[發(fā)明專利]具有階梯形支架燃料陽(yáng)極的電化學(xué)電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110242048.X
• 申請(qǐng)日: 2011-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102544638A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·克里施南;G·弗里森;C·A·弗里森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 流體股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M12/08
• 分類號(hào): H01M12/08;H01M8/02;H01M8/04;H01M8/18;H01M12/06
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 馬景輝

1.一種操作電化學(xué)電池的方法，其中該電池包括：

燃料電極，該燃料電極包括以間隔關(guān)系布置的一系列可滲透電極體；

與燃料電極間隔的氧化劑電極；

與所述燃料電極間隔的充電電極，該充電電極選自由(a)氧化劑電極和(b)與該氧化劑電極間隔的一個(gè)獨(dú)立的充電電極組成的組；

連通各個(gè)電極的離子性導(dǎo)電介質(zhì)；

所述燃料電極的一系列可滲透電極體包括：

鄰近充電電極的近側(cè)可滲透電極體；

遠(yuǎn)離充電電極的遠(yuǎn)側(cè)可滲透電極體；

其中，沿著燃料電極的外圍邊緣的至少一部分，所述近側(cè)可滲透電極體的邊緣位于所述遠(yuǎn)側(cè)可滲透電極體的邊緣的內(nèi)部；

其中，該方法包括：

通過(guò)以下方式給電化學(xué)電池充電：

i.以所述充電電極為陽(yáng)極且以燃料電極的至少一個(gè)可滲透電極體作為陰極，在充電電極和該至少一個(gè)可滲透電極體之間施加電流，使得可還原的燃料離子被還原并以可氧化的形式作為燃料被電沉積在所述至少一個(gè)可滲透電極體上；

ii.所述電沉積導(dǎo)致了可滲透電極體之間的燃料的生長(zhǎng)，使得電沉積的燃料在可滲透電極體之間建立電連接；以及

iii.移除電流以中止充電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中近側(cè)電極體的平面尺寸小于所述遠(yuǎn)側(cè)可滲透電極體的平面尺寸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該方法進(jìn)一步包括：通過(guò)對(duì)作為陽(yáng)極的燃料電極的可滲透電極體上的燃料進(jìn)行氧化并且對(duì)作為陰極的氧化劑電極處的氧化劑進(jìn)行還原，使用電化學(xué)電池產(chǎn)生電流，借此生成了從燃料電極通過(guò)負(fù)載而傳導(dǎo)到氧化劑電極的電子，并且被氧化的燃料離子和被還原的氧化劑離子發(fā)生反應(yīng)以形成副產(chǎn)品。

4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中氧化劑包括氧氣，以及其中所述氧化劑電極包括被構(gòu)造為吸收和還原空氣中的氧氣的電極。

5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述可還原的燃料離子是可還原的金屬燃料離子并且所述電沉積的燃料為電沉積的金屬燃料。

6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述可還原的金屬燃料離子包括鋅離子，鐵離子，鋁離子，鎂離子或鋰離子，并且其中該電沉積的金屬燃料為鋅，鐵，鋁，鎂或鋰。

7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中在所述的給電化學(xué)電池充電過(guò)程中：

電流被施加到可滲透電極體的接線端可滲透電極體，使得可還原金屬燃料離子被還原并且以可氧化的形式作為金屬燃料電沉積在該接線端可滲透電極體上；

所述電沉積導(dǎo)致在可滲透電極體之間的金屬燃料的生長(zhǎng)，使得電沉積的金屬燃料建立了接線端電極體和所述近側(cè)可滲透電極體之間的電連接，其中在建立了所述電連接后，在該近側(cè)可滲透電極體上進(jìn)行所述還原和沉積。

8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中該燃料電極進(jìn)一步地包括一個(gè)或更多個(gè)中間可滲透電極體；其中通過(guò)所述一個(gè)或更多個(gè)中間可滲透電極體中的每一個(gè)來(lái)建立所述接線端電極體和近側(cè)可滲透電極之間的電連接，其中在建立所述電連接后，在所述一個(gè)或更多個(gè)中間可滲透電極體的每一個(gè)上進(jìn)行所述還原和沉積。

9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中該離子性導(dǎo)電介質(zhì)為電解質(zhì)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中在對(duì)電化學(xué)電池充電過(guò)程中，電解質(zhì)沿著通過(guò)可滲透電極體的流動(dòng)路徑流動(dòng)，并且所述電沉積導(dǎo)致了金屬燃料以流動(dòng)的可滲透形態(tài)生長(zhǎng)。

11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述金屬燃料的生長(zhǎng)選自由致密分支形態(tài)生長(zhǎng)和樹(shù)枝狀生長(zhǎng)組成的組。

12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述的金屬燃料的生長(zhǎng)是在朝著充電電極的方向上。

13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中接線端可滲透電極體是遠(yuǎn)側(cè)可滲透電極體。

14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述金屬燃料的生長(zhǎng)選自由致密分支形態(tài)生長(zhǎng)和樹(shù)枝狀生長(zhǎng)組成的組。

15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述金屬燃料的生長(zhǎng)選自由致密分支形態(tài)生長(zhǎng)和樹(shù)枝狀生長(zhǎng)組成的組。

16.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述充電電極是氧化劑電極。

17.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述充電電極是與氧化劑電極分離開(kāi)的獨(dú)立的充電電極。