CN105324864A - 具有状态检测器的电化学存储设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有状态检测器(10)的电化学存储设备(1)，其包括电化学存储设备(1)，电化学存储设备(1)具有围绕电化学存储材料(2)的壁(5)，其中状态检测器(10)具有附接到壁(5)的背离电化学存储材料(2)的侧面的至少一个超声发射器(11)和至少一个超声接收器(12)，并且其中电化学存储材料(2)在存储设备(1)的操作期间经受体积改变，并且其中电化学存储材料(2)在存储设备(1)的操作期间为液体并且与壁(5)直接接触，并且超声发射器(11)和超声接收器(12)被附接到壁(5)，使得超声发射器和超声接收器声耦合到壁(5)。
Description
技术领域
本发明涉及具有状态检测器的电化学存储设备和用于操作这种电化学存储设备的方法。
背景技术
由于众多有利的功能性质，例如在充电以及放电过程期间的高能量密度和工业相关的电流密度，电化学存储设备(特别地包括金属-金属卤化物和钠-硫蓄电池)也越来越多地在大规模工业应用中使用。为了监测这种电化学存储设备的服务寿命并且通过维护措施的方式加长服务寿命，有利的是，安全并且可靠地检测电化学存储设备的充电或者放电状态。
发明内容
在例如基于钠-氯化镍电池单元技术的电化学存储设备的现有技术中已知的电池单元设计中，阳极或者负电极在操作温度下具有液体金属(特别是钠)作为电化学存储材料。液体金属的填充水平由于这一存储设备中的充电或者放电过程而改变。随着基于钠-氯化镍电池单元技术的这一存储设备的充电增加，与存储设备的阳极互连的阳极腔室中的钠填充水平上升，因此导致电参数以及电化学参数的改变(例如，充电曲线的改变)。在存储设备的放电增加时也会产生相似改变，其中钠的填充水平于是相应地下降。完全充电的基于钠-氯化镍电池单元技术的存储设备和彻底放电的存储设备之间的填充水平差可以高达10cm或者更多。
因此，已经证明足够可靠地并且以可控的方式预测这种电化学存储设备的状态(尤其是这种电化学存储设备的充电或者放电状态)在技术上是有利的。例如在专利申请US2011/0050235中描述了用于直接测量钠-氯化镍存储设备中的填充水平的方法。其中提出，借助于从上面引入到存储设备中的两个金属探测器，当两个探测器均由于与液体金属接触而短路时，检测到电短路。然而，存储设备中的这些测量探测器的复杂机械集成在这种特别需要困难的密封措施的解决方案中是不利的。此外，改装已经制造的存储设备是几乎不可能的。此外，在这种解决方案中，仅可以确立关于当前填充水平高于还是低于接触针的位置的二元信息；根据现有技术，不能直接确定填充水平的中间值。
在DE102008043193A1中描述了用于测量高温电池中的填充水平的其它方法。根据这一教导，可以借助于布置在电池中的金属电阻条带来确立填充水平。
在US2011/0236749A1中描述了其它备选解决方案，其中要借助于连通管道来确立填充水平。这一解决方案仍然具有高技术开销的劣势，然而，电化学存储设备中的状态检测需要该高技术开销。此外，该解决方案还不允许对使用可以实现状态检测的技术的现有电池单元进行改装。
在DE4229735A1中具体说明了其它技术解决方案，根据该解决方案，可以借助于超声波生成器和超声波接收设备来确立酸腔室的状态(特别是铅酸电池的状态)。根据其中描述的设备，超声波被发射到电池的内部中，以便在酸腔室中传播。反射分量被超声波接收设备记录并且被分析，因此可以获得关于酸状态的推断。为了这一目的，超声波生成器和超声波接收设备被放置在电池的开口上，该开口还形成发射通道或者检测通道。
然而，对于这种状态检测而言，在酸腔室和超声波生成器或者超声波接收设备之间必须存在开放式连接已被证明是不利的。为了这一目的，不仅有必要首先打开电池腔室以便附接超声波生成器和超声波接收设备，而且还要将它们关于周围环境密封。特别是在电池腔室中有反应物质的情形下，可能因此容易出现不期望的电池液体逸出。
