IT202100002096A1 - RECHARGEABLE BATTERY AND RELATED CHARGING STATION - Google Patents

RECHARGEABLE BATTERY AND RELATED CHARGING STATION Download PDF

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Andrea Vaccari
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Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: ?BATTERIA RICARICABILE E RELATIVA STAZIONE DI RICARICA?. Description of Patent for Industrial Invention entitled: ?RECHARGEABLE BATTERY AND RELATED RECHARGE STATION?.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce ad una batteria ricaricabile e ad una relativa stazione di ricarica. The present invention relates to a rechargeable battery and to a relative recharging station.

? noto come negli ultimi anni sia notevolmente sentita l?esigenza di ridurre l?inquinamento ambientale causato dalle emissioni di inquinanti. ? It is known that in recent years the need to reduce environmental pollution caused by pollutant emissions has been greatly felt.

Tale esigenza ? sentita in particolare nel settore dei trasporti, sia nel caso di trasporto merci che nel caso di trasporto di persone. Such a need? particularly felt in the transport sector, both in the case of goods transport and in the case of passenger transport.

Pi? dettagliatamente, i veicoli elettrici sono mezzi di trasporto provvisti di un motore elettrico in grado di convertire l?energia elettrica in energia meccanica. L?alimentazione del motore elettrico avviene mediante il collegamento ad una batteria. Pi? in detail, electric vehicles are means of transport equipped with an electric motor capable of converting electrical energy into mechanical energy. The electric motor is powered by connection to a battery.

Per questo motivo ? sempre pi? frequente la ricerca di soluzioni volte a migliorare l?efficienza e le prestazioni delle batterie ricaricabili. For this reason ? more and more there is a frequent search for solutions aimed at improving the efficiency and performance of rechargeable batteries.

Sono note molteplici tipologie di batterie per veicoli elettrici. Many types of batteries for electric vehicles are known.

Una delle tipologie di batteria ricaricabile pi? comune ? rappresentata dalle batterie alcaline ricaricabili. One of the types of rechargeable battery more? common ? represented by rechargeable alkaline batteries.

In tali batterie la carica elettrica pu? essere ristabilita mediante l?applicazione di energia elettrica, la quale viene accumulata sotto forma di energia chimica e poi utilizzata nuovamente per l?alimentazione del veicolo elettrico. In these batteries the electric charge can? be re-established by applying electric energy, which is stored in the form of chemical energy and then used again to power the electric vehicle.

Tra queste le pi? diffuse sono le batterie al litio. Among these the most lithium batteries are common.

Le batterie al litio sono dotate di una buona densit? energetica e vanno meno frequentemente incontro a processi di autoscarica quando non in utilizzo rispetto ad altre tipologie di batterie. Do lithium batteries have a good density? energy and undergo self-discharge processes less frequently when not in use than other types of batteries.

Tuttavia, al fine di garantire autonomie elevate, ? necessario realizzare batterie alcaline di dimensioni elevate che comportano peso e costi notevoli per l?installazione su un veicolo, tanto che i produttori preferiscono optare per batterie di dimensioni e costi pi? contenuti con l?inconveniente di richiedere frequenti ricariche. However, in order to guarantee high autonomy, ? It is necessary to make large alkaline batteries that involve considerable weight and costs for? installation on a vehicle, so much so that manufacturers prefer to opt for batteries of smaller dimensions and costs? content with the inconvenience of requiring frequent top-ups.

Le batterie ricaricabili di tipo noto necessitano, quindi, di essere ricaricate frequentemente, causando interruzioni nell?utilizzo del veicolo elettrico e del tragitto percorso. Known rechargeable batteries therefore need to be recharged frequently, causing interruptions in the use of the electric vehicle and in the journey travelled.

Inoltre, i tempi necessari a effettuare tali ricariche sono notevolmente lunghi e comportano un conseguente disagio per l?utente. Furthermore, the times required to carry out these top-ups are considerably long and entail consequent inconvenience for the user.

A tale scopo sono note stazioni di ricarica in grado di fornire energia elettrica a potenze elevate, ad esempio 350Kwh, in modo da ricaricare la batteria in tempi ridotti, di circa 30 minuti. ? evidente, tuttavia, come, in un?ottica di diffusione su larga scala di tali stazioni, questa soluzione risulti difficilmente realizzabile, in quanto richiede picchi di potenza elevati e ingenti investimenti per l?installazione, il ch? si ripercuote inevitabilmente sul costo della ricarica per l?utente. For this purpose, recharging stations are known which are capable of supplying electrical energy at high powers, for example 350 kWh, so as to recharge the battery in a short time, of about 30 minutes. ? it is evident, however, how, in a perspective of diffusion of such stations on a large scale, this solution is difficult to implement, as it requires high power peaks and huge investments for the installation, which? it inevitably has repercussions on the cost of recharging for the user.

I suddetti svantaggi sono particolarmente sentiti specialmente nel settore dei trasporti di merci, in cui i ritardi possono causare il deterioramento delle merci stesse o disagi con i clienti. The aforementioned disadvantages are particularly felt especially in the goods transport sector, where delays can cause the deterioration of the goods themselves or inconvenience with customers.

Ancora un inconveniente ? rappresentato dal fatto che le batterie alcaline possono essere soggette ad autoincendiarsi e ci? le rende pericolose nell?applicazione sui mezzi di trasporto. Still an inconvenience ? represented by the fact that the alkaline batteries can be subject to self-ignite and what? makes them dangerous when applied to means of transport.

Una ulteriore tipologia di batteria ricaricabile ? rappresentata dalle batterie metallo-aria. Another type of rechargeable battery? represented by metal-air batteries.

Queste sono in grado di sfruttare l?ossigeno disciolto nell?aria come specie reattiva nel processo elettrochimico che avviene all?interno della batteria stessa. In particolare, l?ossigeno subisce un processo di riduzione mentre il metallo viene ossidato. Le batterie metallo-aria sono caratterizzate da una elevata densit? energetica e presentano, inoltre, il vantaggio di essere estremamente leggere, economiche e sicure, in quanto meno soggette ad autoincendiarsi rispetto alle batterie alcaline. These are able to exploit the oxygen dissolved in the air as a reactive species in the electrochemical process that takes place inside the battery itself. In particular, oxygen undergoes a reduction process while the metal is oxidized. Metal-air batteries are characterized by a high density? and also have the advantage of being extremely light, economical and safe, as they are less subject to self-ignition than alkaline batteries.

Tuttavia, le batterie metallo-aria non sono ricaricabili ed una volta esaurite devono essere sostituite e successivamente rigenerate in apposite stazioni di recupero. However, the metal-air batteries are not rechargeable and once exhausted they must be replaced and subsequently regenerated in special recovery stations.

