CN111129433A - 用于从电化学电池中除去可能形成氢的化合物的方法 - Google Patents

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Abstract

用于从电化学电池中除去可能形成氢的化合物的方法。本发明涉及用于从电化学电池（1）中除去可能形成氢的化合物的方法，其中该方法至少包括如下方法步骤：(i)提供电化学电池，其包括至少一个正极（22），该正极包括至少一种吸氢材料（50）；(ii)将至少一个正极（21）的电位降低到相对于负极的活性材料的如下值，该值能够在正极上实现对包含在电化学电池中的可能形成氢的化合物的还原；(iii)在正极上在形成元素氢的情况下将可能形成氢的化合物还原；而且(iv)利用至少一种吸氢材料来转化所形成的氢，以便将氢键合。本发明也涉及：能用来执行按照本发明的方法的电化学电池；用于制造这种电化学电池的方法；以及电化学电池的用来执行所描述的方法的应用。

Description

用于从电化学电池中除去可能形成氢的化合物的方法
技术领域
本发明的主题是一种用于从电化学电池中除去可能形成氢的化合物的方法。为此，该方法使用了包括吸氢材料的电化学电池。本发明的主题也是该电化学电池、用于制造该电化学电池的方法以及该电化学电池的应用。
背景技术
能借助于电池组来存储电能。电池组将化学反应能转换成电能。在这种情况下，一次电池组和二次电池组不同。一次电池组只是一次性有工作能力的，而也被称作蓄电池的二次电池组能重新被充电。在此，一个电池组包括一个或多个电池组电池。
在蓄电池中，尤其是所谓的锂离子电池组电池得到应用。这些锂电池组电池的特点尤其在于高能量密度、热稳定性和极其微小的自放电。锂离子电池组电池主要在机动车中、尤其是在电动车辆中投入使用。
锂离子电池组电池通常具有也被称作阴极的正极和也被称作阳极的负极。这些锂离子电池组电池需要使用具有很少量的杂质的材料（电池级（Battery-grade））。其主要原因是：杂质视电化学稳定性而定可以在电极上化解而且这样在阳极上被还原或者在阴极上被氧化。这可能导致在固体电解质界面中的固定的反应产物或者导致在电解质中的移动的反应产物。两者通常都导致电化学电池的不利的特性。
由于能达到的能量密度高，目前研发的一部分集中在电化学电池，所述电化学电池包括金属锂作为活性材料。由于金属锂的高反应活性，金属锂对所使用的材料的纯度有特殊要求。
US 2016/322631和US 2012/064392公开了包含吸氢材料的电化学电池。并未描述用于除去可能形成氢的化合物的方法。
发明内容
本发明的主题是一种用于从电化学电池中除去可能形成氢的化合物的方法，其中该方法至少包括如下方法步骤：
(i) 提供电化学电池，该电化学电池包括至少一个负极（阳极）、至少一个正极（阴极）、至少一个隔膜以及至少一种电解质，其中
该至少一个负极包括至少一个集流体和至少一种活性材料，该活性材料包含至少一种碱金属和/或碱土金属；
该至少一个正极包括至少一个集流体、至少一种活性材料和至少一种吸氢材料；
该至少一个隔膜布置在该至少一个负极与该至少一个正极之间；而
该至少一种电解质提供在该至少一个负极与该至少一个正极之间的能传导离子的连接；
(ii)将正极的电位（阴极电位）降低到相对于负极的活性材料的如下值，该值能够在正极上实现对包含在电化学电池中的可能形成氢的化合物的还原；
(iii) 在正极上在形成元素氢的情况下将可能形成氢的化合物还原；而且
(iv) 利用该至少一种吸氢材料来转化所形成的氢，以便将该氢键合。
碱金属和/或碱土金属相对于多种化合物都具有高反应活性。金属锂具有所有元素中最低的电化学电位（相对于标准氢电极为-3.04V）。在该电位下，可能包含在电化学电池中的多种化合物都被还原。可能由于过程而造成地处在电化学电池中的水和溶剂分子也都属于此。视反应而定，其反应产物可能是氢。类似的反应可以利用其它碱金属和/或碱土金属来观测到。