此外，这种设备不适合结合高温电池使用，其中由于操作期间的热变化，担心形成泄漏。此外，在针对超声波生成器或者超声波接收设备的维护工作期间，这种设备已证明是不适宜的，因为总是必须将它们从电池壳体移除，并且因此使电池腔室暴露。
因此已经证明在技术上期望避免这些现有技术中已知的劣势。此外，在技术上期望独立于电化学存储设备被引入到其中的环境介质，足够可靠地和准确地执行这种状态检测。在这一情形下要考虑的是，电化学存储设备(例如钠-氯化镍电池单元或者钠-硫电池单元)仅可以时时在高温下操作，例如大于250℃的高温，特别地甚至大于350℃的高温。此外，在技术上期望提出能够迅速检测并且还同时可用于众多单独的电化学存储设备的技术，而不考虑这些存储设备的节省空间的互连。此外，期望(特别地当互连很多电化学存储设备以形成更大的模块时)连续地并且以针对性的方式查询存储设备的单独的状态，特别是充电或者放电状态。此外，这种技术要是稳健并且有成本效益的。这种技术产生的维护开销还要是低的，或者该技术不用维护。
本发明所基于的这些目的通过如在权利要求1中要求保护的电化学存储设备、并且通过如在上面而且还在下文中描述的、如在权利要求11中要求保护的用于操作这种存储设备的方法来实现。
特别地，本发明所基于的这些目的通过具有状态检测器的电化学存储设备实现，该电化学存储设备包括具有包围电化学存储材料的壁的电化学存储设备，其中状态检测器具有附接在壁的背离电化学存储材料的侧面上的至少一个超声发射器和至少一个超声接收器，并且其中电化学存储材料在存储设备的操作期间经受体积改变，其中在存储设备的操作期间，电化学存储材料以液体形式提供并且与壁直接接触，并且超声发射器和超声接收器被附接在壁上，使得它们声耦合到壁。
此外，本发明所基于的目的通过还如下文中描述的用于操作这种电化学存储设备的方法实现，该方法包括以下步骤：
-由超声发射器输出发射信号；
-由超声接收器接收响应信号；
-使用分析电路分析响应信号以确立电化学存储材料的状态，特别地确立电化学存储材料的填充水平。
此时要注意的是，在此处和下文中，电化学存储设备要被理解为意指其使得电能能够通过电化学反应被转换，并且此能量(或者其一部分)能够以化学形式被缓存。当能量被放出时，电化学存储材料反应，其中电能(在充电电流乘以电压的意义上)再次变得自由，据此其可以被供应于其它用途。此外，与在阳极腔室中的材料反应并行地，在电化学上等量的阴极材料总是在阴极腔室中反应。然而，由于量是相等的，仅观察电化学电池的一侧(即，例如阳极侧)完全足够了。
根据本发明，壁有必要包围电化学存储材料。这可以是对电化学存储材料的完全包围或者还可以是部分包围。因此，壁不必要在一侧上被电化学存储材料完全占据或者润湿。这在如下程度上本来也是不可能的：因为电化学存储设备中的状态改变，特别地因为电化学存储材料的体积改变发生。
此外，要注意的是，根据本发明的电化学存储设备的操作要包括所有操作模式，特别地期望的电化学反应将在这些操作模式期间进行。这些首要的是充电操作以及放电操作，其中待命操作(存储操作)也可以是合适的操作状态。
根据本发明的一个特别优选的实施例，提供的是，状态检测器被直接应用于电化学存储设备的壁。在这一情形下，超声发射器和超声接收器的布置优选地使得它们可以经由插座(plug)连接，插座在至少一个方向上是线状的并且位于壁上。为了这一目的，例如，形成壁使得提供壁的线状部分或者平面表面部分。以这一方式，线性的且因此受控的以及直接的声音传导是非常可能的。
根据实施例，还可以提供的是，存储设备的电池单元壳体还包括壁，或者壁是这一电池单元壳体。