? facile comprendere come la sostituzione della batteria di un veicolo elettrico sia un?operazione complessa che richieda l?intervento di operatori specializzati e lunghe tempistiche di esecuzione. Ci? si traduce inevitabilmente in un aumento dei costi di gestione del veicolo elettrico. Il compito principale della presente invenzione ? quello di escogitare una batteria ricaricabile ed una relativa stazione di ricarica che consentano di ridurre le tempistiche e i costi necessari all?operazione di rifornimento. Un altro scopo del presente trovato ? quello di escogitare una batteria ricaricabile ed una relativa stazione di ricarica che permettano di svincolarsi dall?impiego di operatori specializzati per l?operazione di rifornimento. ? It is easy to understand how replacing the battery in an electric vehicle is a complex operation that requires the intervention of specialized operators and long execution times. There? inevitably translates into an increase in the management costs of the electric vehicle. The main task of the present invention ? that of devising a rechargeable battery and a relative recharging station which allow to reduce the times and costs necessary for the refueling operation. Another aim of the present invention ? that of devising a rechargeable battery and a relative recharging station which make it possible to disengage from the use of specialized operators for the refueling operation.

Ancora uno scopo del presente trovato ? quello di escogitare una batteria ricaricabile che permetta di incrementare l?autonomia del veicolo elettrico sulla quale ? alloggiata. Another object of the present invention ? to devise a rechargeable battery that allows to increase the autonomy of the electric vehicle on which? accommodated.

Altro scopo del presente trovato ? quello di escogitare una batteria ricaricabile ed una relativa stazione di ricarica che consentano di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota nell?ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e dal costo contenuto. Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dalla presente batteria ricaricabile avente le caratteristiche di rivendicazione 1. Another object of the present invention ? that of devising a rechargeable battery and a relative recharging station which allow the aforementioned drawbacks of the prior art to be overcome within the ambit of a simple, rational, easy and effective solution to use and with low cost. The objects set out above are achieved by the present rechargeable battery having the characteristics of claim 1.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di una batteria ricaricabile e di una relativa stazione di ricarica, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui: Other characteristics and advantages of the present invention will become more evident from the description of a preferred, but not exclusive, embodiment of a rechargeable battery and a relative recharging station, illustrated by way of example, but not in limitation, in the attached tables of drawings in which:

la figura 1 ? una vista schematica in sezione della batteria ricaricabile secondo il trovato; figure 1 ? a schematic sectional view of the rechargeable battery according to the invention;

la figura 2 ? una vista schematica della stazione di ricarica secondo il trovato; figure 2 ? a schematic view of the recharging station according to the invention;

la figura 3 ? una vista schematica di un dettaglio di figura 2. figure 3 ? a schematic view of a detail of figure 2.

Con particolare riferimento a tali figure, si ? indicato globalmente con 1 una batteria ricaricabile. With particular reference to these figures, yes? globally indicated by 1 a rechargeable battery.

La batteria 1 comprende almeno una cella elettrochimica 2 provvista di: - almeno un alloggiamento anodico 3 di almeno un elettrodo anodico 4 in materiale metallico; The battery 1 comprises at least one electrochemical cell 2 provided with: - at least one anodic housing 3 of at least one anodic electrode 4 made of metallic material;

- almeno un alloggiamento catodico 5 di almeno un elettrodo catodico 6; - almeno un alloggiamento elettrolita 7 di almeno una miscela elettrolita 8, interposto tra l?alloggiamento anodico 3 e l?alloggiamento catodico 5; e - at least one cathode housing 5 of at least one cathode electrode 6; - at least one electrolyte housing 7 of at least one electrolyte mixture 8, placed between the anodic housing 3 and the cathodic housing 5; And

- almeno un gruppo di connettori elettrici 10 collegato all?alloggiamento anodico 3 e all?alloggiamento catodico 5 e atto a trasferire energia elettrica, generata mediante un processo elettrochimico, ad almeno una utenza V. - at least one group of electrical connectors 10 connected to the anodic housing 3 and to the cathodic housing 5 and able to transfer electric energy, generated by an electrochemical process, to at least one user V.

Nella forma di attuazione mostrata nelle figure, l?utenza V ? costituita da un veicolo elettrico. In the embodiment shown in the figures, the user V ? consisting of an electric vehicle.

Nell?ambito della presente trattazione, per ?veicolo elettrico? si intende un mezzo di trasporto provvisto di un motore elettrico in grado di convertire l?energia elettrica in energia meccanica. Nello specifico, l?alimentazione del motore elettrico avviene mediante il collegamento ad una batteria. In the context of this discussion, for ?electric vehicle? means a means of transport equipped with an electric motor capable of converting electrical energy into mechanical energy. Specifically, the electric motor is powered by connection to a battery.

In particolare, il processo elettrochimico prevede che tra l?elettrodo anodico 4 e l?elettrodo catodico 6 avvenga una reazione di ossido-riduzione che porta alla produzione di energia elettrica. In particular, the electrochemical process foresees that an oxidation-reduction reaction takes place between the anodic electrode 4 and the cathodic electrode 6 which leads to the production of electric energy.

In dettaglio, l?elettrodo anodico 4 ? l?elettrodo sul quale avviene una semireazione di ossidazione, mentre l?elettrodo catodico 6 ? l?elettrodo sul quale avviene una semireazione di riduzione. In detail, the anodic electrode 4 ? the electrode on which an oxidation half-reaction takes place, while the cathodic electrode 6 ? the electrode on which a reduction half-reaction takes place.

La miscela elettrolita 8 consente la migrazione delle specie ioniche coinvolte nelle suddette semireazioni di ossidazione e riduzione tra un elettrodo e l?altro e permette il processo elettrochimico. Quest?ultimo porta alla generazione di energia elettrica utile per la propulsione di un motore M del veicolo elettrico V. The electrolyte mixture 8 allows the migration of the ionic species involved in the aforementioned oxidation and reduction half-reactions between one electrode and the other and allows the electrochemical process. The latter leads to the generation of electrical energy useful for the propulsion of an engine M of the electric vehicle V.

In particolare, l?energia elettrica viene trasferita al motore M attraverso il gruppo di connettori elettrici 10. In particular, the electrical energy is transferred to the motor M through the group of electrical connectors 10.

Il gruppo di connettori elettrici 10 ?, inoltre, atto a trasferire l?energia elettrica ad ulteriori componenti del veicolo elettrico V, quali ad esempio la centralina elettronica e tutte le comuni utenze elettriche presenti sul veicolo elettrico stesso, al fine di permetterne il funzionamento. Furthermore, the group of electrical connectors 10 is able to transfer the electrical energy to further components of the electric vehicle V, such as for example the electronic control unit and all the common electrical utilities present on the electric vehicle itself, in order to allow its operation.

Secondo il trovato, l?elettrodo anodico 4 comprende una pluralit? di elementi anodici 11 solidi e conformati in modo da scorrere all?interno dell?alloggiamento anodico 3. According to the invention, the anodic electrode 4 comprises a plurality of solid anodic elements 11 and shaped so as to slide inside the anodic housing 3.

