CN105765781A - 操作和调节包括电沉积燃料的电化学电池的方法 - Google Patents

操作和调节包括电沉积燃料的电化学电池的方法 Download PDF

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Abstract

用于调节包括至少两个电化学电池的电化学电池系统的方法包括从电化学电池的燃料电极选择组，该组包括充电组和重置组。方法还包括将充电组内的燃料电极保持在与离子传导介质中的溶液中的金属燃料离子的设定浓度关联的预定充电状态下。方法进一步包括将重置组内的燃料电极重置。电化学电池系统包括多个燃料电极和一个或者多个控制器，该一个或者多个控制器被配置为通过保持燃料电极中的至少一个燃料电极的预定充电状态，调控具有离子传导介质的溶液中的可还原金属燃料离子的浓度，并且在至少一个其它燃料电极上发起充电过程、放电过程、或者重置过程。还公开了其它特征和实施例。

Description

操作和调节包括电沉积燃料的电化学电池的方法
在先申请的交叉引用
本申请要求2013年10月14日提交的美国临时申请序列号61/890,728的权益，其全部内容并入于此。
技术领域
本发明涉及包括电沉积金属燃料的电化学电池，并且更具体地，涉及操作和调节包括电沉积的金属燃料的电化学电池系统的方法。
背景技术
使用金属作为燃料的各种类型的电化学电池是已知的，诸如金属-空气、铅酸、以及Ni-Zn电池。例如，金属-空气电池通常包括：燃料电极，金属燃料在该处被氧化；以及吸气式阴极，来自周围空气的氧在放电模式期间在该处被还原。在充电模式期间，金属燃料被还原并且被电沉积在燃料电极处，从而存储金属燃料用于未来的放电过程。电化学电池包括用于支持氧化/还原离子的反应的电解质。在放电期间，电解质中的可还原金属物种的浓度向着饱和点增加。这些类型的电池的重大挑战是由电解质中的金属燃料离子的高浓度造成的充电/放电的非一致性和电极钝化，这造成了不良的循环行为。在循环时，金属燃料的累积(例如树枝晶的形成)引起如下问题，包括电极之间的电连接的过早形成、减少的充电容量、以及电池中较低的整体电池效率。
除此之外，本申请尽力提供操作包括电沉积金属燃料的电化学电池、在循环时将金属燃料的钝化最小化、消除燃料电极处金属燃料累积的区域、以及有效地将燃料电极调节到新的可充电状态的有效且改善方式。
发明内容
根据实施例，提供了用于调节包括至少两个电化学电池的电化学电池系统的方法。每个电池包括：燃料电极，用于接收电沉积的金属燃料；氧化剂电极，与燃料电极分隔开；充电电极，与燃料电极分隔开；以及离子传导介质，连通电化学电池系统中的电池以用于传导离子以支持燃料电极、氧化剂电极、以及充电电极处的电化学反应，离子传导介质包括可还原金属燃料离子。燃料电极和氧化剂电极被配置为在放电模式期间氧化燃料电极处的金属燃料并且还原氧化剂电极处的氧化剂，以在燃料电极和氧化剂电极之间生成用于应用到负载的放电电流。燃料电极和充电电极被配置为在充电期间将燃料的可还原物种还原以将燃料电沉积在燃料电极上，并且通过在燃料电极和充电电极之间应用来自功率源的充电电流，将氧化剂的可氧化物种氧化。调节方法包括从至少两个电化学电池的燃料电极选择组，组包括充电组和重置组。方法还包括将充电组内的燃料电极保持在与离子传导介质中的溶液中的金属燃料离子的设定浓度关联的预定充电状态。方法进一步包括将重置组内的燃料电极重置。
根据另一实施例，电化学电池系统至少包括共用离子传导介质内的第一电化学电池和第二电化学电池。第一和第二电化学电池中的每个都包括用于接收电沉积的金属燃料的燃料电极、与燃料电极分隔开的氧化剂电极、以及与燃料电极分隔开的充电电极。离子传导介质连通电极以用于传导离子以支持电极处的电化学反应，并且包括可还原燃料离子。燃料电极和氧化剂电极被配置为在放电模式期间氧化燃料电极处的金属燃料并且还原氧化剂电极处的氧化剂，以在燃料电极和氧化剂电极之间生成用于应用到负载的放电电流。燃料电极和充电电极被配置为在充电模式期间将燃料的可还原物种还原以将燃料电沉积在燃料电极上，并且通过在燃料电极和充电电极之间应用来自功率源的充电电流，将氧化剂的可氧化物种氧化。系统还包括一个或者多个控制器，其被配置为通过保持燃料电极中的至少一个燃料电极的预定充电状态，调控具有离子传导介质的溶液中的可还原金属燃料离子的溶度。一个或者多个控制器还被配置为发起至少一个其它燃料电极上的充电、放电、或者重置过程。
根据另一实施例，提供了用于移除包括多个电池的电化学电池系统中的树枝状形成物的方法。每个电池包括：燃料电极，被配置为在其上接收电沉积的金属燃料；氧化剂电极，与燃料电极分隔开；以及充电电极，与燃料电极分隔开。离子传导介质是多个电池共用的，离子传导介质在其中包括可还原金属燃料离子，并且连通电极以支持电极处的电化学反应。燃料电极和氧化剂电极被配置为在放电模式期间氧化燃料电极处的金属燃料并且还原氧化剂电极处的氧化剂，以在燃料电极和氧化剂电极之间生成用于应用到负载的放电电流。燃料电极和充电电极被配置为在充电模式期间将可还原金属燃料离子还原为燃料电极上的电沉积的金属燃料，并且通过在燃料电极和充电电极之间应用来自功率源的充电电流，将氧化剂的可氧化物种氧化。方法包括对多个电池中的至少一个电池充电以减少离子传导介质中的可还原金属燃料离子的浓度。方法还包括当可还原金属燃料离子的浓度低于阈值量时将多个电池中的至少一个其它电池放电或者重置。
附图说明
现在将仅通过示例的方式，参照其中对应的附图标记指示对应的部分的示意性附图描述本发明的实施例，并且其中：
图1描绘了包括四个电化学电池的电化学电池系统的横截面图。
图2描绘了调节过程的流程图。
具体实施方式