从氢公知的是：该氢可能与锂反应生成氢化锂LiH。在此，LiH首先在阳极活性材料的表面上形成大的结构，这些大的结构部分从该表面伸出而且在打通隔膜以及由此可能与阴极发生接触时可能导致短路。通过按照本发明的方法，可能的是：在氢可能与阳极活性材料发生反应之前，在阴极上有针对性地将不符合期望的、可能形成氢的化合物还原成氢，并且将该氢在该阴极上键合。
为此，在第一方法步骤中，提供电化学电池，该电化学电池包括至少一个负极（阳极）、至少一个正极（阴极）、至少一个隔膜以及至少一种电解质。
按照本发明的电化学电池的负极（也称作阳极）包括至少一种活性材料，该活性材料包含至少一种碱金属和/或碱土金属。只要需要，该活性材料就可以以活性材料成分的形式存在，该活性材料成分除了活性材料之外还包括至少一种粘合剂。
在本发明的一个实施方式中，负极的活性材料包括：至少一种碱金属、尤其是锂和/或钠；和/或至少一种碱土金属、尤其是镁。该至少一种碱金属和/或碱土金属可以以元素形式存在于负极中，或者以包括碱金属离子和/或碱土金属离子的化合物的形式存在于负极中。作为元素碱金属，尤其是应提到元素锂和元素钠，所述元素锂和元素钠可作为纯净物或者以合金的形式、尤其是以与其它碱金属的合金（例如LiNa、LiK）或者与碱土金属的合金（例如LiMg、NaMg）的形式存在。作为包括碱金属离子的化合物，例如应强调的是：包含碱金属的混合氧化物，如钛酸锂（尤其是Li4Ti5O12）；或者包含碱金属的插入化合物、尤其是基于碳（尤其是基于石墨或无定形碳）或者硅（尤其是基于纳米晶的无定形硅）的插入化合物。作为元素碱土金属，尤其是应提到元素镁，该元素镁可作为纯净物存在或者以合金、尤其是以与碱金属的合金（例如LiMg、NaMg）存在。作为包括碱土金属离子的化合物，例如应强调的是：包含碱土金属的插入化合物、尤其是基于碳（尤其是基于石墨或无定形碳）或者硅（尤其是基于纳米晶的无定形硅）的插入化合物。
在本发明的一个优选的实施方式中，电化学电池的负极包括至少一种活性材料，该活性材料包括锂。
在按照本发明的电化学电池的一个进一步优选的实施方式中，负极的活性材料基本上由元素锂构成（也就是说达到至少95%（原子百分含量）、优选地98%（原子百分含量）、尤其是99%（原子百分含量））或者由基于元素锂的合金构成。适合的合金金属尤其是碱金属和碱土金属。应特别强调的是由锂和镁构成的合金。优选地，按照本发明的包含锂的合金包括占相应的合金的总成分的至少50%（原子百分含量）的元素锂、更强烈地优选地至少70%（原子百分含量）的元素锂而且尤其是至少85%（原子百分含量）的元素锂。在这种情况下，不需要粘合剂。优选地，元素锂或者基于元素锂的合金以层厚度为0.5μm至20μm的金属层的形式存在。
负极还包括至少一个集流体。该集流体包括至少一种导电材料、尤其是金属。特别优选的金属是铜、锂、镍、铝、铁以及这些金属彼此间或与其它金属的合金。在本发明的一个实施方式中，不仅负极的活性材料而且负极的集流体都由锂构成。
按照本发明的电化学电池的正极（本文中也被称作阴极）包括至少一种活性材料以及至少一个集流体。集流体由导电材料、尤其是金属、优选地铝来制成。
原则上，本领域技术人员已知的任何适合于在锂离子电池组中使用的阴极活性材料都可以被用作正极的活性材料。作为适合的阴极活性材料，应强调的是：层状氧化物，如镍钴铝酸锂（NCA；例如LiNi0.8Co0.15Al0.05O2）、镍钴锰酸锂（NCM；例如LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2（NMC(811)）、LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2（NMC(111)）、LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2（NMC (532)）、LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2（NMC (622)））、或者高能量镍钴锰酸锂（过锂化的镍钴锰酸锂）、LiCoO2；橄榄石，如磷酸铁锂（LiFePO4、LFP）、磷酸锰锂（LMP）或者磷酸钴锂（LCP）；尖晶石，如LiMn2O4、Li2MnO3、Li1.17Ni0.17Co0.1Mn0.56O2或LiNiO2；富含锂的FCC，如Li2MO2F（其中M = V、Cr）；转换材料，如FeF3；和含硫材料，如硫聚丙烯腈复合材料（SPAN）。
