仪表化的表面经流体处理的电极制造技术

电化学装置(例如电池)包括至少一个具有流体表面的电极以及一个或多个被配置为检测所述装置的操作条件的传感器。流体引导结构可以响应于所述传感器来调节流动或保持流体。在所述装置内的电解质还可以包括离子传输流体，例如渗入多孔固体支持物中的离子传输流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】仪表化的表面经流体处理的电极专利技术人杰弗里 F 迪恩、B 弗伦、威廉 盖茨、W 丹尼尔 希利斯、罗德里克 A 海德、穆里尔 Y 伊什克瓦、爱德华荣格、乔丁 T 卡勒、内森 P 米佛德、克拉伦斯 T 特格林、大卫 B 塔克曼、托马斯 A 韦弗、查尔斯 惠特默、小洛厄尔 L 伍德、维多利亚 Y H 伍德相关申请的交叉引用本申请涉及并且要求保护从以下列出的申请(“相关申请”)的最早可获得的实际申请日的权益(例如，要求保护非临时专利申请的最早可获得的优先权日或请求保护根据35USC § 119 (e)的对临时专利申请、对相关申请的任何和全部母申请、母申请的母申请、母申请的母申请的母申请等等的权益)。相关申请的以及相关申请的任何和所有的母申请、母申请的母申请、母申请的母申请的母申请等申请的所有的主题都通过引用到这样的主题并不与本文不一致的程度来并入本文。 相关申请:为了 USPTO法外要求的目的，本申请构成于2009年7月29日提交的以Geoffrey F. Deane> Bran Ferren、William Gates、W. Daniel Hillis、Roderick A. Hyde、Muriel Y. Ishikawa、Edward K. Y. Jung、Jordin T. Kare> Nathan P. MyhrvoId> ClarenceT. Tegreene、David B. Tuckerman、Thomas A. Weaver、Charles Whitmer、Lowell L. Wood、Jr. ,Victoria Y. H. Wood为专利技术人的名称为FLUID-SURFACED ELECTRODE (表面经流体处理的电极)的美国专利申请第12/462，205号的部分继续申请，该部分继续申请是目前共同待审的或是目前共同待审的申请有资格要求其申请日的权益的申请。美国专利局(USPTO)已经公布了实施通知，USPTO计算机程序要求专利申请人提出序号并且指示申请是继续申请还是部分继续申请。Stephen G. Kunin,在先提交的申请的权益，可从下述网址获得 http://www. uspto. gov/web/offices/com/sol/og/2003/weekllpaatbene. htm,USPTO官方公报2003年3月18日。本申请人实体(以下称为“申请人”)已经在上文提供对源自受到法规所述内容保护的优先权的申请进行特别引用。申请人理解，法规在其具体引用语言方面是明确的，并且不需要序号或用于要求美国专利申请的优先权的任何特征化，例如“继续申请”或“部分继续申请”。尽管有以上内容，但是申请人理解，USPTO的计算机程序具有某些数据输入要求，并且因此申请人指定本申请为其如上文提出的母申请的部分继续申请，但是明确地指出，这样的指定不以任何方式被解释为是关于本申请是否含有除了其母申请的内容之外的任何新内容的任何类型的解释和/或承认。背景最近关于“绿色”地产生能量的关注已经产生多种新工艺和对现有的用于提供电力的方法的改进。然而，许多可再生能源(例如太阳能和风能)仅可以是可间歇可用的，从而可能需要大的储存容量以在有需求时提供电。甚至可连续获得的动力源(例如核能)可以受益于允许超出连续可用的平均容量的间歇的峰值负荷的电能储存。现有的名义上适合于这些目的的电池可能是操作上高成本的，尤其是基于总单位能量成本时(考虑到资金成本和有限的循环寿命，尤其是深循环寿命)。此外，现有的电池可能具有实质上低于化石燃料的能量密度的能量密度，从而刺激继续主要使用烃类燃料来进行人员运输，尽管已知基于此目的使用烃的不利影响。改进的电池技术可以使电动交通工具更广泛地使用以及实现“绿色”发电。概述在一个方面，电化学装置包括两个电极、电解质以及传感器。