作为本发明的非限制性示例性实施例，图1图示了电化学电池系统100的示意性横截面图。如图所示，电化学电池系统100的部件可以至少部分地被包含在限定内部电池腔室(一般描绘为104)的关联的壳体102中，壳体102被配置为在其中包含离子传导液体的体积。在实施例中，分立壳体102可以被链接以共享跨壳体102分布的离子传导液体的体积，并且可以在壳体102之间循环(例如由流体泵驱动)。在实施例中，系统100利用液体离子传导介质，液体离子传导介质被包含在共用壳体102内，并且被配置为在共用壳体102中循环以在电池系统100内传导离子。在实施例中，壳体102内的液体离子传导介质的量可以到达水平面L。虽然有时候离子传导介质可以在壳体102内大体上静止，诸如在停滞区中，但是可以领会的是，电池系统100可以被配置为创建离子传导介质的对流流动。在一些实施例中，离子传导介质的流动可以是由电池100中的释出的气体的气泡生成的对流流动，诸如在整体并入于此的美国专利申请序列号13/531,962、13/532,374、以及13/666,864中描述的。电化学电池100的各种部分可以具有任何合适的结构或者成分，包括但不限于由塑料、金属、树脂、或者其组合形成。因此，电池100可以被以任何方式组装，包括由(一体成型的)多个元件等形成。在各种实施例中，电化学电池系统100可以包括来自其中每个通过引用整体并入于此的美国专利号8,168,337、8,309,259、8,491,763、8,492,052、8,659,268和美国专利申请序列号12/631,484、12/776,962、12/885,268、13/028,496、13/083,929、13/185,658、13/230,549、13/277,031、13/299,167、13/362,775、13/526,432、13/531,962、13/532,374、13/666,864、13/668,185、61/707,478、以及61/763,428中的一个或多个的元件或者设置。
在电池系统100的实施例(诸如图1所示的电池系统100)中，多个电池110可以一起被安装在共用壳体102中。这种组装件可以增加能量和/或功率密度，可以基于从每个电池生成的气泡的相互作用而便于期望的流动方向，可以通过减少其中的分立部分的数目或以其它方式而减少生产成本。图1的组装件在其中包含四个电池110，并且因此可以被称为四电池100。可以领会的是，四个电池(单独地，电池110a、110b、110c、以及110d)限定四电池100，但是在其它实施例中还可以包括更少或者附加的电池(即形成双电池、三电池、五电池等)。虽然在一些实施例中，电池110可以共享共用的电极，但是在其它实施例(诸如所示的实施例)中，每个电池110a、110b、110c、以及110d包含其自身的关联燃料电极112、氧化剂电极114、以及充电电极116(即与彼此分隔)。如图1所描绘的，燃料电极112a、氧化剂电极114a、以及充电电极116a与电池110a关联。相似地，燃料电极112b、氧化剂电极114b、以及充电电极116b与电池110b关联；燃料电极112c、氧化剂电极114c、以及充电电极116c与电池110c关联；并且燃料电极112d、氧化剂电极114d、以及充电电极116d与电池110d关联。然而，在一些实施例中，一个电池110的燃料电极112可以被理解为参与与和其它电池110关联的氧化剂还原电极114和/或充电电极116的电化学反应(例如，与电池110a关联的燃料电极112a可以耦合到与电池110b关联的氧化剂还原电极114b和/或充电电极116b)。
电池系统100的燃料电极112可以被支撑在内部电池腔室104中，以便由离子传导介质接触。在实施例中，燃料电极112是当电池系统100在放电模式下或者电生成模式下操作时作为阳极起作用并且当电池系统100在充电模式下或者电消耗模式下操作时作为阴极起作用的金属燃料电极。燃料可以被提供到电池100，作为悬浮在离子传导介质中的粒子。燃料电极可以被提供作为可渗透电极体(网、筛等)。可渗透电极体可以包括由能够(通过电沉积或者以其它方式)捕获和保持来自流动穿过电池腔室104或者以其它方式存在于电池腔室104内的离子传导介质的金属燃料的粒子或者离子的任何构形制成的筛。关于可渗透电极体的其它细节(其配置和操作)可以在之前通过引用并入上文的美国专利和专利申请序列号8,168,337、8,309,259、8,659,268、12/885,268、13/230,549、13/277,031、13/299,167中描述。
在电池100中使用的燃料可以是金属，诸如铁、锌、铝、镁、铅、钙、镍、或者锂。说到金属，这一术语意指包含当被收集在电极体上时具有原子形式、分子形式(包括金属氢化物)、或者合金形式的所有在周期表上被认为是金属的元素，包括但不限于碱金属、碱土金属、镧系元素、锕系元素、半金属、“贫”金属、后过渡金属、以及过渡金属。然而，本发明不旨在限于任何特定燃料，并且可以使用其它燃料。
图1所图示的实施例描绘了与每个电池110关联的单个燃料电极112，然而在一些实施例中，燃料电极112可以包括诸如在美国专利号8,309,259和美国申请序列号13/299,167和13/230,549中描述那样的多个可渗透电极体。电极体可以具有不同的尺寸，使得可以使用阶梯式支架配置(例如如由美国专利号8,659,268所描述的和通过引用并入上文的)，在其它实施例中，电极可以具有基本上相同的尺寸。在一些实施例中，共用燃料电极112可以是用于多个邻近电池110的燃料电极。例如，在所图示的实施例中，燃料电极112a和燃料电极112b可以被替换为由电池110a和电池110b两者共享的共用燃料电极。
在实施例中，氧化剂还原电极114可以具有任何适当的构造或者配置。例如，氧化剂还原电极114一般可以被配置为支持电化学电池系统100中的氧还原，以在电池系统100的放电期间创建与燃料电极112的电势差。在实施例中，氧化剂还原电极114可以包含具有可以被称为“(多种)活性材料”的网或者涂层的活性层。(多种)活性材料便于与氧还原关联的电化学反应。因此，在实施例中，氧化剂还原电极114被定位在电池腔室104中，使得活性材料接触离子传导介质，从而允许离子被传导到燃料电极112和/或从燃料电极112被传导过来。在一些实施例中，氧还原电极的活性材料可以由被烧结以形成复合材料或者以其它方式成层在一起的催化剂粒子或者材料、传导基体、以及疏水材料的混合物形成。在各种实施例中，活性材料可以由一种或者多种金属和/或其氧化物来构造，诸如但不限于锰、银、镍、铂、镧、锶、以及钴。对于关于氧化剂电极的其它细节，可以参照之前整体并入于此的美国专利申请序列号13/531,962、13/553,269、13/668,180、以及13/668,185。