电化学存储材料的体积改变特别地涉及填充水平改变，由于依赖于充电状态或者放电状态，存储设备填充有或多或少的电化学存储材料。存储设备的操作增加电化学存储材料的体积(例如，在充电期间)或者减少体积(例如，在放电期间)。因此，体积改变不仅仅由电化学存储材料的纯热体积改变造成，而是需要由电化学反应造成的电化学存储材料的量的增加或者减少。
根据本发明，因此提供的是，电化学存储设备被提供有状态检测器，该状态检测器借助于超声发射器和超声接收器实现状态检测，特别地实现填充水平检测。超声发射器和超声接收器被附接到包围电化学存储材料的壁，并且因此声耦合到这一壁。开放该壁以附接状态检测器因此不是必要的。在超声发射器输出发射信号时，声音沿着壁在朝着超声接收器的方向上传导。在这一情形下，由超声发射器发射的发射信号可以在壁的材料中或者壁的材料上作为声波传播。如果发射信号在这一传播期间遇到密度差，则这些波的一部分被散射、吸收、和/或反射。依赖于超声接收器关于超声发射器的位置布置，发射信号的衰减或者相移可以被超声接收器检测，或者散射或者反射的波被超声接收器检测为响应信号，并且借助于合适的分析电路进行分析。
由于超声发射器以及超声接收器被附接在包围电化学存储材料的壁上，依赖于电化学存储材料的体积改变，即例如依赖于电化学存储材料的填充水平，声波或早或晚受到填充水平影响。关于影响的位置的推断，并且因此关于电化学存储材料的填充水平高度或者边界的推断，可以根据这些受影响的表面波的时间曲线或者衰减或者还根据相移与超声发射器最初发射的发射信号的比较做出。
根据本发明的技术解决方案因此实现了对电化学存储设备的状态的基本上连续、高精确度、以及稳健的实时测量。特别地，电化学存储材料的体积，优选地电化学存储材料的填充水平被准确地检测。此外，在电化学存储设备的阳极腔室或者阴极腔室中不需要状态检测器，从而该布置以高水平的简易性和因此加长的服务寿命为特征。例如，状态检测器可以附加地被应用到电池单元的外壁(即电池单元壳体)。如现有技术中已知的分立连通测量电池单元因此不是必须流体连接。此外，这种电化学存储设备可以被用在众多环境介质中，例如在空气中或者还用在诸如热油之类的液体介质中，从而可以实现对这一电化学存储设备的合适的冷却或者合适的热量管理。
由于超声发射器的发射信号以及针对超声接收器的响应信号的比较低的声偏斜(deflection)幅度，电化学存储设备的部件(诸如电解质或电极层、焊缝、以及密封部)不受高机械负载，从而基本上排除了损坏。
除了被包括在电化学存储设备内的电化学存储材料的填充水平检测之外，还可以同时执行温度确立，这是由于在增加温度时壁的材料出现热膨胀，这在超声发射器和超声接收器的帮助下可以转而被计量检测。因此，多个操作相关的变量可以通过本发明检测。这增加了电化学存储设备的灵活性。
根据本发明，附加提供的是，在存储设备的操作期间，电化学存储材料以液体形式提供并且与壁直接接触。在这一情形下，电化学存储材料优选地被提供在阳极腔室中。电化学存储材料和壁之间的直接接触促进了检测原理，该检测原理需要影响由超声发射器发射的发射信号。因为壁和电化学存储材料之间的直接机械耦合，还保证了足够好的声耦合。如果电化学存储材料附加地以液体形式提供，发射信号的影响位置可以特别准备地检测，这是由于提供了非常可检测的相边界。
根据实施例所要求保护的电化学存储设备的典型操作温度是近似200℃或者更高。有利的温度上限可以是近似500℃。这种高操作温度保证了(特别地，在基于钠-氯化镍电池单元和钠-硫电池单元技术的存储设备中的)电化学存储材料以液体形式提供。在这种温度下对填充水平的检测是特别有利的，这是由于存在可以清楚检测的相边界。
根据本发明的一个特别有利的实施例，提供的是，电化学存储材料是金属，其熔点特别地不高于150℃。在这一情形下，电化学存储材料优选地被提供在阳极腔室中。熔点还优选地高于0℃。特别地，金属是钠，在标准状况下其具有97.72℃的熔点。金属是特别好的声导体，使得金属中的相边界可以借助于声超声信号特别好地被检测。金属的良好的声音传导性质涉及处于固相以及液相两者的金属。
