極導電元件中的一個和另一個之間，并且，兩種相異的電解質溶液通過所述陽極和陰極溶液流動隔間分別流動，所述無框架多單元雙極電化學反應器包括：

兩個相同的平行六面體彈性體墊圈，限定中心孔徑并沿其兩個相反周邊側即在其后側上和其相反側或前側上的平坦周邊密封表面具有至少兩個通孔：淺浮雕構圖的周邊密封區域沿所述兩個相反周邊側輪廓化一個每兩個通孔，并且，兩個相似的多個構圖的密封區域在其間限定從未輪廓化的通孔的輪緣區域延伸到所述墊圈的所述中心孔徑的最近的并置側的邊緣的流動通道；

所述滲透離子膜片，具有密封地保持于背對背設置的兩個相同的墊圈的所述平坦周邊密封表面之間的周邊邊緣部分；

所述淺浮雕構圖的密封區域在所述兩個相同的墊圈的所述前側上，壓縮于各平面導電雙極元件的表面之間，所述平面導電雙極元件與墊圈的通孔對準，用于與未由各墊圈的構圖的前側的所述周邊密封區域輪廓化的通孔液壓連通的兩個流動隔間的周邊液壓密封。

2.根據權利要求1的無框架多單元雙極電化學反應器，其中，所述平面雙極元件是單元的電互連，并且所述陽極和陰極隔間包含分別壓縮于所述滲透離子膜片分離器和各平面雙極導電互連之間的導電氈或可壓縮墊陽極和陰極，并且所述滲透離子膜片組件包含適于限制所述淺浮雕構圖的彈性體墊圈的壓縮并在將堆疊元件壓緊在一起時保持它們的平行性的非導電周邊隔板。

3.根據權利要求1的無框架多單元雙極電化學反應器，其中，所述平面導電雙極元件具有適于重疊所述墊圈的最外周邊的周邊，并任選地包含突出所述墊圈的外周邊側之外以便與外部電路電連接的突出耳片部分。

4.根據權利要求1的無框架多單元雙極電化學反應器，其中，所述平面導電雙極電極或互連具有均勻導電的材料，并且通過其中的孔的表面和相對的構圖彈性體墊圈的密封區域壓按于其上的平表面具有非導電涂層。

5.根據權利要求1的無框架多單元雙極電化學反應器，具有內部入口和出口歧管，用于通過所有各單元隔間并行地流動所述電解質溶液，包括：

兩個相同的平行六面體彈性體墊圈，限定中心孔徑并分別在兩個角端上具有其所述相反周邊側即其后側上和相反側或前側的平坦周邊密封表面的兩個通孔：淺浮雕構圖的周邊密封區域輪廓化相反周邊側中的一個的一個通孔和另一周邊側的對角相反的通孔，并且兩個相似的多個構圖的密封區域在其間限定從未由所述周邊密封區域輪廓化的兩個對角相反的通孔的輪緣區域起源并到達沿墊圈的所述中心孔徑的所述最近的并置側的分開的點的彎曲細長通道；

平面導電雙極電極或互連，在四個角上具有通孔，在所述兩個墊圈之間密封與分別由所述對角相反的通孔構成的各入口和出口內部歧管連通的陽極流動隔間和陰極流動隔間時與所述兩個墊圈匹配；

所述滲透離子膜片具有密封保持于背對背設置的相同的墊圈的后側上的所述平坦周邊密封表面之間的周邊邊緣部分；

所述淺浮雕構圖的密封區域在兩個相同的墊圈的前側上，壓縮于各平面導電雙極元件的表面之間，所述平面導電雙極元件具有與墊圈的通孔對準的通孔，用于液壓密封通過各墊圈的所述未輪廓化的孔與各入口和出口內部歧管連通的兩個流動隔間的周邊。

6.根據權利要求5的無框架多單元雙極電化學反應器，其中，電解質溶液的所述彎曲細長平行分離流動通道的長度使得能夠防止在其它單元的導電部分上離子放電電流密度超過臨界最大值。