在实施例中，氧化剂还原电极114可以被密封到或者以其它方式被组装到被浸入到电池腔室104中的离子传导介质中的氧化剂还原电极模块中。至少一个空气通道118(单独地，空气通道118a、118b、118c、和118d)可以延伸到氧化剂还原电极模块中，以便将空气或者任何其它氧化剂提供到氧化剂还原电极114。这种配置的其它细节在之前通过引用整体并入于此的美国专利申请号13/531,962中描述。
如图所示，在包含分离的充电电极116的实施例中，充电电极116可以被定位在氧化剂还原电极114和燃料电极112之间。在没有分离的充电电极116的电池110的实施例中，可以在电池110的充电和放电两者期间利用氧化剂还原电极114(即在充电期间作为阳极并且在放电期间作为阴极)。
在所图示的图1的实施例中，充电电极116与每个电池100关联。虽然在所图示的实施例中，充电电极116与燃料电极112分隔，可以领会的是，在一些实施例中，充电电极116可以包括燃料电极112的一部分，从而需要合适的电绝缘材料。如图所示，专用充电电极116一般可以被定位在燃料电极112和氧化剂还原电极114之间；然而，各种其它设置也是可能的。充电电极116可以被定位为与燃料电极112分隔。在一些实施例中，充电电极116可以是燃料电极112的一部分(包括，例如，作为可渗透电极体中的一个或者多个可渗透电极体)。就像燃料电极112那样，充电电极116可以被定位在电池腔室104内，以便与离子传导介质接触。充电电极116可以被配置为参与液体离子传导介质中存在的可氧化氧化剂物种的氧化，以便在电池110的充电期间促进经氧化的金属燃料物种的还原和燃料电极112上的金属燃料的生长。因此，在一些实施例中，由于在电化学电池110的充电期间，在充电电极116处的还原过程期间形成的气体物种，充电电极116可以被称为氧释出电极。
在实施例中，在充电期间形成的气泡可以从它们在充电电极116上释出的地方朝向液体电解质水平面L上升，并且产生离子传导介质流。可以领会的是，充电电极116的分隔设置可以大体上驱动气泡，并且因此将该流驱动为彼此远离、在相对的氧化剂还原电极112上、一般由箭头120描绘的流图案。离子传导介质的各种其它流图案也是可能的，例如诸如在之前整体并入于此的美国专利申请序列号13/532,374和13/666,864中描述的那些。此外，虽未在图1中图示，但是在一些实施例中，可以实施散布器、偏流器、或者其它流修改体。
离子传导介质可以是水溶液。合适介质的示例包括水溶液，水溶液包括硫酸、磷酸、三氟甲磺酸、硝酸、氢氧化钾、氢氧化钠、氯化钠、硝酸钾、氢氧化锂、或氯化锂。在一些实施例中，离子传导介质是含水氢氧化钾。在实施例中，离子传导介质可以包括电解质。例如，可以使用常规液体电解质溶液，或者可以使用室温离子液体，如之前通过引用并入上文的美国专利申请序列号12/776,962中提到的。在一些实施例中，添加剂可以被添加到离子传导介质，包括但不限于增强燃料电极112上的金属燃料的电沉积过程的添加剂，诸如在之前通过引用并入上文的美国专利申请序列号13/028,496和13/526,432中描述的那样。例如，这种添加剂可以控制燃料粒子的树枝状生长，减少在放电期间燃料粒子从燃料电池112分离的可能性，和/或在电池系统100内部的电极之间创建不期望的电接触。
在各种非限制性实施例中，燃料电极112、氧化剂还原电极114、以及分离的充电电极116可以通过开关系统连接，该开关系统可以被配置为将电池110和电池系统100连接到电源、负载、或者其它电池(串联和/或并联地)。在放电期间，燃料电极112连接到负载，并且作为阳极操作，使得由金属燃料释放的电子(在燃料在燃料电极112处被氧化时)流动到外部负载。氧化剂还原电极114在放电期间作为阴极起作用，并且被配置为接收来自外部负载的电子，并且将接触氧化剂还原电极114的氧化剂还原，特别是将围绕电池110的空气中的氧、被馈送到电池110中的氧、或者从电池110回收的氧还原。在充电期间，燃料电极112连接到电源，并且作为阴极操作，使得离子传导介质内的经氧化的燃料在燃料电极112处被还原。充电电极116在充电期间作为阳极起作用，并且将接触充电电极116的经还原的氧化剂氧化，特别地将氧释出到离子传导介质中。其各种开关系统配置和操作是可能的，例如诸如在之前整体并入于此的美国专利号8,309,259和美国申请序列号12/885,268、13/083,929、13/299,167、13/230,549、以及13/277,031中描述的那些。
可以领会的是，在电池系统100的充电和放电期间发生的电化学反应可以是还原-氧化(氧化还原)反应。例如，在其中金属燃料为锌的实施例中，离子传导介质可以包含将被电镀为燃料电极112上的锌燃料的可还原锌离子。在一个这种实施例中，还原反应在燃料电极112(还原位点)处发生，并且可以遵照Zn(OH)4 2-+2e-→Zn+4OH-。对应的氧化反应在充电电极116处发生，并且可以遵照2OH-→H2O+1/2O2+2e-。充电电极116因此被理解为在电池系统100内产生氧气，并且因此可以被称为氧释出电极。可以领会的是，在一些实施例中，利用不同的金属燃料，并且因此可以发生也可以在电池系统100中释出氧或者其它气体的其它反应。
在其中金属燃料为锌的实施例中，氧化反应可以对应于方程式Zn→Zn2++2e-。锌离子可以以如下方式与离子传导介质中的氢氧根离子结合，该方式对应于Zn2++4OH-→Zn(OH)4 2-。锌酸盐(Zn(OH)4 2-)接着可以在离子传导介质中流动，并且可用于在电池系统100的未来充电期间在燃料电极112处还原为锌燃料。
在放电过程期间，电解质中的可还原金属物种(例如Zn(OH)4 2-)的浓度向饱和点增加。虽然不受任何具体理论的约束，但是在溶液中的可还原金属物种的浓度增加时，电解质电阻(例如内部电池电阻)可以增加。在放电时，可能期望可还原金属燃料离子在溶液中的更低的浓度，从而增加电池系统100的电解质电导率和功率密度。附加地，由于高的电解质电阻，移除所积累的金属燃料累积(例如，在燃料电极重置期间)的深度放电过程可以被有效阻止，尤其是接近深度放电的结尾时(当金属燃料物种处于最高的浓度时)。