In dettaglio, gli elementi anodici 11 sono corpi metallici separati e distinti tra loro, inseriti all?interno dell?alloggiamento anodico 3 e sui quali avviene la semireazione di ossidazione. In detail, the anodic elements 11 are separate and distinct metal bodies, inserted inside the anodic housing 3 and on which the oxidation half-reaction takes place.

Ancora pi? dettagliatamente, il metallo di cui sono composti gli elementi anodici 11 prende parte alla semi-reazione di ossidazione. even more in detail, the metal of which the anodic elements 11 are composed takes part in the oxidation half-reaction.

Gli elementi anodici 11 sono realizzati in almeno un materiale metallico scelto dall?elenco comprendente: alluminio, litio, zinco. The anodic elements 11 are made of at least one metallic material selected from the list comprising: aluminium, lithium, zinc.

Non si esclude, tuttavia, che gli elementi anodici 11 possano essere realizzati in un materiale metallico di tipo differente. However, it is not excluded that the anodic elements 11 may be made of a metallic material of a different type.

Preferibilmente, gli elementi anodici 11 sono realizzati in alluminio. Preferably, the anodic elements 11 are made of aluminium.

L?alluminio, infatti, ? un metallo con stato di ossidazione pari a 3, ci? significa che in seguito alla reazione di ossidazione, l?alluminio libera tre elettroni che vengono poi coinvolti nella reazione di riduzione all?elettrodo catodico 6. Ne consegue che, nel complesso, il processo elettrochimico ? caratterizzato da un?alta densit? energetica e da un?alta efficienza. The aluminum, in fact, ? a metal with oxidation state equal to 3, there? it means that following the oxidation reaction, the aluminum releases three electrons which are then involved in the reduction reaction at the cathodic electrode 6. It follows that, overall, the electrochemical process is ? characterized by a? high density? energy and high efficiency.

L?alluminio, inoltre, ? un metallo estremamente leggero e non soggetto ad autoincendiarsi, caratteristiche che lo rendono particolarmente indicato per l?utilizzo in batterie per veicoli elettrici. The aluminum also? an extremely light metal and not subject to self-ignition, characteristics that make it particularly suitable for use in batteries for electric vehicles.

L?adesione reciproca degli elementi anodici 11 consente la conduzione dell?energia elettrica generata mediante il processo elettrochimico. The mutual adhesion of the anodic elements 11 allows the conduction of the electric energy generated by the electrochemical process.

Gli elementi anodici 11 sono collegati al gruppo di connettori elettrici 10 al fine di trasferire l?energia elettrica al veicolo elettrico V. The anode elements 11 are connected to the group of electrical connectors 10 in order to transfer the electrical energy to the electric vehicle V.

Utilmente, l?alloggiamento anodico 3 comprende mezzi pressori 12 associati al gruppo di connettori elettrici 10 e atti a comprimere gli elementi anodici 11 e a mantenerli adesi tra loro. Conveniently, the anodic housing 3 comprises pressure means 12 associated with the group of electrical connectors 10 and suitable for compressing the anodic elements 11 and keeping them adherent to each other.

I mezzi pressori 12 assicurano il contatto reciproco tra gli elementi anodici 11 e una continuit? elettrica tra gli stessi evitando cos? la formazione di gap elettrici. The pressure means 12 ensure mutual contact between the anodic elements 11 and continuity? electricity between the same avoiding cos? the formation of electrical gaps.

I mezzi pressori 12 sono del tipo di mezzi elastici interposti tra gli elementi anodici 11 e il gruppo di connettori elettrici 10. The pressure means 12 are of the type of elastic means interposed between the anodic elements 11 and the group of electrical connectors 10.

I mezzi pressori 12 possono anche essere di tipo pneumatico e comprendere un pistone azionabile per esercitare una pressione sugli elementi anodici 11. The pressure means 12 can also be of the pneumatic type and comprise a piston which can be operated to exert pressure on the anodic elements 11.

I mezzi pressori 12 sono realizzati a loro volta almeno parzialmente in un materiale conduttore in modo da garantire il passaggio della corrente elettrica tra gli elementi anodici 11 e il gruppo di connettori elettrici 10. Vantaggiosamente, gli elementi anodici 11 hanno una conformazione sferica, poligonale o filiforme. The pressure means 12 are in turn made at least partially of a conductive material so as to guarantee the passage of electric current between the anodic elements 11 and the group of electrical connectors 10. Advantageously, the anodic elements 11 have a spherical, polygonal or filiform.

Nell?ambito della presente trattazione con il termine ?filiforme? si intende che gli elementi anodici 11 possono essere sotto forma di fibre con lunghezza maggiore rispetto allo spessore, ad esempio un ordine di grandezza superiore rispetto allo spessore. In the context of this discussion with the term ?filiform? it is understood that the anodic elements 11 can be in the form of fibers with a greater length than the thickness, for example an order of magnitude greater than the thickness.

Non si esclude, tuttavia, che gli elementi anodici 11 possano avere una conformazione differente ma che ne consenta lo scorrimento all?interno dell?alloggiamento anodico 3. However, it is not excluded that the anodic elements 11 may have a different shape but which allows them to slide inside the anodic housing 3.

Preferibilmente, gli elementi anodici 11 hanno una conformazione sostanzialmente sferica. Preferably, the anodic elements 11 have a substantially spherical shape.

Pi? dettagliatamente, gli elementi anodici 11 hanno una dimensione caratteristica compresa tra 0,1 mm e 5 cm, preferibilmente compresa tra 1,5 mm e 2 cm, meglio ancora pari a 2 mm. Pi? in detail, the anodic elements 11 have a characteristic size between 0.1 mm and 5 cm, preferably between 1.5 mm and 2 cm, even better equal to 2 mm.

Tale soluzione realizzativa permette di aumentare notevolmente la superficie utile dell?elettrodo anodico 4 con un conseguente aumento dell?efficienza del processo elettrochimico. This constructive solution allows to considerably increase the useful surface of the anodic electrode 4 with a consequent increase in the efficiency of the electrochemical process.

Pi? dettagliatamente, la dimensione caratteristica ? rappresentata, ad esempio, dal diametro medio geometrico. Nel caso in cui gli elementi anodici 11 abbiano forma sferica, la dimensione caratteristica degli elementi anodici 11 corrisponde al diametro delle sferette, mentre nel caso in cui gli elementi anodici 11 abbiano forma irregolare e/o comunque diversa dalla forma sferica, la dimensione caratteristica degli elementi anodici 11 corrisponde al diametro sferico equivalente. Pi? in detail, the characteristic dimension ? represented, for example, by the geometric mean diameter. In the event that the anodic elements 11 have a spherical shape, the characteristic dimension of the anodic elements 11 corresponds to the diameter of the balls, while in the event that the anodic elements 11 have an irregular shape and/or in any case different from the spherical shape, the characteristic dimension of the anode elements 11 corresponds to the equivalent spherical diameter.

