[發明專利]通過空氣再循環維持氧氣濃度的電化學電池及運行其的方法

有效

• 申請號: 201610957028.3
• 申請日: 2016-10-26
• 公開（公告）號: CN106887651B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 權赫載;高正寔;李興璨
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01M12/08
• 分類號: H01M12/08;H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/0662
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 金擬粲

本發明涉及通過空氣再循環維持氧氣濃度的電化學電池及運行其的方法。電化學電池包括：包括至少一個電化學單元電池的電池模塊；配置為將空氣供應至電池模塊并且恒定地維持供應至電池模塊的空氣中的氧氣濃度的空氣供應器；和配置為將從電池模塊排出的空氣再循環的空氣再循環器，其中電池模塊包括通過其從空氣供應器引入空氣的空氣入口、和通過其將在至少一個電化學單元電池中反應之后剩余的空氣排出的空氣出口，和其中空氣再循環器配置為將通過電池模塊的空氣出口排出的空氣再循環至電池模塊的空氣入口。

相關申請的交叉引用

本申請要求2015年10月26日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2015-0148817和2016年1月19日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2016-0006476的優先權和權益、以及由其產生的所有權益，其全部內容通過參考引入本文中。

技術領域

本公開內容涉及電化學電池(battery)，和更特別地涉及能夠通過將從電池模塊排出的空氣再循環而有效地并且恒定地維持電池模塊中的氧氣濃度的電化學電池。

背景技術

在電化學電池中，金屬空氣電池和燃料電池具有共同的特征在于將包括氧氣的空氣供應至正極。例如，金屬空氣電池包括多個金屬空氣單元電池(單元，cell)，并且所述金屬空氣單元電池各自包括能夠嵌入和脫嵌離子的負極和使用空氣中的氧氣作為活性材料的正極。從外部引入的氧氣的還原/氧化反應在正極發生，并且金屬的還原/氧化反應在負極發生。金屬空氣電池將在還原/氧化反應發生時產生的化學能變為電能并且輸出所述電能。金屬空氣電池在放電期間吸收氧氣且在充電期間放出氧氣。

此外，燃料電池是通過電化學反應將燃料的化學能直接變成電能的裝置，并且是一種只要向其供應燃料就能夠持續產生電的發電裝置。在燃料電池中，當將包括氧氣的空氣供應至正極、并且將燃料例如甲醇或氫氣供應至負極時，電化學反應通過在正極和負極之間的電解質膜發生，從而產生電。

為了提供改善的性能，需要改善電化學電池的構造(配置)。

發明內容

另外的方面將在接下來的描述中部分地闡明，和由所述描述部分地明晰，或可通過所呈現的實施方案的實踐獲悉。

根據實施方案的方面，電化學電池包括：包括至少一個電化學單元電池的電池模塊；配置為將空氣供應至電池模塊并且恒定地維持供應至電池模塊的空氣中的氧氣濃度的空氣供應器；和配置為將從電池模塊排出的空氣再循環的空氣再循環器，其中電池模塊包括通過其從空氣供應器引入空氣的空氣入口、和通過其將在至少一個電化學單元電池中反應之后剩余的空氣排出的空氣出口，和其中空氣再循環器被配置為將通過電池模塊的空氣出口排出的空氣再循環至電池模塊的空氣入口。

空氣再循環器可包括配置為將通過空氣出口排出的空氣轉移至空氣供應器的空氣流道(流動通道)。

空氣供應器可包括：配置為從外部吸入空氣的空氣吸入設備；和配置為通過將氧氣從吸入的空氣分離而產生氧氣的氧氣發生器。

空氣流道可連接在電池模塊的空氣出口和氧氣發生器之間。

空氣供應器可進一步包括配置為從吸入的空氣去除水分的水分去除器，并且由水分去除器干燥的空氣和從電池模塊排出的空氣可彼此混合和供應至氧氣發生器。

氧氣發生器可進一步配置為經由吸附/解吸方法或膜方法過濾氧氣。

吸附/解吸方法可包括選自如下的至少一種：變壓吸附(PSA)方法、變溫吸附(TSA)方法、變壓變溫吸附(PTSA)方法、和真空變壓吸附(VSA)方法。

氧氣發生器可包括：連接至電池模塊以將分離的氧氣供應至電池模塊的第一出口；和配置為將在氧氣分離之后剩余的氣體排出的第二出口。

空氣供應器可進一步配置為將通過第一出口排出的氣體的至少一部分回流至氧氣發生器。