附加地，围绕放电燃料电极的溶液中的金属燃料离子的高浓度(通常远高于给定温度下的饱和水平)可以引起电极间短路的形成。虽然不受任何具体理论的约束，但是该短路形成的一种可能机制可以描述如下。当周围溶液中的金属燃料离子的浓度增加到高于饱和水平时，金属燃料氧化物(例如ZnO)形成物可以在放电燃料电极的表面上产生。在后续的充电过程期间，金属燃料可以电镀在这些氧化物形成物之上。接近充电过程的结尾时，随着电解质中的金属燃料离子浓度降低到低于饱和，金属氧化物形成物(例如ZnO)可以溶解。随后在更深度的放电时，位于沉积的大体上更内部的层中的Zn金属的一部分可以电化学溶解，并且可以产生导电薄片状形成物。这些相对大的薄片接着可能不期望地埋入或者嵌入在电极周围，可能在电极之间形成短路，从而有效地阻碍电池系统100的操作。
可以领会的是，电化学电池系统100的相同离子传导介质内的电池110的多个电极便于对溶液中的金属离子浓度的调控。将多个电池110保持在电池系统100的单个电解质体积中的这一构思提供了在正常操作模式和调节模式或者过程(例如，用于移除所积累的金属燃料累积或者树枝状形成物)两者期间调控电解质中的金属燃料离子浓度的独特机会。这一配置的优势将在下面的段落中进行描述。
可以领会的是，在实施例中，固定量的燃料和金属燃料离子可以被分布在每个电池100的燃料电极112上的金属燃料、离子传导液体中的被逐出的金属燃料(例如松散的树枝晶)、以及具有离子传导液体的溶液中的金属燃料离子之间。因此，电池110的选择性充电可以以受控方式减少离子传导液体中的金属燃料离子的浓度。可以领会的是，对除其它电池110之外的特定电池110的充电可以相似地被用于控制离子传导液体中的金属燃料离子的浓度，以及控制每个电池110中的金属燃料。在电池系统100的实施例的正常操作模式下，所有电池110都可以是活跃的(例如，未被保持在预定的充电状态(SOC))；在这一情况下，电池系统100的能量密度或者充电容量被最大化。备选地，在剩余分数的电池110处于非活跃状态时(例如，保持在预定SOC的充电状态下以设定电解质中的金属燃料浓度)，预定分数的电池110可以处于活跃状态。在这一情况下，电池系统100的电解质电导率和/或功率密度可以因为金属燃料离子的较低浓度而增加。
除了在正常操作模式下由本发明提供的优势之外，还便于电池系统100调节过程。例如，在调节模式期间，预定分数的电池110被保持在降低溶液中的金属离子的浓度的非活跃或者充电状态下(即高SOC)。剩余分数的电池110然后可以被重置，例如以便移除与燃料电极112关联的金属燃料累积和/或树枝状形成物。这种调节过程的实施例将在以下段落中进行描述。前者可以被称为充电组而后者被称为重置组。然而，如下文注意的，电池110的重置可以通过任何适当的过程实现。例如，这种重置过程的实施例可以包括充电-放电脉冲，或者诸如在通过引用并入上文的美国专利申请序列号13/277,031中公开的那些之类的重置过程。
在图2所描绘的实施例中，用于调节电化学电池系统100的过程202可以包括将燃料电极112分布成组的第一步骤204，这些组包括充电组和重置组。被分配到充电组的(多个)燃料电极112可以在步骤206处被充电到预定的SOC。这将具有设定电池系统100的离子传导介质中的金属燃料离子的浓度的作用。被分配到重置组的(多个)燃料电极112接着可以在步骤208处根据合适的重置过程被重置。
在实施例中，调节过程202可以因为电压测量、电流测量、阻抗测量、累计SOC(Ah)、温度测量、充电容量测量、循环数、运行时间、预定调度、手动用户命令、或者其组合而被发起。例如，与电池系统100关联(例如，与每个电池110关联)的一个或者多个感测设备可以被配置为测量这些测量，和/或可以从这些或者其它测量得出这些测量。在实施例中，测量可以针对电池系统100中的一个或者多个电池110，或者可以针对作为整体的电池系统100。在实施例中，一个或者多个感测设备可以耦合到被配置为接收来自一个或者多个传感器设备的感测数据的控制器(例如，电子元件、电路、和/或一个或者多个处理器)。在实施例中，如本文中描述的，控制器可以被配置为引起对电池110的选择性充电或者放电。在实施例中，控制器可以被配置为继续测量、计算、或者估算对电池系统100中的燃料电极112中的一个或者多个燃料电极或者其它地方的测量，并且可以根据测量选择性地控制电池110的充电和/或放电。在一些实施例中，当来自外部功率源的功率可用时，调节过程被发起。通过在步骤210处基于电压测量、电流测量、阻抗测量、累计SOC(Ah)、充电容量、或者其组合确定燃料电极112和/或电池110是否已经令人满意地被重置，电池系统100可以退出调节过程212。在一些实施例中，基于预定调度、运行时间、手动用户命令、当外部功率源变得不可用时、或者其组合，电池系统100可以退出调节过程212。
在实施例中，燃料电极112被分布成组，这些组根据预定调度包括充电组和重置组。在其它实施例中，燃料电极112的充电容量可以通过任何适当的手段感测，或者基于测得的数据计算。在实施例中，如果充电容量比预定充电容量小大于阈值量，则燃料电极可以被分配到重置组。
在实施例中，循环数可以被用于确定系统100的调节过程中的预调度顺序。例如，在包括四个电池110a-d的系统100中，在第一预定数目的充电-放电循环之后，所有“奇数”电池(即图示的实施例中的电池110a和110c)进入重置过程，而“偶数”电池(即图示的实施例中的电池110b和110d)保持充电，从而设定了电解质中的可还原金属燃料离子的浓度。一旦电池110a和110c被重置，系统100接着可以进入正常充电/放电模式。在第二预定数目的充电-放电循环之后，所有“偶数”电池(即本文中的电池110b和110d)接着可以开始重置，其中所有“奇数”电池(即本文中的电池110a和110c)被保持在充电状态下。这种调度可以被重复无数次数且以任何合适的交替模式。备选地，电池110可以以顺序模式被重置。例如，在第一预定数目的充电-放电循环之后，电池110a开始重置，而系统100的所有其它电池110b-d保持充电。在第二预定数目的充电-放电循环之后，电池110b开始重置，而电池系统100的所有其它电池110a、c、d保持充电。这一调节模式可以跨系统100中的任何合适数目的电池110进行。
在一些实施例中，电压测量可以在放电过程期间在燃料电极112和关联的氧化剂电极114之间确定，或者在充电过程期间在燃料电极112和关联的充电电极116之间确定。通过将这一电压测量同与燃料电极112关联的预定电压比较，电池110和/或燃料电极112可以被分配到重置组。例如，如果燃料电极112a和氧化剂电极114a之间的测得的放电电压比预定放电电压小大于阈值量，则燃料电极112a可以基于这一比较被分配到重置组。备选地，如果燃料电极112a和充电电极116a之间的测得的充电电压比预定充电电压大大于阈值量，则燃料电极112a可以被分配到重置组。