此外，阴极活性材料优选地以活性材料成分与粘合剂和/或导电助剂相结合的形式来使用，以便提高稳定性或导电性。适合于阴极活性材料的粘合剂尤其是羧甲基纤维素（CMC）、苯乙烯-丁二烯共聚物（SBR）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚丙烯腈（PAN）和三元乙丙烯（EPDM）。替选地，在一个优选的实施方式中，也可以使用随后描述的聚合物电解质中的一种或多种聚合物电解质，作为粘合剂。作为适合的导电助剂，应提到的是导电炭黑、石墨和碳纳米管。
正极还包括至少一种吸氢材料。该至少一种吸氢材料的特点在于：该至少一种吸氢材料具有相对于元素氢的高的吸引力。优选地，与氢发生反应的吸引力大于负极中的碱金属和/或碱土金属与氢发生反应的吸引力。此外，由于吸氢材料与元素氢的反应而构造出化合物、优选地氢化物，该化合物化学稳定，尤其是在存在于电化学电池中的条件下也化学稳定，也就是说在相同的条件的运行期间也化学稳定。适合的吸氢材料通常包括至少一种元素，该元素从如下组中选择，该组包括钇、锆、铌、镧、铪和钕，以元素的形式和/或作为彼此间或者与其它元素的合金而存在。适合的合金尤其包括Zr57V36Fe7和/或TiZrV。然而，在本发明的一个特别优选的实施方式中，不使用合金。这进一步简化了电化学电池的制造过程。
吸氢材料的摩尔量优选地对应于在电化学电池中所预期的可能形成氢的化合物的摩尔量。优选地，吸氢材料的摩尔量与在电化学电池中可能形成氢的化合物的所预期的摩尔量的摩尔比在1:1至1:2的范围内，更强烈地优选地在1:1至1:1.5的范围内而且尤其是在1:1至1:1.2的范围内。小于1:1的比例导致在电化学电池的阴极上对氢的吸收不足。如果使用吸氢材料的摩尔量与在电化学电池中可能形成氢的化合物的所预期的摩尔量的超过1:2的比例，则使电化学电池的能量密度不必要地降低，因为在电化学电池中的对能量存储没有贡献的材料的量升高。通常并不希望能量密度的这种降低。
原则上，按照本发明，吸氢材料可以布置在正极中的任何任意的位置或者布置在正极的表面的至少一部分上，只要经此该正极的工作原理未受损害的话。吸氢材料尤其可以均匀分布在正极的活性材料成分中，或者可以作为连贯的层布置在正极中或者与正极相邻地布置，例如作为涂层布置在正极的表面的至少一部分上。这些布局的组合也是可设想的而且符合本发明。
在一个实施方式中，吸氢材料以连续的或不连续的层存在。这种连续的层优选地具有至少5nm、更强烈地优选地10至1000nm而且尤其是50至500nm的层厚度。不连续的层例如包括具有孔图案的层或者以层压部为形式的层，但是也包括大量单独的颗粒，这些颗粒均匀分布地布置在正极中和/或布置在正极的至少一个表面上。同样可能的是：直接在正极的集流体上的以薄层的形式的布局。只要经此得到能区分的层，这些层就优选地同样具有至少5nm、更强烈地优选地10至1000nm而且尤其是50至500nm的层厚度。
在本发明的一个替选的实施方式中，吸氢材料优选地作为颗粒或者在原子层面上分布在正极的活性材料成分中。在这种情况下，不仅均匀的分布是可能的，而且具有浓度梯度的分布也是可能的。优选地，这种浓度梯度随着距集流体的距离降低而升高。如果使用以颗粒为形式的吸氢材料，则这些颗粒优选地具有为0.1至50nm、尤其是0.5至10nm的平均颗粒直径。
在另一替选的实施方式中，吸氢材料可以作为涂层布置在正极的活性材料成分中的其它组成部分中的至少一个组成部分的表面的至少一部分上，尤其是布置在阴极活性材料颗粒的表面上。在此，该涂层优选地具有不超过阴极活性材料颗粒的平均粒子直径的10%的层厚度。