根据本发明的其它优选的实施例，提供的是，壁是金属，特别地是金属合金，其熔点高于800℃。该金属优选地是基于镍的合金、或者钢或者钢合金。这种金属还实现电化学存储设备在高温度下的操作，其中在这些温度下还保证了良好的声音传导性质。此外，这种金属(特别地基于镍的合金、或者钢或者钢合金)已经证明在结合强腐蚀性电化学存储材料(诸如基于钠-氯化镍电池单元的存储设备中的钠)使用时腐蚀较少。金属附加地具有足够光滑的表面，或者这种表面可以通过合适的处理方法提供，经由该处理方法可以产生对声波的特别好的去耦合。此外，这种金属或者基于镍的合金或者钢或者钢合金可以制作的足够薄，使得在材料中的声音传导期间，可以通过机械连接到此材料的材料实现对声音传导性质的良好影响。
根据本发明的其它特别有利的方面，提供的是，在存储设备的操作期间，在存储设备完全充电的情形下，电化学存储材料的体积改变限定了第一填充水平，并且超声发射器或者超声接收器被附接在壁的第一位置处，该第一位置在壁的相反侧面上的对应区域仍然位于这一填充水平上方(这一填充水平高度上方)。在这一情形下，假设的是，存储设备按照预期操作并且填充水平可以在这一操作期间可复制地设定。在操作期间，存储设备通常不会进一步移动，使得可以以受控的和可复制的方式检测填充水平。此外，一些存储设备具有使得有必要以关于地球重力场的预定义对准来布置存储设备的几何形状(例如，在钠-氯化镍电池单元的情形下，在电池单元的操作期间，其电化学存储材料钠被布置在底部，即更靠近地球核心)。几何形状所需要的这种对准在这一情形下还对应于适当的对准，并且例如在钠-氯化镍存储设备的情形下允许液体钠的填充水平被可复制地确定。在填充水平上方的位置指示壁的相反侧面的相关区域未被电化学存储材料覆盖，或者不是位于可比拟的高度处。由于超声发射器或者超声接收器的这一布置，可以针对所有充电或者放电状态检测电化学存储设备的填充水平。这实现了在所有充电状态下都适合的检测。
根据本发明的其它特别有利的实施例，提供的是，在存储设备的操作期间，在存储设备完全操作放电的情形下，电化学存储材料的体积改变限定了第二填充水平，并且超声发射器或者超声接收器被附接在壁的第二位置处，该第二位置在壁的相反侧面上的对应区域仍然位于填充水平下方(或者在填充水平高度下方)。在这一情形下，再次假设的是，存储设备适当地操作，或者由于几何形状而提供了预定义的关于地球重力场的对准。在填充水平下方的位置在这一情形下指示甚至当存储设备已经完全放电时，壁的相反侧面的相关区域仍然被电化学存储材料覆盖，或者位于可比拟的高度下方。如果存储设备通过从之前的充电状态开始的放电过程已经完全放电(在钠-氯化镍电池单元的情形下，其中不提供电能的发射的状态也存在于初始充电的时候。然而，当提及完全放电时，这一初始状态也不被包括在当前的情形中)，则首要的是提供完全放电。这一实施例再次实现了对电化学存储设备的可能充电或者放电状态的所有填充水平的完全检测。
根据本发明的其它非常有利的实施例，提供的是，状态检测器具有还作为超声接收器操作的超声发射器。超声发射器和超声接收器两者因此可以被集成在一个部件中。一方面，这减少了部件的开销，此外，超声发射器或者超声接收器还可以被附接在壁的不是必须与电化学存储材料(在壁的与超声发射器或者超声接收器相反的侧)接触的区域内。如果超声发射器和超声接收器被集成在一个部件中，例如，可以将它们在时间顺序上交替地定时，即作为超声发射器操作一次并且作为超声接收器操作一次。
此外，可以提供的是，状态检测器被设计为以线性调频(chirp)操作进行操作。在这种线性调频操作中，超声发射器的信号发射在预定的频率范围内利用信号调制而执行，从而在对响应信号的接收和分析之后，位置分辨率相比于使用单频率发射信号的操作仍可以进一步显著增加。在接收响应信号之后，特别地可以执行频率分析，相比于分析仅单频率发射信号，这具有显著更高的信息含量。