Inoltre, non si esclude che gli elementi anodici 11 possano avere forme e dimensioni diverse tra loro; ad esempio, alcuni elementi anodici 11 possono avere forma sferica mentre altri elementi anodici 11 possono avere forma irregolare e in tal caso, la dimensione caratteristica degli elementi anodici 11 ? rappresentata dalla media delle dimensioni caratteristiche di ciascun elemento anodico 11. Furthermore, it is not excluded that the anodic elements 11 may have different shapes and sizes; for example, some anode elements 11 can have a spherical shape while other anode elements 11 can have an irregular shape and in this case, the characteristic dimension of the anode elements 11 ? represented by the average of the characteristic dimensions of each anodic element 11.

La cella elettrochimica 2 comprende almeno un elemento di separazione 13 tra l?alloggiamento anodico 3 e l?alloggiamento elettrolita 7. The electrochemical cell 2 comprises at least one separation element 13 between the anode housing 3 and the electrolyte housing 7.

L?elemento di separazione 13, del tipo ad esempio di una membrana forata, permette di trattenere gli elementi anodici 11 all?interno dell?alloggiamento anodico 3 e, al contempo, consente la comunicazione fluidica tra quest?ultimo e l?alloggiamento elettrolita 7. The separating element 13, of the type for example of a perforated membrane, allows the anodic elements 11 to be retained inside the anodic housing 3 and, at the same time, allows fluid communication between the latter and the electrolyte housing 7.

In sostanza, l?elemento di separazione 13 permette alla miscela elettrolita 8 di fluire nell?alloggiamento anodico 3 in modo da poter interagire con gli elementi anodici 11 e permettere il processo elettrochimico. Basically, the separation element 13 allows the electrolyte mixture 8 to flow into the anodic housing 3 so as to be able to interact with the anodic elements 11 and allow the electrochemical process.

La miscela elettrolita 8, infatti, ? atta a consentire la migrazione delle specie ioniche generate durante il processo elettrochimico tra un elettrodo e l?altro. The electrolyte mixture 8, in fact, ? designed to allow the migration of the ionic species generated during the electrochemical process between one electrode and another.

La miscela elettrolita 8 pu? essere liquida, ad esempio del tipo di una soluzione acquosa, oppure solida, ad esempio sotto forma di polvere. The electrolyte mixture 8 can? be liquid, for example of the type of an aqueous solution, or solid, for example in the form of a powder.

? facile comprendere come la miscela elettrolita 8 possa essere scelta in funzione delle caratteristiche specifiche degli elettrodi 4, 6. ? it is easy to understand how the electrolyte mixture 8 can be chosen according to the specific characteristics of the electrodes 4, 6.

? opportuno precisare che qualora la miscela elettrolita 8 sia sotto forma di polvere, questa deve essere provvista di una idonea scorrevolezza in modo da poter entrare agevolmente in contatto con gli elementi anodici 11. ? it should be specified that if the electrolyte mixture 8 is in the form of powder, this must be provided with a suitable flowability so as to be able to easily come into contact with the anodic elements 11.

La batteria 1 comprende anche mezzi di regolazione 14 della miscela elettrolita 8, fluidodinamicamente collegati all?alloggiamento elettrolita 7 e atti a regolare il volume della miscela elettrolita 8 all?interno dello stesso. I mezzi di regolazione 14 hanno la funzione di variare la quantit? di miscela elettrolita 8 all?interno della cella elettrochimica 2 in modo da aumentare o ridurre la quantit? di energia elettrica fornita al veicolo elettrico V. The battery 1 also comprises means 14 for regulating the electrolyte mixture 8, fluid dynamically connected to the electrolyte housing 7 and suitable for regulating the volume of the electrolyte mixture 8 inside the same. The regulating means 14 have the function of varying the quantity? of electrolyte mixture 8 inside the electrochemical cell 2 in order to increase or reduce the quantity? of electricity supplied to the electric vehicle V.

In sostanza, quando il veicolo elettrico V ? fermo, la miscela elettrolita 8 viene rimossa dall?alloggiamento elettrolita 7 in modo da impedire un?indesiderata prosecuzione del processo elettrochimico e, quindi, l?autoscarica della batteria 1. Al momento dell?uso, la miscela elettrolita 8 viene immessa nella cella elettrochimica 2 e il suo volume viene gradualmente aumentato in base all?energia elettrica effettivamente necessaria all?alimentazione del veicolo elettrico V. Basically, when the electric vehicle V ? stopped, the electrolyte mixture 8 is removed from the electrolyte housing 7 so as to prevent an unwanted continuation of the electrochemical process and, therefore, the self-discharge of the battery 1. At the time of use, the electrolyte mixture 8 is introduced into the electrochemical cell 2 and its volume is gradually increased on the basis of the electric energy actually required to power the electric vehicle V.

I mezzi di regolazione 14 comprendono almeno un recipiente 15 atto a contenere la miscela elettrolita 8 e un sistema di comunicazione fluidica 16 tra il recipiente 15 e l?alloggiamento elettrolita 7. The regulating means 14 comprise at least one container 15 adapted to contain the electrolyte mixture 8 and a fluidic communication system 16 between the container 15 and the electrolyte housing 7.

La cella elettrochimica 2 presenta, inoltre, almeno un elemento a membrana ionica 9, attraverso il quale, l?alloggiamento elettrolita 7 ? in comunicazione fluidica con l?alloggiamento catodico 5. The electrochemical cell 2 also has at least one ion membrane element 9 through which the electrolyte housing 7 is connected. in fluid communication with the cathode housing 5.

Pi? dettagliatamente, l?elemento a membrana ionica 9 comprende una membrana semipermeabile che permette il passaggio selettivo solo di determinate specie ioniche. Pi? in detail, the ionic membrane element 9 comprises a semi-permeable membrane which allows the selective passage of only certain ionic species.

L?elemento a membrana ionica 9 ? del tipo, ad esempio, di una membrana di nafion o simili. The ion membrane element 9 ? of the type, for example, of a nafion membrane or the like.

Nella preferita forma di attuazione mostrata nelle figure, l?elettrodo catodico 6 comprende almeno una sorgente di ossigeno 17. In the preferred embodiment shown in the figures, the cathode electrode 6 comprises at least one source of oxygen 17.

L?ossigeno viene utilizzato, infatti, come specie catodica in grado di ridursi generando, nello specifico, lo ione idrossido. Durante il processo elettrochimico, quest?ultimo migra verso l?alloggiamento anodico 3 e interagisce con gli elementi anodici 11 portando il metallo di cui sono composti ad ossidarsi. In fact, oxygen is used as a cathodic species capable of reducing itself, specifically generating the hydroxide ion. During the electrochemical process, the latter migrates towards the anodic housing 3 and interacts with the anodic elements 11 causing the metal of which they are composed to oxidize.