所描述的布局的组合也是可设想的。因而，按照本发明的电化学电池包括至少一种吸氢材料，该吸氢材料以原子、颗粒和/或层的形式存在。
吸氢材料的层尤其可以通过像物理气相沉积法（PVD）、化学气相沉积法（CVD）和喷涂法那样的方法来制造。浓度梯度尤其可以通过如下方法来建立，在这些方法中，吸氢材料同时与其它材料、尤其是阴极活性材料一起借助于所描述的方法之一来沉积。
考虑到正极的制造的简便性，吸氢材料特别优选地以颗粒的形式被加入到正极或正极的活性材料成分中。
按照本发明的电化学电池还包括至少一个隔膜。该隔膜用于如下任务：保护电极以防彼此间的直接接触并且这样阻止短路。同时，该隔膜必须确保离子从一个电极到另一个电极的转移。适合的隔膜材料的特点在于：这些隔膜材料由具有多孔结构的绝缘材料形成。适合的隔膜材料尤其是聚合物，如纤维素、聚烯烃、聚酯纤维和氟化聚合物。特别优选的聚合物是纤维素、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚四氟乙烯（PTFE）和聚偏氟乙烯（PVDF）。此外，只要确保了在电极之间的很大程度上的离子转移，该隔膜就可包括陶瓷材料或者由这些陶瓷材料构成。该隔膜可以由之前提到的隔膜材料中的一种或多种隔膜材料构成的一个层组成或者也可以由多个层组成，在所述多个层中，所提到的隔膜材料中的一种或多种隔膜材料分别彼此组合。
该电化学电池还包括至少一种电解质。该电解质可以由液体电解质或固体电解质中选择。
就本发明而言的液体电解质是在适合的溶剂中的导电盐的溶液。适合的溶剂具有足够的极性，以便使液体电解质的其它组成部分、尤其是一种或多种导电盐溶解。作为示例，应提到的是：乙腈、四氢呋喃或γ-丁内酯，以及环状和无环碳酸酯，尤其是碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯，碳酸亚乙酯、碳酸乙基甲酯以及它们的混合物。特别优选的是乙腈、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯，碳酸亚乙酯、碳酸乙基甲酯以及它们的混合物。
液体电解质还包括至少一种导电盐、尤其是至少一种碱金属盐和/或碱土金属盐。该导电盐例如可以从如下组中选择，该组包括如下物质：相应的碱金属和/或碱土金属的卤化物、醇化物、高氯酸盐、四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、六氟砷酸盐、三氟甲磺酸盐、双（三氟甲基磺酰基）酰亚胺、双（五氟乙基磺酰基）酰亚胺、双（草酸根合）硼酸盐、二氟（草酸根合）硼酸盐、三（五氟乙基）三氟磷酸盐 ，以及它们的组合。只要电化学电池的负极的活性材料包括锂，就优选地将锂盐用作导电盐，该锂盐尤其可以从如下组中选择，该组包括如下物质：卤化锂（LiCl、LiBr、LiI、LiF），醇锂（LiOMe、LiOEt、LiOnPr、LiOiPr、LiOnBu、LiOtBu、LiOiBu），高氯酸锂（LiClO4），四氟硼酸锂（LiBF4），六氟磷酸锂（LiPF6），六氟砷酸锂（LiAsF6），三氟甲磺酸锂（LiSO3CF3），双（三氟甲基磺酰基）亚氨基锂（LiN(SO2CF3)2），双（五氟乙基磺酰基）亚氨基锂（LiN(SO2C2F5)2），双（草酸根合）硼酸锂（LiBOB、LiB(C2O4)2），二氟（草酸根合）硼酸锂（LiBF2(C2O4)），三（五氟乙基）三氟磷酸锂（LiPF3(C2F5)3），以及它们的组合。
液体电解质还可包括添加剂，该添加剂用于改善固体电解质界面（SolidElectrolyte Interphase）的特性。作为示例，应提到的是环状磺酸酯，例如1,3-丙烷磺内酯。
适合于作为固体电解质的是：基于有机聚合物和/或像玻璃那样的无机材料（例如磺化固体电解质）和/或陶瓷材料（例如氧化固体电解质）的传导离子的材料。这些材料对于本领域技术人员来说已知而且可以单独被使用或者彼此组合地被使用。应特别强调的是：基于聚环氧烷、尤其是聚环氧乙烷的与之前提到的导电盐中的至少一种导电盐相结合的固体电解质。