在一些实施例中，燃料电极112的欧姆电阻可以经由燃料电极112和与电池系统100关联的任何其它合适电极之间的电压或者电流测量而确定。所确定的电阻可以与预定电阻或者预定电阻值比较；并且电池110和/或燃料电极112可以基于这一比较被分配到重置组。例如，如果燃料电极112a和充电电极116a之间的欧姆电阻比在相同的两个电极之间测得的预定电阻大大于阈值量，则电池110a可以分配到重置组。
在实施例中，重置过程(其可以是如本文中描述的电池系统100调节过程的子过程)可以包括以足够慢的速率对电池110放电以电化学移除所有燃料金属形成物，从而调解燃料电极112上的金属树枝晶累积。例如，放电可以以恒定电压进行，其后是以恒定电流放电。恒定电压放电可以是电压限制的放电，其中放电进行直到放电电流下降到低于预定电流限制。恒定电流放电可以是电流限制的放电，其中放电进行直到放电电压下降到低于预定电压限制。重置过程中的限制可以基于(1)对燃料电极112处的不期望的金属燃料形成物的充分移除和(2)操作实际性(例如，在适当短的时间内完成重置程序以支持操作需求)之间的最佳平衡来限定。在一些实施例中，恒定电流放电的预定电压限制可以等于之前的恒定电压放电步骤的截止限制或者任何其它合适的预定或者测量值。
在实施例中，对重置组内的燃料电极的放电可以包括以大体上恒定的电压对燃料电极放电低到小于大约100μA/cm2的放电电流密度，并且以大体上恒定的电流对燃料电极放电低到小于大约1V的电池电压。在实施例中，电流放电的电流密度可以小于大约50μA/cm2。在实施例中，恒定电流可以小于大约500μA/cm2。在实施例中，恒定电流可以小于大约50μA/cm2。在实施例中，以大体上恒定电流的放电可以低达大约0.5V的电池电压。在一些实施例中，对重置组内的燃料电极的放电可以以大体上恒定的电压低达小于大约10mA/cm2的放电电流密度。在实施例中，对重置组内的燃料电极的放电可以以大体上恒定的电压低达小于大约1mA/cm2的放电电流密度。
在一些实施例中，重置程序可以包括充电-放电脉冲，这可以再激活一些被钝化的燃料金属膜和/或粒子，从而增加该程序的有效性。作为充电-放电脉冲重置方法的非限制性示例，燃料电极112最初可以通过以预定的步长值减少放电电流或者电压而被逐步放电，使得金属燃料在燃料电极112上被氧化而不进入钝化状况，且氧化剂在氧化剂电极114处被还原。放电接着可以由于合适的电压测量、电流测量、累计SOC(Ah)、阻抗测量、温度测量、充电容量、运行时间、预定调度、手动用户命令、或者其组合而被停止。充电步骤可以紧随其后，其中应用了燃料电极112和充电电极116之间的电流，使得金属燃料在燃料电极112处被还原并且氧化剂的可氧化物种在充电电极116处被氧化。充电步骤接着可以由于电压测量、电流测量、累计SOC(Ah)、阻抗测量、温度测量、充电容量、运行时间、预定调度、手动用户命令、或者其组合而被停止。重置脉冲方法的这些充电/放电步骤可以被重复任何合适的次数以有效地调解金属燃料形成物在燃料电极112处的累积，从而重置燃料电极112以在电池系统100的正常操作模式下提供更大的充电容量和循环能力。
一旦电解质中的金属离子浓度由被分配到充电组的(多个)燃料电极112的SOC来调控，则可以采用包括任何合适数目或者类型的步骤的任何适当的重置过程。例如，可以附加地或者备选地采用诸如在美国专利申请序列号13/277,031中描述的重置过程。
根据就其功率或者能量密度需求而言的所期望的应用，电池系统100可以以高功率或者高能量密度模式操作。因此可以领会的是，本文中描述的发明基本上将电池系统100的功率和能量密度解耦，从而产生高的灵活度。
示例
在示例性实施例中，Zn-空气电化学电池系统被提供为包括四个电池的四电池。离子传导介质是在8MKOH中包括1.4MZn的电解质。可还原锌离子被电镀为电池系统的燃料电极上的锌燃料。电池系统的满充电容量为约700Ah(每电池175Ah)。表1示出了作为充电状态(即保持不活跃以设定电解质中的Zn离子浓度)下的电池数目的函数的电解质中的经调控Zn离子浓度。
表1：在1.4MZn的初始电解质浓度的情况下作为保持在充电状态下的电池数目的函数的Zn摩尔浓度。
当所有电池都处于活跃状态(即电池系统SOC＝0Ah)时，电池系统的充电容量处于其最大值700Ah，并且电解质溶液中的初始金属离子浓度为1.4MZn。Zn饱和程度处于其最高值1.82(由Zn摩尔浓度除以室温下的饱和浓度0.77M算得)。如果一个电池被分配到充电状态(即电池系统SOC＝175Ah)，则电池系统的充电容量下降到525Ah，电解质溶液中的初始金属离子浓度下降到1.09MZn，并且Zn饱和程度下降到1.41。在这一情况下，因为电解质中的更低浓度的金属燃料离子，系统功率密度增加并且Zn电极钝化的可能性降低。功率密度被最大化并且Zn电极钝化的可能性被最小化，因为如果三个电池被保持在充电状态(即电池系统SOC＝525Ah)，则充电/放电过程未受溶液中的高Zn浓度阻碍地进行。
上文图示的实施例仅为了说明本发明的结构和功能原理而被提供并且不旨在进行限制。例如，本发明可以使用各种燃料、氧化剂、电解质、和/或整体结构配置或者材料实践。因此，本发明旨在包含在以下所附权利要求的精神和范围内的所有修改、替换、更改、和等同。

Claims (25)

1.一种用于调节包括至少两个电化学电池的电化学电池系统的方法，其中每个电池包括：
(i)燃料电极，用于接收电沉积的金属燃料；
(ii)氧化剂电极，与所述燃料电极分隔开；
(iii)充电电极，与所述燃料电极分隔开；
(iv)离子传导介质，连通所述电化学电池系统的所述电池以用于传导离子以支持所述燃料电极、所述氧化剂电极、以及所述充电电极处的电化学反应，所述离子传导介质包括可还原金属燃料离子；
所述燃料电极和所述氧化剂电极被配置为在放电模式期间将所述燃料电极处的所述金属燃料氧化并且将所述氧化剂电极处的氧化剂还原，以在所述燃料电极和所述氧化剂电极之间生成用于应用到负载的放电电流；并且，
所述燃料电极和所述充电电极被配置为在充电模式期间将所述燃料的可还原物种还原以将所述燃料电沉积在所述燃料电极上，并且通过在所述燃料电极和所述充电电极之间应用来自功率源的充电电流，将所述氧化剂的可氧化物种氧化；