Nella fattispecie, la sorgente di ossigeno 17 ? rappresentata dall?aria esterna al veicolo elettrico V. A tale scopo, la batteria 1 comprende un condotto di comunicazione con l?esterno del veicolo elettrico V, non mostrato nelle figure, associato all?alloggiamento catodico 5 e che consente il prelievo dall?aria dall?esterno del veicolo elettrico V. In this case, the oxygen source 17 ? represented by the air outside the electric vehicle V. For this purpose, the battery 1 comprises a communication duct with the outside of the electric vehicle V, not shown in the figures, associated with the cathode housing 5 and which allows the air to be drawn from from outside the electric vehicle V.

Non si esclude, tuttavia, che la sorgente di ossigeno 17 sia di tipo differente. However, it cannot be excluded that the oxygen source 17 is of a different type.

L?elettrodo catodico 6 comprende, inoltre, almeno un elemento catodico 18 di tipo poroso, collegato al gruppo di connettori elettrici 10, interposto tra l?alloggiamento elettrolita 7 e la sorgente di ossigeno 17 e atto a consentire il passaggio di ossigeno all?interno dell?alloggiamento elettrolita stesso. Pi? in dettaglio, l?elemento catodico 18 ? interposto tra l?elemento a membrana ionica 9 e la sorgente di ossigeno 17. The cathode electrode 6 also comprises at least one cathode element 18 of the porous type, connected to the group of electrical connectors 10, interposed between the electrolyte housing 7 and the oxygen source 17 and able to allow the passage of oxygen inside of the electrolyte housing itself. Pi? in detail, the? cathodic element 18 ? interposed between the ion membrane element 9 and the oxygen source 17.

L?elemento catodico 18 ? realizzato in un materiale conduttore atto a consentire il passaggio degli elettroni coinvolti nel processo elettrochimico. In particolare, l?elemento catodico 18 non partecipa direttamente al processo elettrochimico ma permette l?interazione tra gli elettroni, l?ossigeno derivante dalla sorgente di ossigeno 17 e le specie ioniche che provengono dall?alloggiamento elettrolita 7 per permettere la semireazione di riduzione. The cathodic element 18 ? made of a conductive material able to allow the passage of the electrons involved in the electrochemical process. In particular, the cathode element 18 does not participate directly in the electrochemical process but allows the interaction between the electrons, the oxygen deriving from the oxygen source 17 and the ionic species which come from the electrolyte housing 7 to allow the reduction half-reaction.

L?elemento catodico 18 ? realizzato in almeno un materiale scelto tra: carbone, grafene, grafite. The cathodic element 18 ? made of at least one material chosen from: carbon, graphene, graphite.

La cella elettrochimica 2 secondo il presente trovato comprende, inoltre, mezzi di rifornimento 19 atti a prelevare almeno gli elementi anodici 11 ossidati a seguito del processo elettrochimico e a reintegrarli con gli elementi anodici 11 puri. The electrochemical cell 2 according to the present invention also comprises supply means 19 able to withdraw at least the anodic elements 11 oxidized following the electrochemical process and to reintegrate them with the pure anodic elements 11.

In seguito al processo elettrochimico, infatti, gli elementi anodici 11 si ricoprono gradualmente di uno strato superficiale di metallo ossidato che riveste il metallo puro e che, col tempo, arresta il processo elettrochimico. Una volta che gli elementi anodici 11 sono completamente ossidati in superficie, la batteria 1 ? esaurita e non ? pi? in grado di produrre energia elettrica. Following the electrochemical process, in fact, the anodic elements 11 gradually become covered with a surface layer of oxidized metal which covers the pure metal and which, over time, stops the electrochemical process. Once the anodic elements 11 are completely oxidized on the surface, the battery 1 ? exhausted and not ? more capable of producing electricity.

I mezzi di rifornimento 19 permettono di sostituire gli elementi anodici 11 cos? da consentire un nuovo utilizzo della batteria 1. The supply means 19 allow to replace the anodic elements 11 so to allow a new use of the battery 1.

Utilmente, i mezzi di rifornimento 19 comprendono: Usefully, the means of supply 19 include:

- almeno un condotto di estrazione 20 per l?estrazione degli elementi anodici 11 ossidati dall?alloggiamento anodico 3; e - at least one extraction duct 20 for the extraction of the oxidized anodic elements 11 from the anodic housing 3; And

- almeno un condotto di inserimento 21 per l?inserimento degli elementi anodici 11 puri all?interno dell?alloggiamento anodico 3. - at least one insertion duct 21 for inserting the pure anodic elements 11 inside the anodic housing 3.

In dettaglio, il condotto di estrazione 20 e il condotto di inserimento 21 sono collegabili con l?esterno del veicolo elettrico V mediante rispettivi bocchettoni di rifornimento 22. In detail, the extraction duct 20 and the insertion duct 21 can be connected to the outside of the electric vehicle V by means of respective refueling unions 22.

Il particolare accorgimento di prevedere l?utilizzo di una pluralit? di elementi anodici 11 conformati in modo da scorrere permette la suddetta sostituzione in modo estremamente rapido e agevole attraverso i suddetti condotti 20, 21. The particular expedient of foreseeing the use of a plurality? of anodic elements 11 shaped so as to slide allows the aforementioned replacement in an extremely rapid and easy way through the aforementioned ducts 20, 21.

? opportuno sottolineare, inoltre, che le dimensioni estremamente contenute degli elementi anodici 11 rendono gli stessi notevolmente leggeri e facilmente movimentabili, ad esempio, mediante aspirazione/pompaggio. ? furthermore, it should be underlined that the extremely small dimensions of the anodic elements 11 make them considerably light and easy to move, for example, by means of suction/pumping.

I mezzi di rifornimento 19 comprendono, inoltre, mezzi valvolari 23 associati al condotto di estrazione 20 e al condotto di inserimento 21 e atti a regolare il flusso in entrata e in uscita degli elementi anodici 11 dall?alloggiamento anodico 3. The supply means 19 also comprise valve means 23 associated with the extraction duct 20 and with the insertion duct 21 and suitable for regulating the incoming and outgoing flow of the anode elements 11 from the anode housing 3.

I mezzi valvolari 23, del tipo di elettrovalvole, sono a loro volta collegabili con l?esterno del veicolo elettrico V e azionabili per aprire/chiudere i condotti 20, 21 durante l?operazione di rifornimento. The valve means 23, of the type of solenoid valves, can in turn be connected to the outside of the electric vehicle V and can be operated to open/close the ducts 20, 21 during the refueling operation.

Pi? dettagliatamente, i mezzi valvolari 23 sono collegabili con l?esterno mediante un connettore di comunicazione 24 elettrico associato al veicolo elettrico V. Pi? in detail, the valve means 23 can be connected to the outside by means of an electric communication connector 24 associated with the electric vehicle V.