通常，只要在电化学电池中使用固体电解质，就可以省去对附加的隔膜的使用。在这种情况下，固体电解质布置在该至少一个负极与该至少一个正极之间并且将它们彼此分开。这样，固体电解质承担隔膜与电解质的功能。
在第二方法步骤(ii)中，将正极的电位（阴极电位）降低到相对于负极的活性材料的如下值，该值能够在正极上实现对可能包含在电化学电池中的可能形成氢的化合物的还原。
如果在负极中使用包含锂的活性材料，则将电化学电位降低到相对于Li/Li+为小于3V的值。优选地，将在电化学电池中的正极的电位降低到相对于Li/Li+为≤2.5V、更强烈地优选地相对于Li/Li+为≤2.2V而且尤其是相对于Li/Li+为≤2.0V的值，该电化学电池包含至少一个负极，该负极包括至少一种活性材料，该活性材料包括铝。在本发明的该方面的一个实施方式中，将正极的电位降低到相对于Li/Li+为≤1.7 V的值。在本发明的该方面的一个实施方式中，将正极的电位降低到相对于Li/Li+为≤1.5V的值。
例如，通过电位跳跃或电位扫描来实现对阴极电位的降低。该方法对于本领域技术人员来说已知。
优选地，在给电化学电池首次充电之前执行对阴极电位的降低。只有这样才可能的是：减少在电化学电池中的可能形成氢的化合物的量，而且在氢可能与电化学电池的其它组成部分、尤其是与负极的活性材料发生反应之前，通过吸氢材料来将所形成的氢键合。
优选地，在为至少1秒、优选地至少1分钟、尤其是至少5分钟并且少于1小时、优选地少于30分钟、尤其是少于15分钟的时间间隔内执行对阴极电位的降低。该时间间隔足以对电化学电池中的可能形成氢的化合物进行转化，而不损坏电化学电池的其它组成部分。
通过降低阴极电位，可以在正极上在形成元素氢、也就是说原子和/或分子氢的情况下使不符合期望的可能形成氢的化合物还原（方法步骤(iii)）。
就本发明而言的可能形成氢的化合物是如下化合物，所述化合物包括至少一种共价键氢原子，该共价键氢原子可以由在电化学电池中的碱金属和/或碱土金属还原成氢。特别不符合期望的、可能形成氢的化合物是如下这种化合物，所述化合物包括在氢原子与氧原子之间（H-O）、在氢原子与硫原子之间（H-S）、在氢原子与氮原子之间（H-N）和/或在氢原子与碳原子之间（H-C）的至少一种共价键。
就本发明而言的可能形成氢的化合物还具有在电化学电池之内的足够的移动能力。这意味着：在电化学电池的运行条件下，这些可能形成氢的化合物通常以液态形式存在。
经常存在于电化学电池中的、可能形成氢的化合物通常包括在制造电极时所使用的溶剂，如水、四氢呋喃（THF）、环己酮或者N-甲基吡咯烷酮（NMP）。
通过降低阴极电位，由于对可能形成氢的化合物的还原，在正极上并且因此在空间上紧挨着同样包含在正极中或包含在正极上的吸氢材料地形成元素（也就是说原子和/或分子）氢。优选地，形成氢的化合物的其余的组成部分化解成不溶性物质（例如氧化物）。
在接下来的方法步骤(iv)中，在正极中或者在正极上利用该至少一种吸氢材料来将在方法步骤(iii)中形成的氢（以及可能已经存在于电化学电池中的元素氢）转化并且这样键合。这样，有效地防止了氢迁移到负极以及该氢与负极的活性材料发生反应。由于氢相对于吸氢材料的反应活性高，即使在从10至40℃的范围内的温度下，在最短的时间内、尤其是在少于1小时的时间间隔之内也发生该反应。
通过按照本发明的方法，可以转化不符合期望的、包含在电化学电池中的、可能形成氢的化合物中的占电化学电池中的不符合期望的可能形成氢的化合物的总重量的至少90%（重量百分比）、优选地至少95%（重量百分比）。
本发明的主题也是之前所描述的电化学电池，利用该电化学电池可以执行按照本发明的方法。
本发明的主题也是一种用于制造按照本发明的电化学电池的方法，其中该吸氢材料借助于物理气相沉积法（PVD）、化学气相沉积法（CVD）、喷涂法和/或溅射法来涂覆在电化学电池的正极的表面的至少一部分上和/或以颗粒或颗粒涂层的形式被引入到电化学电池的正极的至少一部分中。