其中调节方法包括：
(i)从所述至少两个电化学电池的所述燃料电极中选择组，所述组包括充电组和重置组；
(ii)将所述充电组内的所述燃料电极保持在与所述离子传导介质中的溶液中的金属燃料离子的设定浓度关联的预定充电状态；以及，
(iii)重置所述重置组内的所述燃料电极。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述充电电极从由(a)所述氧化剂电极、(b)第三电极、以及(c)所述燃料电极的一部分组成的组选择。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述重置包括移除所述燃料电极处的树枝状形成物。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述重置包括以足够低的速率对所述重置组内的所述燃料电极放电以移除所述燃料电极处的金属燃料形成物。
5.根据权利要求4所述的方法，其中以所述足够低的速率对所述重置组内的所述燃料电极的放电包括以大体上恒定的电压对所述燃料电极放电低到小于大约100μA/cm2的放电电流密度，并且以大体上恒定的电流对所述燃料电极放电低到小于大约1V的电池电压。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述恒定的电流小于大约500μA/cm2。
7.根据权利要求5所述的方法，其中以所述大体上恒定的电流的放电低达大约0.5V的电池电压。
8.根据权利要求4所述的方法，其中以所述足够低的速率对所述重置组内的所述燃料电极的放电包括以大体上恒定的电压对所述燃料电极放电低到小于大约10mA/cm2的放电电流密度。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述重置包括脉冲充电和脉冲放电，以移除所述重置组内的所述燃料电极处的树枝状形成物。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括测量电压测量、电流测量、阻抗测量、温度测量、充电容量、运行时间、预定调度、以及手动用户命令中的一个或者多个，并且基于所述测量的结果发起所述调节方法。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括检测来自外部功率源的功率的可用性，并且当来自所述外部功率源的所述功率可用时发起所述调节方法。
12.根据权利要求1所述的方法，其中将所述燃料电极分布在所述组中根据预定调度周期性地执行。
13.根据权利要求1所述的方法，其中将所述燃料电极分布在组中包括：
感测第一燃料电极的当前充电容量；
将所述当前充电容量与预定充电容量进行比较；以及
如果所述当前充电容量比所述预定充电容量小大于阈值量，则将所述第一电极分配到所述重置组。
14.根据权利要求1所述的方法，其中将所述燃料电极分布在组中包括：
感测第一电化学电池的所述燃料电极和所述第一电化学电池的第二电极之间的当前电压，所述第二电极从由(a)所述第一电化学电池的所述氧化剂电极和(b)所述第一电化学电池的所述充电电极组成的组选择；
将所述当前电压与预定电压进行比较；以及，
如果所述当前电压与所述预定电压之差大于阈值量，则将所述第一电化学电池的所述燃料电极分配到所述重置组。
15.根据权利要求1所述的方法，其中将所述燃料电极分配在组中包括：
感测第一电化学电池的所述燃料电极的当前电阻；
将所述当前电阻与预定电阻进行比较；以及，
如果所述当前电阻比所述预定电阻大大于阈值量，则将所述第一电化学电池的所述燃料电极分配到所述重置组。
16.一种电化学电池系统，其至少包括在共用的离子传导介质内的第一电化学电池和第二电化学电池，其中所述第一电化学电池和所述第二电化学电池中的每个都包括：
(i)燃料电极，用于接收电沉积的金属燃料；
(ii)氧化剂电极，与所述燃料电极分隔开；
(iii)充电电极，与所述燃料电极分隔开；
所述离子传导介质连通电极以用于传导离子以支持所述电极处的电化学反应，并且包括可还原燃料离子；
所述燃料电极和所述氧化剂电极被配置为在放电模式期间将所述燃料电极处的所述金属燃料氧化并且将所述氧化剂电极处的氧化剂还原，以在所述燃料电极和所述氧化剂电极之间生成用于应用到负载的放电电流；并且，
所述燃料电极和所述充电电极被配置为在充电模式期间将所述燃料的可还原物种还原以将所述燃料电沉积在所述燃料电极上，并且通过在所述燃料电极和所述充电电极之间应用来自功率源的充电电流，将所述氧化剂的可氧化物种氧化；以及
一个或者多个控制器，被配置为：
通过保持所述燃料电极中的至少一个燃料电极的预定充电状态，调控具有所述离子传导介质的溶液中的可还原金属燃料离子的浓度；并且，
在至少一个其它燃料电极上发起充电过程、放电过程、或者重置过程。
17.根据权利要求16所述的电化学电池系统，所述充电电极从由(a)所述氧化剂电极、(b)第三电极、以及(c)所述燃料电极的一部分组成的组选择。
18.根据权利要求16所述的电化学电池系统，其中所述第一电化学电池的所述燃料电极包括以分隔开的关系设置的一系列可渗透电极体。
19.根据权利要求17所述的电化学电池系统，其中具有所述离子传导介质的溶液中的可还原金属燃料离子的浓度由所述一个或者多个控制器调控，所述一个或者多个控制器对所述第一电化学电池充电或者放电以建立所述燃料电极的所述可渗透电极体中的至少一个可渗透电极体的预定充电状态；并且，
其中所述一个或者多个控制器被配置为发起在所述第一电化学电池的至少一个其它可渗透电极体上的充电过程、放电过程、或者重置过程。
20.根据权利要求16所述的电化学电池系统，其中所述重置过程被配置为移除存在于所述燃料电极处的树枝状形成物。
21.根据权利要求16所述的方法，其中重置包括充电-放电脉冲以移除所述燃料电极处的树枝状形成物。
22.一种用于移除包括多个电池的电化学电池系统中的树枝状形成物的方法，每个电池包括：
(i)燃料电极，被配置为在所述燃料电极上接收电沉积的金属燃料；
(ii)氧化剂电极，与所述燃料电极分隔开；
(iii)充电电极，与所述燃料电极分隔开；
离子传导介质，由所述多个电池共用，所述离子传导在其中包括可还原金属燃料离子，并且连通电极以支持所述电极处的电化学反应；