In questo modo, ? possibile ripristinare la funzionalit? della batteria 1 in modo estremamente rapido evitando i lunghi tempi di rigenerazione delle batterie di tipo noto. In this way, ? Is it possible to restore functionality? of the battery 1 in an extremely rapid way, avoiding the long regeneration times of known types of batteries.

In una possibile forma di attuazione del presente trovato, i mezzi di rifornimento 19 sono atti a prelevare e a reintegrare la miscela elettrolita 8. ? opportuno specificare, infatti, che, a seguito del processo elettrochimico, anche la miscela elettrolita 8 subisce un?alterazione chimica, consumandosi, e necessita di essere sostituita anch?essa. In a possible embodiment of the present invention, the supply means 19 are suitable for withdrawing and replenishing the electrolyte mixture 8. in fact, it is appropriate to specify that, following the electrochemical process, the electrolyte mixture 8 also undergoes a chemical alteration, as it wears out, and also needs to be replaced.

In particolare, la miscela elettrolita 8 pu? essere prelevata attraverso il condotto di estrazione 20 e reinserita mediante il condotto di inserimento 21 contestualmente alla sostituzione degli elementi anodici 11. In particular, the electrolyte mixture 8 pu? be taken through the extraction duct 20 and reinserted through the insertion duct 21 at the same time as the replacement of the anodic elements 11.

A tale scopo, come mostrato nelle figure, l?alloggiamento anodico 3 ? conformato sostanzialmente a ?L? ed ? disposto almeno parzialmente sotto all?alloggiamento elettrolita 7. In questo modo, per gravit?, eventuali sottoprodotti solidi del processo elettrochimico oltrepassano l?elemento di separazione 13 e si depositano sul fondo dell?alloggiamento anodico 3. In seguito, l?estrazione degli elementi anodici 11 e della miscela elettrolita 8 permette anche la rimozione di tali sottoprodotti. For this purpose, as shown in the figures, the anode housing 3 is? shaped substantially to ?L? and ? arranged at least partially below the electrolyte housing 7. In this way, by gravity, any solid by-products of the electrochemical process pass the separation element 13 and settle on the bottom of the anodic housing 3. Subsequently, the elements are extracted anodics 11 and of the electrolyte mixture 8 also allows the removal of these by-products.

In accordo con una possibile forma di attuazione, non mostrata in dettaglio nelle figure, l?elettrodo catodico 6 comprende una pluralit? di elementi catodici 18 solidi e conformati in modo da scorrere all?interno dell?alloggiamento catodico 5. In accordance with a possible embodiment, not shown in detail in the figures, the cathode electrode 6 comprises a plurality of of solid cathode elements 18 and shaped so as to slide inside the cathode housing 5.

In dettaglio, gli elementi catodici 18 sono corpi di tipo poroso atti a consentire il passaggio di ossigeno all?interno dell?alloggiamento elettrolita 7. In detail, the cathode elements 18 are porous bodies able to allow the passage of oxygen inside the electrolyte housing 7.

Utilmente, la cella elettrochimica 2 comprende mezzi di sostituzione, non mostrati in dettaglio nelle figure, atti a prelevare almeno gli elementi catodici 18 e a reintegrarli con elementi catodici 18 puri. Usefully, the electrochemical cell 2 comprises replacement means, not shown in detail in the figures, suitable for withdrawing at least the cathode elements 18 and reintegrating them with pure cathode elements 18.

Infatti, nonostante gli elementi catodici 18 non prendano parte al processo elettrochimico e quindi non incorrano in una degradazione come invece avviene per gli elementi anodici 11, essi entrano in contatto con sostanze chimiche e potrebbero inquinarsi e contaminarsi compromettendo la funzionalit? della cella elettrochimica 2. Indeed, although the cathodic elements 18 do not take part in the electrochemical process and therefore do not incur a degradation as instead occurs for the anodic elements 11, they come into contact with chemical substances and could become polluted and contaminate compromising the functionality? of the electrochemical cell 2.

I mezzi di sostituzione sono sostanzialmente analoghi ai mezzi di rifornimento 19 e comprendono: The replacement means are substantially similar to the supply means 19 and include:

- almeno un canale di estrazione per l?estrazione degli elementi catodici 18 dall?alloggiamento catodico 5; e - at least one extraction channel for extracting the cathode elements 18 from the cathode housing 5; And

- almeno un canale di inserimento per l?inserimento degli elementi catodici 18 puri all?interno dell?alloggiamento catodico 5. - at least one insertion channel for inserting the pure cathode elements 18 inside the cathode housing 5.

Il canale di estrazione e il canale di inserimento sono collegabili con l?esterno dell?utenza V. The extraction channel and the insertion channel can be connected to the outside of the V user.

Il particolare accorgimento di prevedere l?utilizzo di una pluralit? di elementi catodici 18 conformati in modo da scorrere permette la suddetta sostituzione in modo estremamente rapido e agevole attraverso i suddetti canali. The particular expedient of foreseeing the use of a plurality? of cathode elements 18 shaped in such a way as to slide, it allows the aforesaid replacement in an extremely rapid and easy way through the aforesaid channels.

Vantaggiosamente, la batteria 1 comprende una pluralit? di celle elettrochimiche 2 collegate tra loro. Advantageously, the battery 1 comprises a plurality of 2 electrochemical cells connected to each other.

Tale soluzione realizzativa consente di realizzare una batteria 1 provvista di una elevata potenza energetica e una elevata autonomia che la rendono impiegabile anche in veicoli elettrici di grandi dimensioni. This constructive solution makes it possible to produce a battery 1 provided with a high energy power and a high autonomy which make it usable also in large electric vehicles.

Opportunamente, i condotti di estrazione 20 e i condotti di inserimento 21 delle celle elettrochimiche 2 sono collegati tra loro e convogliano nei rispettivi bocchettoni di rifornimento 22 per permettere la sostituzione degli elementi anodici 11. Conveniently, the extraction ducts 20 and the insertion ducts 21 of the electrochemical cells 2 are connected to each other and conveyed into the respective filler necks 22 to allow the replacement of the anodic elements 11.

Secondo un ulteriore aspetto, il presente trovato si riferisce anche ad una stazione di ricarica 25 per batterie ricaricabili. According to a further aspect, the present invention also refers to a recharging station 25 for rechargeable batteries.

La stazione di ricarica 25 secondo il trovato comprende almeno un?unit? di rifornimento 26 collegabile ad almeno un?utenza V provvista di almeno una batteria 1 come sopra descritta. The recharging station 25 according to the invention comprises at least one unit supply tank 26 which can be connected to at least one user V provided with at least one battery 1 as described above.