本发明的主题也是按照本发明的电化学电池、尤其是根据按照本发明的方法来获得的电化学电池的用来执行按照本发明的方法的应用。此外，该电化学电池例如可以在车辆中、尤其是在具有传统的内燃机的车辆（ICE）中、在电动车辆（EV）中、在混合动力车辆（HEV）中或者在插电式混合动力车辆（PHEV）中得以应用。
本发明的优点
按照本发明的方法能够从电化学电池中有效地并且迅速地除去氢以及不符合期望的、可能形成氢的化合物。通过降低阴极电位，将可能存在于电化学电池中的不符合期望的可能形成氢的化合物还原成氢，该氢紧接着利用吸氢材料来转化。这样，可以有效地阻止氢或者可能形成氢的化合物与电化学电池的其它组成部分的反应。尤其是，基本上不与包含在阳极中的碱金属和/或碱土金属发生反应，因为直接在阴极上和/或在阴极中执行对氢的生成和转化。由于存在吸氢材料，在负极中的碱金属和/或碱土金属的总量因此可以被减少，因为由于吸氢材料而较少地出现碱金属和/或碱土金属与氢的不符合期望的反应。因为在对可能形成氢的化合物的还原期间形成的副产品（尤其是不溶性氧化物）同样紧挨着正极地形成，而且这些副产品相比于负极具有大的表面，所以由此可能形成的对电化学电池的性能的负面影响比较小。
对按照本发明的电化学电池的制造能简单地来执行，因为吸氢材料借助于简单的方法就能被引入到正极中。这些方法可以轻易地被集成到现有的制造方法中。像PVD法那样花费高的方法步骤虽然可能，但并不是必需。
由于正极相比于负极所提供的表面大，可能的是在转化所形成的氢时的快速的反应动力学，使得在负极上基本上没有发生与氢的反应而且因此也并没有形成由此生成的反应物、如LiH。
附图说明
本发明的实施例依据附图和随后的描述进一步予以阐述：
图1示出了按照本发明的电化学电池的示意图。
具体实施方式
在图1中，示意性地示出了按照本发明的电化学电池1的结构。正极22和负极21布置在电池外壳2中。包括集流体32和至少一种活性材料成分40的正极22通过集流体32与正极端子12连接。正极22的活性材料成分40例如包括颗粒状的NCM或NCA混合氧化物作为活性材料42，以及必要时包括粘合剂和导电助剂。活性材料成分40还包括至少一种吸氢材料50，例如钇。在当前情况下，吸氢材料50例如以钇颗粒的形式被引入到活性材料成分40中并且均匀地分布在其中。集流体32优选地由金属制成，例如由铝制成。对置地存在负极21，该负极同样包括活性材料41和集流体31，负极21通过该集流体来与负极端子11连接，用于放电。负极21的活性材料41优选地由元素锂构成而且布置在集流体31的表面的一部分上，该集流体同样可以由锂制成。在正极22与负极21之间布置隔膜15，该隔膜在当前情况下实施为固体电解质，而且因此也承担电解质16的功能。
在执行按照本发明的方法时，正极22的电位（阴极电位）被降低到相对于Li/Li+为小于3V的值。由此，不符合期望的、包含在电化学电池1中的、可能形成氢的化合物、尤其是像水、NMP、THF或环己酮那样的溶剂在正极22上立即被还原。在此所形成的元素氢通过所包含的吸氢材料50来截住，而且阻止了该氢迁移到负极21。这样，在例如为1小时至5分钟的时间间隔之后，视包含在电化学电池1中的、不符合期望的、可能形成氢的化合物的量而定，不符合期望的、可能形成氢的化合物的至少90%（重量百分比）都可以被转化。
本发明并不限于这里描述的实施例以及其中所强调的方面。更确切地说，在通过权利要求书所说明的保护范围内，多个变型方案都是可能的，所述变型方案都在本领域技术人员的处理范围内。

Claims (12)

1.用于从电化学电池（1）中除去可能形成氢的化合物的方法，其中所述方法至少包括如下方法步骤：
(i) 提供电化学电池（1），所述电化学电池包括至少一个负极（21）、至少一个正极（22）、至少一个隔膜（15）以及至少一种电解质（16），其中
所述至少一个负极（21）包括至少一个集流体（31）和至少一种活性材料（41），所述活性材料包含至少一种碱金属和/或碱土金属；