此外，提供的是，状态检测器具有被设计为压电部件的超声发射器和/或超声接收器。这种压电部件实现了具有方向特性的高频率、高能量声场的简单生成，从而声信号可以优选地在一个方向上发射或者从一个方向接收。这转而增加了状态检测的准确性。
根据本发明的其它特别优选的实施例，提供的是，电化学存储设备被设计为金属-金属卤化物存储设备。这些存储设备被特别地设计为钠-氯化镍存储设备。在操作温度下，这些存储设备具有作为电化学存储材料的液体钠，其填充水平可以被特别好地检测，这是由于作为金属其具有特别好的声音传导性质。
根据方法的第一特别优选的实施例，提供的是，发射信号具有多个不同的超声频率，并且特别地被设计为在预定的频率范围内的斜波(ramp)。用于这一目的的合适的频率范围(如通常用于所有无损超声检测的)在10kHz和1GHz之间。在这一情形下，这一频率范围的仅仅小的窗口在斜波操作的情形下被遍历。斜波具有例如近似10μs的脉冲持续时间，其中1毫秒至10秒可以被选取为合适的脉冲间隔。对于位置分辨率而言，多个不同的超声频率实现了对电化学存储材料状态(特别地对填充水平)的更好的分析。
根据本发明的其它实施例，提供的是，对响应信号的分析涉及发射信号和响应信号之间的时间曲线、和/或发射信号和响应信号之间的相移、和/或响应信号关于发射信号的衰减。所有形式的分析都使得能够做出关于壁中的声波的曲线的陈述。还可以附加地组合各种分析方法，从而仍可以进一步改进填充水平高度的位置分辨率。
根据本发明的其它特别有利的实施例，提供的是，发射信号的输出被执行为定向在发射信号的择优传播方向上。择优传播方向在这一情形下特别地对应于插座，插座位于壁上并且在至少一个方向上是线状的。发射或者接收信号的方向可以借助于合适的压电致动器或者传感器来实现。这种部件优选地具有方向特性，这使得例如发射信号能够在择优的方向上发射或者从择优的方向接收。
附图说明
下文中将基于单独的附图详细描述本发明。要注意的是，在这一情形下，附图要被理解为仅仅是示意性的，并且它们不对本发明的可实施性提供任何限制。
此外，要注意的是，具有相同参考标记的部件具有相同的技术作用。
此外，要注意的是，在当前情形下，单独的部件本身要求保护并且还以彼此的任何任意的组合要求保护，其中组合可以能够解决本发明所基于的技术问题。
在图中：
图1在示意性横截面图中示出了根据本发明的电化学存储设备的第一实施例；
图2在示意性横截面图中示出了根据本发明的电化学存储设备的其它实施例；
图3在示意性横截面图中示出了根据本发明的电化学存储设备的其它实施例；
图4示出了用于操作这种电化学存储设备的根据本发明的方法的实施例的流程图图示。
具体实施方式
图1示出了穿过具有状态检测器10的电化学存储设备1的实施例的示意性横截面图。电化学存储设备1具有壁5，壁5至少部分地包围电化学存储材料2，其中电化学存储设备1被体现为例如钠-氯化镍电池单元。根据这种实施例，电化学存储材料2在这一存储设备1的操作温度下被形成为液体钠。壁5将通常是由基于镍的合金或者钢板或者由钢合金板制成的容器。除了被形成为阳极6的壁5之外，电化学存储设备1还包括阴极7，阴极7被布置在阴极腔室9中，阴极腔室9未被提供有其它参考标记。这一阴极腔室9通过电解分离层3与位于阳极腔室8中的电化学存储材料2分离，阳极腔室8也未被提供有参考标记。在电化学存储设备1的作为钠-氯化镍电池单元的实施例的情形下，这一电解分离层3将被形成为离子传导陶瓷层(固态电解质)。
此外，电化学存储设备1具有在壁5的背离电化学存储材料2的侧面上的状态检测器10，状态检测器10包括超声发射器11并且还包括超声接收器12。两个部件11、12都被附接到电化学存储设备1的壁，其中根据实施例，两个部件11、12都可以经由插座(plug)连接，插座位于壁上并且在至少一个方向上是线状的。在超声发射器11和超声接收器12与壁5之间存在声耦合，使得合适的声发射信号可以使用超声发射器11耦合到壁5中，并且可以借助于超声接收器12被接收为响应信号。超声发射器11以及超声接收器12两者都经由分析电路25连接，分析电路25实现对响应信号的分析并且因此实现对电化学存储材料状态的确立，特别地实现对阳极腔室8中的电化学存储材料2的填充水平的确立。
