[發明專利]具有大幾何尺寸的碳基電極

在審

• 申請號: 201880064601.5
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN111758177A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: L·鮑曼;D·范豪特文;D·潘特;Y·阿爾瓦雷茲伽萊戈;K·范布洛克霍溫
• 申請（專利權）人: 威拓股份有限公司
• 主分類號: H01M4/86
• 分類號: H01M4/86;H01M4/96
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 顧嘉運;陳斌

1.一種具有大幾何表面積的碳基電極，所述電極包括具有帶有表面積的若干個切口的導電材料的框架，所述切口通過所述導電材料的各部分而彼此隔開，其中尺寸被設定為以便至少覆蓋所述切口的表面積的碳基子電極被定位在所述切口中并且被導電地連接到與所述碳基子電極毗鄰的所述導電材料的各部分的每一者的至少一部分。

2.根據權利要求1所述的碳基電極，其特征在于，所述子電極的每一者包含電流密度分配器，并且其中所述電流密度分配器被連接到與包含所述電流密度分配器的所述碳基子電極毗鄰的所述導電材料的各部分的至少一部分。

3.根據權利要求2所述的碳基電極，其特征在于，所述框架具有與所述電流密度分配器的電導率相同的電導率，優選地所述框架和所述子電極的電流密度分配器由相同的導電材料制成。

4.根據權利要求2或3所述的碳基電極，其特征在于，所述框架具有等于或小于所述電流密度分配器的電阻的電阻。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的碳基電極，其特征在于，所述碳基子電極以水密方式裝配到所述切口中。

6.根據權利要求5所述的碳基電極，其特征在于，密封材料被施加至所述子電極到所述框架的連接。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的碳基電極，其特征在于，所述導電材料的框架由金屬制成。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的碳基電極，其特征在于，所述碳基電極是氣體擴散電極。

9.根據權利要求1至8中任一項所述的碳基電極，其特征在于，所述框架的尺寸和所述切口之間的導電材料的各部分的尺寸被選擇成使得所述切口之間的導電材料的各部分的幾何表面積占所述電極的總幾何表面積的至多30％，更優選地至多25％，最優選地至多20％，尤其是至多15％或甚至至多10％。

10.根據權利要求1至9中任一項所述的碳基電極，其特征在于，位于所述電極的第一部分中的子電極具有比位于所述電極的第二部分中的子電極的孔隙率更小的孔隙率。

11.根據權利要求1-10中任一項的碳基電極，其特征在于，所述電極具有的總表面積為至少400cm²，優選地至少900cm²，更優選地至少1600cm²，最優選地至少1000cm²。

12.一種電化學電池，包括根據權利要求1-11中任一項所述的至少一個碳基電極。

13.根據權利要求12所述的電化學電池，其特征在于，進一步包括至少一個陽極，其中每個陽極的相對側連接至根據權利要求1-11中任一項所述的碳基電極。

14.根據權利要求13所述的電化學電池，其特征在于，所述陰極具有比所述陽極的活性表面大至少5倍，優選地大至少10倍的活性表面。

15.根據權利要求12至14中任一項所述的電化學電池，其特征在于，具有大幾何表面積的所述碳基電極的位于所述電化學電池中更靠近所述電化學電池底部的較低位置中的子電極具有比帶有大幾何表面積的所述碳基電極的位于所述電化學電池中更靠近所述電化學電池上部的較高位置中的子電極更小的孔隙率。

16.根據權利要求12至15中任一項所述的電化學電池，其特征在于，所述電化學電池是用于電化學合成的電池、電化學污水處置電池、或微生物燃料電池。