所述至少一个正极（22）包括至少一个集流体（32）、至少一种活性材料（42）和至少一种吸氢材料（50）；
所述至少一个隔膜（15）布置在所述至少一个负极（21）与所述至少一个正极（22）之间；而
所述至少一种电解质（16）提供在所述至少一个负极（21）与所述至少一个正极（22）之间的能传导离子的连接；
(ii) 将所述至少一个正极（22）的电位降低到相对于所述负极（21）的活性材料的如下值，所述值能够在所述正极（22）上实现对包含在所述电化学电池（1）中的可能形成氢的化合物的还原；
(iii) 在所述正极（22）上在形成元素氢的情况下将可能形成氢的化合物还原；而且
(iv) 利用所述至少一种吸氢材料（50）来转化所形成的元素氢，以便将该氢键合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个负极（21）包括至少一种活性材料（41），所述活性材料包括铝，而且其中在方法步骤(ii)中，所述至少一个正极（22）的电位被降低到相对于Li/Li+为小于2.5V的值，优选地被降低到相对于Li/Li+为小于2.0V的值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述至少一种吸氢材料（50）包括至少一种元素，所述元素从如下组中选择，所述组包括钇、锆、铌、镧、铪和钕，以元素的形式和/或作为彼此间或者与其它元素的合金而存在。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中所述正极（22）包括活性材料成分（40），所述活性材料成分至少包含所述至少一种活性材料（42）以及所述吸氢材料（50）。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述吸氢材料（50）作为涂层涂覆在所述正极（22）的活性材料成分（40）的其它组成部分的表面的至少一部分上。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述吸氢材料（50）以颗粒的形式包含在所述正极（22）的活性材料成分（40）中。
7.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中所述吸氢材料（50）布置在所述正极（22）的表面的至少一部分上。
8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其中所述正极（22）的电位通过电位跳跃或者电位扫描来降低。
9.根据权利要求1至8之一所述的方法，其中在给所述电化学电池（1）首次充电之前执行对所述正极（22）的电位的降低。
10.电化学电池（1），所述电化学电池包括至少一个负极（21）、至少一个正极（22）、至少一个隔膜（15）以及至少一种电解质（16），其中
所述至少一个负极（21）包括至少一个集流体（31）和至少一种活性材料（41），所述活性材料包含至少一种碱金属和/或碱土金属；
所述至少一个正极（22）包括至少一个集流体（32）、至少一种活性材料（42）和至少一种吸氢材料（50）；
所述至少一个隔膜（15）布置在所述至少一个负极（21）与所述至少一个正极（22）之间；而
所述至少一种电解质（16）提供在所述至少一个负极（21）与所述至少一个正极（22）之间的能传导离子的连接。
11.用于制造根据权利要求10所述的电化学电池（1）的方法，其中所述吸氢材料（50）借助于物理气相沉积法（PVD）、化学气相沉积法（CVD）、喷涂法和/或溅射法来被涂覆到所述电化学电池（1）的正极（22）的表面的至少一部分上和/或以颗粒或颗粒涂层的形式被引入到所述电化学电池（1）的正极（22）的至少一部分中。
12.根据权利要求10所述的电化学电池（1）的用来执行根据权利要求1至9之一所述的方法的应用。
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