所述燃料电极和所述氧化剂电极被配置为在放电模式期间将所述燃料电极处的所述金属燃料氧化并且将所述氧化剂电极处的氧化剂还原，以在所述燃料电极和所述氧化剂电极之间生成用于应用到负载的放电电流；并且，
所述燃料电极和所述充电电极被配置为在充电模式期间将所述可还原金属燃料离子还原为所述燃料电极上的电沉积的金属燃料，并且通过在所述燃料电极和所述充电电极之间应用来自功率源的充电电流，将所述氧化剂的可氧化物种氧化；
所述方法包括：
(i)对所述多个电池中的至少一个电池充电以减少所述离子传导介质中的可还原金属燃料离子的浓度；以及
(ii)当可还原金属燃料离子的浓度小于阈值量时，对所述多个电池中的至少一个其它电池放电或者重置。
23.根据权利要求22所述的方法，进一步包括测量电压测量、电流测量、阻抗测量、温度测量、以及与所述多个电池中的一个或者多个电池关联的充电容量中的一个或者多个，并且基于所述测量计算所述离子传导介质中的可还原金属燃料离子的浓度。
24.根据权利要求22所述的方法，进一步地所述充电电极从由(a)所述氧化剂电极、(b)第三电极、以及(c)所述燃料电极的一部分组成的组选择。
25.根据权利要求22所述的方法，进一步包括通过被配置为发起对所述多个电池的充电、放电、或者重置的一个或者多个控制器，感测或计算所述离子传导介质中的可还原金属燃料离子的浓度。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2939567A1 (en) * 2014-02-12 2015-08-20 Fluidic, Inc. Method of operating electrochemical cells comprising electrodeposited fuel
AU2016232739A1 (en) 2015-03-19 2017-11-09 Nantenergy, Inc. Electrochemical cell comprising an electrodeposited fuel
JP2018518022A (ja) * 2015-06-04 2018-07-05 フルイディック, インク.Fluidic, Inc. ハイブリッド電気化学セルシステムおよび動作方法
US11611115B2 (en) 2017-12-29 2023-03-21 Form Energy, Inc. Long life sealed alkaline secondary batteries
CN112805851A (zh) 2018-07-27 2021-05-14 福恩能源公司 用于电化学电池的负电极

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102456934A (zh) * 2010-10-20 2012-05-16 流体公司 针对基架燃料电极的电池重置过程
CN203218408U (zh) * 2011-11-04 2013-09-25 流体公司 电化学电池

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3556849A (en) 1968-06-19 1971-01-19 Leesona Corp Recharging alkaline/zinc cells
DE3326729A1 (de) 1983-07-25 1985-02-07 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum betrieb eines elektrochemischen speichers
JPS60124372A (ja) 1983-12-07 1985-07-03 Meidensha Electric Mfg Co Ltd 二次電池の運転方法
EP0190078A3 (fr) 1985-01-30 1987-04-08 S.E.R.E.G.I.E. Procédé de charge d'un générateur électrochimique à électrode négative de zinc, et générateur électrochimique pour la mise en oeuvre de ce procédé
JPS61290669A (ja) 1985-06-19 1986-12-20 Meidensha Electric Mfg Co Ltd 亜鉛―ハロゲン二次電池の運転方法
JP2967635B2 (ja) 1991-12-13 1999-10-25 株式会社明電舎 金属ハロゲン電池の運転方法
US5998968A (en) 1997-01-07 1999-12-07 Ion Control Solutions, Llc Method and apparatus for rapidly charging and reconditioning a battery
KR20050057544A (ko) 2002-09-24 2005-06-16 가부시키가이샤 에루마 납축전지에 발생하는 황산납피막의 제거장치
JP4194399B2 (ja) 2003-03-25 2008-12-10 キヤノン株式会社 組電池、並びに、その充電装置およびその方法
AU2004258144B2 (en) 2003-07-09 2009-12-03 Largo Clean Energy Corp. Device for monitoring and charging of a selected group of battery cells
US8168337B2 (en) 2008-04-04 2012-05-01 Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University Electrochemical cell, and particularly a metal fueled cell with non-parallel flow