所述电解质被布置为将离子电流从与所述电极中的一个接触的第一电解质表面传导至与所述电极中的另一个接触的第二电解质表面。所述电极中的至少一个包括电化学活性的流体层，所述电化学活性的流体层的表面与所述电解质接触。所述传感器被配置为检测所述电化学装置的接近所述电化学活性的流体层的与所述电解质接触的表面处的操作条件。所述装置可以还包括控制器，所述控制器可以被配置为通过修改所述电化学装置的操作参数来响应于来自所述传感器的信号。所述控制器可以包括存储器或发射器，并且可以被配置为响应 于来自所述传感器的信号的历史。所述装置可以包括多传感器，多传感器可以被配置为检测在所述装置内的相同的或不同的位置处的相同的或不同的操作条件(例如所述电化学活性的流体层的化学组成、化学活性、离子密度、密度、温度、流速、流动方向、粘度或表面张力、或温度、磁场大小、磁场方向、电化学势、电流、电流密度、所述装置的两个表面之间的距离、所述电子装置的一部分表面的位置、或以上中的任何的梯度)。所述电极中的至少一个可以包括固体支持物，所述电化学活性的流体层可以通过表面能效应附着于所述固体支持物。该固体支持物可以包括流体引导结构，流体引导结构可以被配置为响应于被所述传感器检测到的操作条件来调整所述电化学活性的流体层的流动参数。所述电解质可以还被布置为将离子电流从所述第二电解质表面传导至所述第一电解质表面(即反向地移动)。所述电解质可以包括固体表面(例如不渗透所述电化学活性的流体)或离子传输流体，离子能够移动通过所述离子传输流体而产生所述离子电流。所述电化学活性的流体可以包括液体金属、离子流体、细分散的金属、细分散的半金属、细分散的半导体或细分散的电介质。至少一个电极可以包含元素锂、钠、萊、锡、铯、铷、 丐、镁、银、招、钾、镓、铁、萊、锡、硫、氧、氟或氯中的一种或多种，并且所述电解质可以包含高氯酸盐、醚、四氢呋喃、石墨烯、聚酰亚胺、丁二腈、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、聚乙二醇、碳酸亚乙酯、￠-氧化铝、离子导电玻璃或离子导电陶瓷。在另一个方面，供应电化学能的方法包括将电负载连接于被电解质分隔的第一电极和第二电极，所述电解质被布置为将离子电流从与所述第一电极接触的第一电解质表面传导至与所述第二电极接触的第二电解质表面；以及监测被配置为检测所述电化学装置的接近所述第一电解质表面或所述第二电解质表面处的操作条件的传感器。所述第一电极和所述第二电极中的至少一个包括与所述电解质接触的电化学活性的流体层。监测所述传感器可以包括响应于来自所述传感器的信号调整所述电化学装置的操作参数(例如流体流动参数)，例如监测所述传感器局部的条件以及在响应时调整所述传感器局部的参数。在另一个方面，电化学装置包括两个电极、电解质以及被配置为检测所述电化学装置的操作条件的多个局部传感器。所述电解质被布置为将离子电流从与所述电极中的一个接触的第一电解质表面传导至与所述电极中的另一个接触的第二电解质表面。所述电极中的至少一个包括电化学活性的流体层，所述电化学活性的流体层的表面与所述电解质接触。每个局部传感器被配置为检测在所述装置内的预定位置处(例如在所述装置内的多个位置处)的操作条件。所述装置还可以包括控制器，所述控制器被配置为使用来自所述多个局部传感器中的一个或多个的数据指导所述电化学装置的操作参数的调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.07.29 US 12/462,205;2010.02.16 US 12/658,9431.一种电化学装置，包括 两个电极； 电解质，其被布置为将离子电流从与所述电极中的一个接触的第一电解质表面传导至与所述电极中的另一个接触的第二电解质表面，其中所述电极中的至少一个包括电化学活性的流体层，所述电化学活性的流体层的表面与所述电解质接触；以及 第一传感器，其被配置为检测所述电化学装置的接近所述电化学活性的流体层的与所述电解质接触的表面处的操作条件。2.根据权利要求I所述的电化学装置，还包括控制器，所述控制器被配置为通过修改所述电化学装置的操作参数来响应于来自所述第一传感器的信号。3.根据权利要求2所述的电化学装置，其中所述控制器包括存储器。4.根据权利要求2所述的电化学装置，其中所述控制器包括发射器。