In particolare, l?unit? di rifornimento 26 comprende: In particular, the unit? supply 26 includes:

- almeno un dispositivo di prelievo 27 collegabile removibilmente al condotto di estrazione 20 e atto a prelevare gli elementi anodici 11 ossidati dall?utenza V; e - at least one sampling device 27 which can be removably connected to the extraction duct 20 and adapted to withdraw the oxidized anodic elements 11 from the user V; And

- almeno un dispositivo erogatore 28 collegabile removibilmente al condotto di inserimento 21 e atto a rifornire l?utenza V con almeno gli elementi anodici 11 puri. - at least one delivery device 28 which can be removably connected to the insertion conduit 21 and adapted to supply the user V with at least the pure anodic elements 11.

In sostanza, la stazione di ricarica 25 permette la sostituzione degli elementi anodici 11 della batteria 1 cos? da permetterne un nuovo utilizzo a bordo del veicolo elettrico V in tempi estremamente pi? rapidi rispetto alle batterie ricaricabili di tipo noto. Basically, the recharging station 25 allows the replacement of the anode elements 11 of the battery 1 so to allow a new use on board the electric vehicle V in times extremely more? faster than conventional rechargeable batteries.

Pi? dettagliatamente, il dispositivo di prelievo 27 e il dispositivo erogatore 28 sono collegabili removibilmente ai rispettivi bocchettoni di rifornimento 22 del veicolo elettrico V. Pi? in detail, the withdrawal device 27 and the dispensing device 28 can be removably connected to the respective refueling inlets 22 of the electric vehicle V.

Nella fattispecie, il dispositivo di prelievo 27 ? del tipo, ad esempio, di un dispositivo aspiratore in grado di rimuovere gli elementi anodici 11 dall?alloggiamento anodico 3, mentre il dispositivo erogatore 28 ? del tipo, ad esempio, di un dispositivo di pompaggio atto ad introdurre gli elementi anodici 11 puri. In this case, the sampling device 27 ? of the type, for example, of an aspirator device capable of removing the anodic elements 11 from the anodic housing 3, while the dispensing device 28 is? of the type, for example, of a pumping device able to introduce the pure anodic elements 11.

L?unit? di rifornimento 26 comprende anche un dispositivo di comunicazione 29 collegabile removibilmente al connettore di comunicazione 24 e configurato per azionare i mezzi valvolari 23 dei condotti 20, 21 durante il rifornimento. The unit refueling station 26 also comprises a communication device 29 removably connectable to the communication connector 24 and configured to actuate the valve means 23 of the conduits 20, 21 during refuelling.

In altre parole, il dispositivo di comunicazione 29 consente l?apertura del condotto di estrazione 20 durante la fase di prelievo degli elementi anodici 11 ossidati e l?apertura del condotto di inserimento 21 durante la fase di erogazione degli elementi anodici 11 puri. In other words, the communication device 29 allows the extraction duct 20 to be opened during the withdrawal phase of the oxidized anodic elements 11 and the insertion duct 21 to be opened during the dispensing phase of the pure anodic elements 11.

Il dispositivo di comunicazione 29 ha anche la funzione di comunicare con eventuali ulteriori mezzi elettronici della batteria 1. The communication device 29 also has the function of communicating with any further electronic means of the battery 1.

L?unit? di rifornimento 26 comprende almeno un dispositivo di misura 30 associato al dispositivo erogatore 28 e atto a misurare almeno una dimensione rappresentativa della quantit? di elementi anodici 11 puri erogati. The unit of supply 26 comprises at least one measuring device 30 associated with the dispensing device 28 and able to measure at least one dimension representative of the quantity? of dispensed pure anodic elements 11.

Il dispositivo di misura 30 pu? essere del tipo, ad esempio, di uno strumento di misura della massa, oppure del volume, oppure del peso, degli elementi anodici 11 trasferiti. The measure device 30 pu? be of the type, for example, of an instrument for measuring the mass, or the volume, or the weight, of the anodic elements 11 transferred.

L?unit? di rifornimento 26 comprende almeno un dispositivo di lettura 31 associato al dispositivo di misura 30 e atto a convertire la dimensione rappresentativa in almeno una somma di denaro da pagare. The unit refueling device 26 comprises at least one reading device 31 associated with the measuring device 30 and suitable for converting the representative size into at least one sum of money to be paid.

Il dispositivo di lettura 31 ? del tipo di un display attraverso il quale l?unit? di rifornimento 26 comunica ad un utente la somma di denaro da corrispondere. The reading device 31 ? of the type of a display through which the unit? of replenishment 26 communicates to a user the sum of money to be paid.

La stazione di ricarica 25 comprende almeno un serbatoio di erogazione 32, fluidodinamicamente collegato al dispositivo erogatore 28 e atto a contenere gli elementi anodici 11 puri. The recharging station 25 comprises at least one dispensing tank 32, fluid dynamically connected to the dispensing device 28 and able to contain the pure anodic elements 11.

La stazione di ricarica 25 comprende anche almeno un serbatoio di contenimento 33 fluidodinamicamente collegato al dispositivo di prelievo 27 e atto a contenere almeno gli elementi anodici 11 ossidati. The recharging station 25 also comprises at least one containment tank 33 fluid dynamically connected to the withdrawal device 27 and able to contain at least the oxidized anodic elements 11.

L?unit? di rifornimento 26 comprende mezzi di erogazione e prelievo 34 della miscela elettrolita 8. The unit tank 26 includes means 34 for dispensing and withdrawing the electrolyte mixture 8.

I mezzi di erogazione e prelievo 34 hanno la funzione di reintegrare la miscela elettrolita 8 pura all?interno della cella elettrochimica 2. The dispensing and withdrawal means 34 have the function of replenishing the pure electrolyte mixture 8 inside the electrochemical cell 2.

I mezzi di erogazione e prelievo 34 comprendono: The dispensing and withdrawal means 34 include:

- almeno un gruppo di prelievo atto a prelevare la miscela elettrolita 8 dall?utenza V; e - at least one withdrawal group able to withdraw the electrolyte mixture 8 from the user V; And

- almeno un gruppo di erogazione atto a rifornire la miscela elettrolita 8 all?utenza V. - at least one dispensing unit suitable for supplying the electrolyte mixture 8 to the user V.

Nella forma di attuazione mostrata nelle figure, il gruppo di prelievo coincide con il dispositivo di prelievo 27 e il gruppo erogatore coincide con il dispositivo erogatore 28. In questo modo, gli elementi anodici 11 e la miscela elettrolita 8 vengono sostituiti contestualmente. In the embodiment shown in the figures, the sampling unit coincides with the sampling device 27 and the dispensing unit coincides with the dispensing device 28. In this way, the anodic elements 11 and the electrolyte mixture 8 are replaced at the same time.

