可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池制造技术

在一个实施例中，可加燃料并且可再充电的金属空气电化学电池包括可更换的并且可再充电的金属燃料阳极、空气阴极、第三电极、和与阳极主表面的至少一部分离子接触的隔板。在另一实施例中，可加燃料并且可再充电的金属空气电化学电池包括放电电池和充电电池。放电电池包括空气阴极构件，适于容纳可更换并且可再充电的金属燃料阳极，当在空气阴极构件中插入阳极时，在金属燃料向金属氧化物进行电化学转化的过程中产生电能。充电电池包括充电电极结构，适于容纳可更换并且可再充电的金属燃料阳极（通常在此阳极放电之后，或在用于放电的阳极开始使用前），当所述阳极插入充电电极结构中时，在施加电能的条件下金属氧化物转化为金属燃料。此外，提供便于阳极还原的各种结构。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池专利技术背景专利
本专利技术涉及金属空气电化学电池。具体而言，本专利技术涉及可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池以及用于此的阳极组件。原有技术的描述电化学电源是能够借助电化学反应产生电能的装置。这些装置包括金属空气电化学电池，例如锌空气和铝空气电池。这种金属电化学电池采用由金属构成的阳极，在放电过程中该金属转化为金属氧化物。某些电化学电池例如是可再充电的，这样电流可经过阳极以将金属氧化物重新转化为金属以便下一次放电。此外，可加燃料的金属空气电化学电池是这样构成的：可以更换阳极材料以便连续地放电。总的来说，金属空气电化学电池包括阳极、阴极、和电解液。阳极通常由浸在电解液中的金属粒子形成。阴极通常包括双功能的半透膜和用于还原氧的催化层。电解液通常是传导离子但不导电的腐蚀性液体。金属空气电化学电池具有优于传统的氢基燃料电池的许多优点。特别是，因为燃料如锌资源丰富并能够以金属或其氧化物的形式存在，所以由金属空气电化学电池提供的能量供给实际上是用之不竭的。金属空气电化学电池的燃料可以是固态的，因此它安全、易于处理和储存。与采用甲烷、天然气或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，包括：金属燃料阳极；空气阴极构件，其构造和尺寸能够容纳金属燃料阳极；第三电极；以及以与阳极的至少一个主表面离子接触的方式设置的隔板。

【技术特征摘要】
US 2001-9-26 60/324,8671.一种可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，包括：金属燃料阳极；空气阴极构件，其构造和尺寸能够容纳金属燃料阳极；第三电极；以及以与阳极的至少一个主表面离子接触的方式设置的隔板。2.根据权利要求1的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，进一步包括在燃料阳极和空气阴极之间的间隔件。3.根据权利要求2的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，所述间隔件包括第一侧和第二侧，其中阳极设置在间隔件的第一侧上，空气阴极设置在间隔件的第二侧上，此外，其中第三电极设置在阳极和间隔件的第一侧之间。4.根据权利要求2的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，所述间隔件包括第一侧和第二侧，其中阳极设置在间隔件的第一侧上，空气阴极设置在间隔件的第二侧上，此外，其中第三电极设置在空气阴极阳极和间隔件的第二侧之间。5.根据权利要求2的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，进一步包括用于该燃料阳极的框架和顶部，将该顶部构造为允许流体经框架上的至少一个开口流通，并且构造为电连接的通路，该顶部进一步构造为连接到间隔件。6.根据权利要求5的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，其中间隔件包括至少一个用于连接顶部的延伸部分。7.根据权利要求1的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，进一步包括用于该燃料阳极的框架和顶部，将该顶部构造为允许流体经框架上的至少一个开口流通，并且构造为电连接的通路，该顶部进一步-->构造为连接到间隔件。8.一种可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，包括：金属燃料阳极；包括在该阳极的相对侧上的第一和第二空气阴极的空气阴极构件，该空气阴极构件的构造和尺寸能够容纳金属燃料阳极；第一和第二个第三电极；以及各自以与阳极的第一和第二主表面离子接触的方式设置的第一和第二隔板。9.根据权利要求8的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，进一步包括在燃料阳极的第一主表面和第一空气阴极之间的第一间隔件和在燃料阳极的第二主表面和第二空气阴极之间的第二间隔件。10.根据权利要求9的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，第一间隔件包括第一侧和第二侧，其中阳极设置在第一间隔件的第一侧上，空气阴极设置在第一间隔件的第二侧上，此外，其中第三电极设置在阳极和第一间隔件的第一侧之间，第二间隔件包括第一侧和第二侧，其中阳极设置在第二间隔件的第一侧，空气阴极设置在第二间隔件的第二侧上，此外，其中第三电极设置在阳极和第二间隔件的第一侧之间。11.根据权利要求9的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，第一间隔件包括第一侧和第二侧，其中阳极设置在第一间隔件的第一侧上，空气阴极设置在第一间隔件的第二侧上，此外，其中第三电极设置在空气阴极和第一间隔件的第二侧之间，第二间隔件包括第一侧和第二侧，其中阳极设置在第二间隔件的第一侧上，空气阴极设置在第二间隔件的第二侧上，此外，其中第三电极设置在空气阴极和第二间隔件的第二侧之间。12.根据权利要求9的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，进一步包括用于该燃料阳极的框架和顶部，将该顶部构造为允许流体-->经框架上的至少一个开口流通，并且构造为电连接的通路，该顶部进一步构造为连接到第一和第二间隔件。13.根据权利要求12的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，其中第一和第二间隔件各包括至少一个用于连接顶部的延伸部分。14.根据权利要求1或8的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，其中阳极包括金属材料和金属氧化物材料。15.根据权利要求1或8的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，其中阳极包括金属材料、金属氧化物材料和离子导电材料。16.根据权利要求1或8的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，其中隔板包括其中含有电解质的薄膜。17.根据权利要求1或8的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，其中隔板包括选自水溶性烯键式不饱和酰胺和酸的一种或多种单体的聚合产物。18.根据权利要求1或8的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，其中隔板包括选自水溶性烯键式不饱和酰胺和酸的一种或多种单体的聚合产物、以及水溶性或水溶胀性聚合物。19.根据权利要求1或8的可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池，其中隔板包括在支撑材料上形成的、选自水溶性烯键式不饱和酰胺和酸的一种或多种单体的聚合产物。20.一种可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池系统，包括：放电电池系统，包括空气阴极构件，该空气阴极构件的构造和尺寸能够容纳具有电容量的可更换并且可再充电的金属燃料阳极；和充电电池系统，包括充电电极结构，该结构适合于容纳需要电能转化以产生或补充电容量的可更换并且可再充电的金属燃料阳极。-->21.一种可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池系统，包括：放电电池系统，包括空气阴极构件，该空气阴极构件的构造和尺寸能够容纳具有电容量的可更换并且可再充电的金属燃料阳极，该放电电池系统装在具有盖子的容器中，盖子包括与空气阴极电连接的阴极电接点，盖子的构造和尺寸允许阴极电接点与阳极上的电接点匹配；和充电电池系统，包括充电电极结构，该结构适合于容纳需要电能转化以产生或补充电容量的可更换并且可再充电的金属燃料阳极。22.一种可再充电的并且可加燃料的金属空气电化学电池系统，包括：放电电池系统，包括空气阴极构件，该空气阴极构件的构造和尺寸...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡则彬，威廉莫里斯，乔治佐尼吉，陈慕国，
申请(专利权)人：异能公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]