US8309259B2 (en) 2008-05-19 2012-11-13 Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University Electrochemical cell, and particularly a cell with electrodeposited fuel
US8491763B2 (en) 2008-08-28 2013-07-23 Fluidic, Inc. Oxygen recovery system and method for recovering oxygen in an electrochemical cell
US20100316935A1 (en) 2008-12-05 2010-12-16 Fluidic, Llc Electrochemical cells connected in fluid flow series
US8895197B2 (en) 2009-05-11 2014-11-25 Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University Metal-air low temperature ionic liquid cell
WO2011035176A1 (en) 2009-09-18 2011-03-24 Fluidic, Inc. Rechargeable electrochemical cell system with a charging electrode charge/discharge mode switching in the cells
EP2486622B1 (en) 2009-10-08 2014-07-23 Fluidic, Inc. Rechargeable metal-air cell with flow management system
US8632921B2 (en) 2010-02-04 2014-01-21 Fluidic, Inc. Electrochemical cell with diffuser
US20110199054A1 (en) * 2010-02-12 2011-08-18 Revolt Technology Ltd. Methods for charging metal-air cells
EP2537205B1 (en) 2010-02-16 2014-04-30 Fluidic, Inc. Electrochemical cell, and particularly a cell with electro deposited fuel
EP2559097B1 (en) 2010-04-13 2018-05-30 Fluidic, Inc. Metal-air electrocemical cell with high energy efficiency mode
US8481207B2 (en) 2010-04-29 2013-07-09 Arizona Board Of Regents Metal-air room-temperature ionic liquid electrochemical cell with liquid fuel
US9184478B2 (en) 2010-05-10 2015-11-10 Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University Metal-air cell with performance enhancing additive
BR112012032269B1 (pt) 2010-06-24 2020-01-07 Nantenergy, Inc. Método para operar célula eletroquímica e célula eletroquímica
WO2012012364A1 (en) 2010-07-19 2012-01-26 Fluidic, Inc. Electrochemical cell with catch tray
CN202550031U (zh) 2010-09-16 2012-11-21 流体公司 具有渐进析氧电极/燃料电极的电化学电池系统
JP5908251B2 (ja) 2010-11-17 2016-04-26 フルイディック，インク．Ｆｌｕｉｄｉｃ，Ｉｎｃ． 階層型アノードのマルチモード充電
CN102629701B (zh) 2011-02-04 2016-08-17 流体公司 具有分路电流中断的电化学电池系统
WO2012173694A1 (en) 2011-06-17 2012-12-20 Fluidic, Inc. Ionic liquid containing sulfonate ions
CN104604007B (zh) 2011-07-19 2017-09-05 流体公司 用于电化学电池的疏湿性导体层
CN203225320U (zh) 2011-11-04 2013-10-02 流体公司 电化学电池系统
US20130115525A1 (en) 2011-11-04 2013-05-09 Fluidic, Inc. External ptfe layer reinforcement for oxidant electrode
US9413048B2 (en) 2011-11-04 2016-08-09 Fluidic, Inc. Air cathode with graphite bonding/barrier layer
US9444105B2 (en) 2011-11-04 2016-09-13 Fluidic, Inc. Immersible gaseous oxidant cathode for electrochemical cell system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102456934A (zh) * 2010-10-20 2012-05-16 流体公司 针对基架燃料电极的电池重置过程
CN203218408U (zh) * 2011-11-04 2013-09-25 流体公司 电化学电池

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