状态检测器10的超声发射器11将声发射信号21功能耦合到壁5中。通常被形成为声波(结构噪声和表面波)的这一发射信号21在超声接收器12的方向上传播。然而，在其去往超声接收器12的路上，发生对声波传播的影响，因为壁5的环境介质在传播路径上改变。因此，特别地在电化学存储材料2(其特别地以液体形式提供)的界面处，实现了转变区域15的形成，这导致发射信号21的衰减或者发射信号21的反射或者衍射。对应地，声发射信号21(其关于其相位行为被对应地衰减、延迟、或者更改)被超声接收器12接收作为响应信号22。因此可以通过比较两个信号21和22的物理参数而得出关于转变区域15的精确位置的推断。例如，如果状态检测器10被对应地校准，则转变区域15的位置可以被转换为电化学存储材料2的界面位置(填充水平高度)。
由于电化学存储设备1通常在显著高于环境温度的温度下操作，部件的单独的材料发生热膨胀。这些膨胀有时可以被用于确定操作温度，例如如果提供合适校准的话。因此，例如使用合适的参考点(例如，侧壁和底表面之间的转变)，还可以借助于分析电路25计算膨胀。这一膨胀可以转而借助于合适的校准标准与预定义温度关联，从而可以实现温度测量。
图2在横截面图中示出了根据本发明的电化学存储设备1的其它实施例，该实施例与图1所示的实施例的不同在于，状态检测器10的超声发射器11和超声接收器12被统一为一个部件。根据实施例，提供的是，状态检测器被附接在壁5的第一位置处，第一位置在壁5的相反侧面上的对应区域仍然位于电化学存储材料2的填充水平上方或者填充水平高度上方。如果声发射信号21现在借助于超声发射器11发射，其在壁5的转变区域15中再次被衰减、散射、和/或反射。这一发射信号21的反射分量被超声接收器12检测为响应信号22。基于这样从发射信号21和响应信号22检测到的信息项，电化学存储材料2的界面区域(转变区域15)并且因此填充水平再次可以借助于分析电路25确定。在这一情形下，状态检测器10可以被设计为例如压电模块，该压电模块可以在迅速的按时间顺序相继的步骤中作为超声发射器11操作并且接着作为超声接收器12操作。这种部件附加地实现了对定向波的检测，这实现了针对性空间分辨率。
图3转而以示意性形式示出了穿过根据本发明的电化学存储设备1的其它实施例的横截面图，其中类似于根据图2的实施例，状态检测器10包括超声发射器11以及超声接收器12两者作为集成部件。该部件再次与分析电路25电互连。然而，与图2中示出的实施例相比，状态检测器10被附接在壁的第二位置处，第二位置在壁的相反侧面上的对应区域仍然在填充水平下方或者仍然位于填充水平高度下方。在这一情形下，填充水平近似对应于在正常操作期间的彻底放电。因此，例如，状态检测器10可以附接为靠近底部区域的边缘。
图4示出了用于操作上述电化学存储设备的根据本发明的方法的流程图实施例，其包括以下步骤：
-由超声发射器11输出发射信号21(第一方法步骤101)；
-由超声接收器12接收响应信号22(第二方法步骤102)；
-使用分析电路25分析响应信号，以确立电化学存储材料2的状态，特别地确立电化学存储材料2的填充水平(第三方法步骤103)。
其它实施例由从属权利要求产生。
Claims (13)
1.一种具有状态检测器(10)的电化学存储设备(1)，包括电化学存储设备(1)，所述电化学存储设备(1)具有包围电化学存储材料(2)的壁(5)，其中所述状态检测器(10)具有附接在所述壁(5)的背离所述电化学存储材料(2)的侧面上的至少一个超声发射器(11)和至少一个超声接收器(12)，并且其中所述电化学存储材料(2)在所述存储设备(1)的操作期间经受体积改变，