5.根据权利要求2所述的电化学装置，其中所述控制器被配置为通过修改所述电化学装置的所述操作参数来响应于来自所述第一传感器的信号的历史。6.根据权利要求I所述的电化学装置，还包括第二传感器，所述第二传感器被配置为检测所述电化学装置的操作条件。7.根据权利要求6所述的电化学装置，其中所述第一传感器和所述第二传感器被配置为检测不同的操作条件。8.根据权利要求6所述的电化学装置，其中所述第一传感器和所述第二传感器被配置为检测相同的操作条件。9.根据权利要求8所述的电化学装置，其中所述第一传感器和所述第二传感器被配置为检测在所述装置内的不同位置处的操作条件。10.根据权利要求6所述的电化学装置，其中所述第二传感器被配置为检测在接近所述电化学活性的流体层的与所述电解质接触的表面处的操作条件。11.根据权利要求I所述的电化学装置，其中所述操作条件是所述电化学活性的流体层的选自由化学组成、化学活性、离子密度、密度、温度、流速、流动方向、粘度和表面张力组成的组的条件。12.根据权利要求I所述的电化学装置，其中所述操作条件选自由温度、磁场大小、磁场方向、电化学势、电流、电流密度和所述装置的两个表面之间的距离组成的组。13.根据权利要求I所述的电化学装置，其中所述操作条件是所述电化学活性的流体层的表面的一部分的位置。14.根据权利要求I所述的电化学装置，其中所述操作条件是所述电化学活性的流体层的选自由化学组成、离子密度、密度、温度、流速、流动方向、粘度和表面张力组成的组的条件的梯度。15.根据权利要求I所述的电化学装置，其中所述操作条件是选自由温度、磁场大小、磁场方向、电化学势、电流和所述装置的两个表面之间的距离组成的组的条件的梯度。16.根据权利要求I所述的电化学装置，其中所述操作条件是所述电化学活性的流体层的表面相对于所述装置的部件的局部斜率。17.根据权利要求I所述的电化学装置，其中所述电极中的所述至少一个包括固体支持物，其中所述电化学活性的流体层被配置为通过表面能效应附着于所述固体支持物。18.根据权利要求17所述的电化学装置，其中所述固体支持物包括流体引导结构。19.根据权利要求18所述的电化学装置，其中所述流体引导结构被配置为响应于被所述第一传感器检测的操作条件来调整所述电化学活性的流体层的流动参数。20.根据权利要求I所述的电化学装置，其中所述电解质还被布置为将离子电流从所述第二电解质表面传导至所述第一电解质表面。21.根据权利要求I所述的电化学装置，其中所述电解质包括不渗透所述电化学活性的流体的固体表面。22.根据权利要求I所述的电化学装置，其中所述电解质包括离子传输流体，离子能够移动通过所述离子传输流体而产生所述离子电流。23.根据权利要求22所述的电化学装置，其中所述电解质还包括固体结构。24.根据权利要求I所述的电化学装置，其中所述电化学活性的流体层包括液体金属、离子流体、细分散的金属、细分散的半金属、细分散的半导体或细分散的电介质。25.根据权利要求I所述的电化学装置，其中所述电极中的一个包含选自由锂、钠、汞、锡、铯、铷、钙、镁、锶、铝和钾组成的组的至少一种元素。26.根据权利要求I所述的电化学装置，其中所述电极中的一个包含选自由镓、铁、汞、锡、硫、氧、氟和氯组成的组的至少一种元素。27.根据权利要求I所述的电化学装置，其中所述电解质包含选自由高氯酸盐、醚、四氢呋喃、石墨烯、聚酰亚胺、丁二腈、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、聚乙二醇、碳酸亚乙酯、β -氧化铝、离子导电玻璃和离子导电陶瓷组成的组的至少一种材料。28.一种供应电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里·F·迪恩，B·弗伦，威廉·盖茨，W·丹尼尔·希利斯，罗德里克·A·海德，穆里尔·Y·伊什克瓦，爱德华·K·Y·荣格，乔丁·T·卡勒，内森·P·米佛德，克拉伦斯·T·特格林，大卫·B·塔克曼，托马斯·A·韦弗，查尔斯·惠特默，小洛厄尔·L·伍德，维多利亚·Y·H·伍德，
申请(专利权)人：希尔莱特有限责任公司，
类型：发明
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