其特征在于，在所述存储设备(1)的操作期间，所述电化学存储材料(2)以液体形式提供并且与所述壁(5)直接接触，并且所述超声发射器(11)和所述超声接收器(12)被附接在所述壁(5)上，使得所述超声发射器(11)和所述超声接收器(12)声耦合到所述壁(5)。
2.根据前述权利要求中的任一项所述的电化学存储设备，
其特征在于，所述电化学存储材料(2)是金属，其熔点特别地不高于150℃。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的电化学存储设备，
其特征在于，所述壁(5)是金属，特别地是金属合金，其熔点高于800℃。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的电化学存储设备，
其特征在于，在所述存储设备(1)的操作期间，在所述存储设备(1)的完全充电的情形下，所述电化学存储材料(2)的所述体积改变限定第一填充水平，并且所述超声发射器(11)或者所述超声接收器(12)被附接在所述壁(5)的第一位置处，所述第一位置在所述壁(5)的相反侧面上的对应区域仍然位于这一填充水平上方。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的电化学存储设备，
其特征在于，在所述存储设备(1)的操作期间，在所述存储设备(1)的完全操作放电的情形下，所述电化学存储材料(2)的所述体积改变限定第二填充水平，并且所述超声发射器(11)或者所述超声接收器(12)被附接在所述壁(5)的第二位置处，所述第二位置在所述壁(5)的相反侧面上的对应区域仍然位于所述填充水平下方。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的电化学存储设备，
其特征在于，所述状态检测器(10)具有还作为超声接收器(12)操作的超声发射器(11)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的电化学存储设备，
其特征在于，所述状态检测器(10)被设计为以线性调频操作进行操作。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的电化学存储设备，
其特征在于，所述状态检测器(10)具有被设计为压电部件的超声发射器(11)和/或超声接收器(12)。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的电化学存储设备，
其特征在于，所述电化学存储设备(1)被设计为金属-金属卤化物存储设备。
10.一种用于操作根据前述权利要求中的任一项所述的电化学存储设备的方法，包括以下步骤：
-由所述超声发射器(11)输出发射信号(21)；
-由所述超声接收器(12)接收响应信号(22)；
-使用分析电路(25)分析所述响应信号以确立所述电化学存储材料(2)的状态，特别地确立所述电化学存储材料(2)的所述填充水平。
11.根据权利要求10所述的方法，
其特征在于，所述发射信号(21)具有多个不同的超声频率，并且特别地被设计为在预定频率范围内的斜波。
12.根据前述权利要求10或者11中的任一项所述的方法，
其特征在于，对所述响应信号(22)的所述分析涉及发射信号(21)和响应信号(22)之间的时间曲线、和/或发射信号(21)和响应信号(22)之间的相移、和/或所述响应信号(22)关于所述发射信号(21)的衰减。
13.根据前述权利要求10到12中的任一项所述的方法，
其特征在于，所述发射信号(21)的所述输出被执行为定向在所述发射信号(21)的择优传播方向上。
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