Non si esclude, tuttavia, che il gruppo di prelievo e il gruppo erogatore siano distinti dal dispositivo di prelievo 27 e dal dispositivo erogatore 28. Con riferimento alla forma di attuazione mostrata nelle figure, quindi, il dispositivo di prelievo 27 ? atto a prelevare anche la miscela elettrolita 8 dal veicolo elettrico V. However, it cannot be excluded that the withdrawal group and the dispensing group are distinct from the withdrawal device 27 and from the dispensing device 28. With reference to the embodiment shown in the figures, therefore, the withdrawal device 27? adapted to also take the electrolyte mixture 8 from the electric vehicle V.

Pi? dettagliatamente, il dispositivo di prelievo 27 ? atto a rimuovere la miscela elettrolita 8 dall?alloggiamento elettrolita 7 attraverso il condotto di estrazione 20. Pi? in detail, the drawing device 27 ? adapted to remove the electrolyte mixture 8 from the electrolyte housing 7 through the extraction duct 20.

La miscela elettrolita 8 estratta dalla cella elettrochimica 2 ? trasferita al serbatoio di contenimento 33 insieme agli elementi anodici 11 ossidati. I mezzi di erogazione e prelievo 34 comprendono almeno un serbatoio di stoccaggio 35 fluidodinamicamente collegato al dispositivo erogatore 28 e atto a contenere la miscela elettrolita 8 pura. The electrolyte mixture 8 extracted from the electrochemical cell 2 ? transferred to the containment tank 33 together with the oxidized anodic elements 11. The dispensing and withdrawal means 34 comprise at least one storage tank 35 fluid dynamically connected to the dispensing device 28 and adapted to contain the pure electrolyte mixture 8.

La miscela elettrolita 8 pura viene reintegrata attraverso il dispositivo erogatore 28. The pure electrolyte mixture 8 is replenished through the dispenser device 28.

A questo proposito, il dispositivo di misura 30 e il dispositivo di lettura 31 sono configurati per rilevare anche la quantit? di miscela elettrolita 8 erogata e convertire tale dato di quantit? in una somma di denaro da pagare da parte dell?utente. In this regard, the measuring device 30 and the reading device 31 are configured to detect also the quantity? of electrolyte mixture 8 supplied and convert this data quantity? in a sum of money to be paid by the user.

Vantaggiosamente, la stazione di ricarica 25 comprende almeno un?unit? di rigenerazione 36 atta a convertire gli elementi anodici 11 ossidati in elementi anodici 11 puri. Advantageously, the recharging station 25 comprises at least one unit? of regeneration 36 adapted to convert the oxidized anodic elements 11 into pure anodic elements 11.

L?unit? di rigenerazione 36 permette la rigenerazione in loco degli elementi anodici 11 ossidati cos? da garantire una costante disponibilit? di elementi anodici 11 puri anche in stazioni di rifornimento 25 ad alta affluenza. The unit of regeneration 36 allows the on-site regeneration of the anodic elements 11 oxidized so? to ensure constant availability? of pure anodic elements 11 even in high traffic refueling stations 25.

Non si esclude, tuttavia, che l?unit? di rigenerazione non sia presente e che l?operazione di rigenerazione venga effettuata in ulteriori stazioni di rigenerazione. It is not excluded, however, that the unit? regeneration station is not present and that the regeneration operation is carried out in further regeneration stations.

L?unit? di rigenerazione 36 comprende almeno uno tra: The unit of regeneration 36 comprises at least one of:

- almeno un reattore termico atto a convertire gli elementi anodici 11 ossidati mediante decomposizione termica; - at least one thermal reactor adapted to convert the anodic elements 11 oxidized by thermal decomposition;

- un reattore elettrolitico atto a convertire gli elementi anodici 11 ossidati mediante elettrolisi; e - an electrolytic reactor adapted to convert the anodic elements 11 oxidized by electrolysis; And

- almeno un gruppo di rimozione atto a rimuovere uno strato superficiale dagli elementi anodici 11 ossidati. - at least one removal assembly adapted to remove a surface layer from the oxidized anodic elements 11.

In particolare, il reattore termico agisce scaldando gli elementi anodici 11 ossidati a temperature estremamente elevate che determinano la decomposizione degli ossidi metallici in ossigeno, che viene liberato nell?atmosfera, e metallo che viene utilizzato per realizzare nuovi elementi anodici 11 puri. In particular, the thermal reactor acts by heating the oxidized anodic elements 11 to extremely high temperatures which cause the decomposition of the metal oxides into oxygen, which is released into the atmosphere, and metal which is used to make new pure anodic elements 11.

Il reattore elettrolitico, invece, permette di realizzare il processo inverso che gli elementi anodici 11 subiscono all?interno della cella elettrochimica 2. In sostanza, gli elementi anodici 11 ossidati vengono sottoposti ad una reazione di riduzione che fornisce nuovamente elementi anodici 11 puri. Infine, lo strato superficiale di metallo ossidato pu? essere rimosso attraverso il gruppo di rimozione, per esempio mediante un processo di abrasione meccanica o chimica. The electrolytic reactor, on the other hand, makes it possible to carry out the inverse process that the anodic elements 11 undergo inside the electrochemical cell 2. Basically, the oxidized anodic elements 11 are subjected to a reduction reaction which again supplies pure anodic elements 11. Finally, the surface layer of oxidized metal can? be removed via the removal assembly, for example by a mechanical or chemical abrasion process.

In accordo con una ulteriore forma di attuazione non mostrata nelle figure, l?unit? di rifornimento 26 comprende mezzi di sostituzione degli elementi catodici 18. In accordance with a further embodiment not shown in the figures, the unit? supply 26 comprises means for replacing the cathode elements 18.

Quando gli elementi catodici 18 sono realizzati sottoforma di una pluralit? di corpi solidi conformati in modo da scorrere all?interno dell?alloggiamento catodico 5, questi possono essere sostituiti attraverso il canale di estrazione e il canale di inserimento, analogamente a quanto avviene per gli elementi anodici 11. When the cathode elements 18 are made in the form of a plurality? of solid bodies shaped to slide inside the cathode housing 5, these can be replaced through the extraction channel and the insertion channel, similarly to what occurs for the anodic elements 11.

Si ? in pratica constatato come l?invenzione descritta raggiunga gli scopi proposti e in particolare si sottolinea il fatto che la batteria ricaricabile e la relativa stazione di ricarica secondo il trovato consentono di ridurre le tempistiche e i costi necessari all?operazione di rifornimento. Yes ? in practice it has been observed that the described invention achieves the proposed objects and in particular the fact is underlined that the rechargeable battery and the relative recharging station according to the invention allow to reduce the times and costs necessary for the refueling operation.

Infatti, la sola sostituzione degli elementi anodici ed eventualmente della miscela elettrolita ? estremamente rapida ed equiparabile alle operazioni di rifornimento di carburante dei veicoli tradizionali. In fact, the only replacement of the anodic elements and eventually of the electrolyte mixture? extremely fast and comparable to the refueling operations of traditional vehicles.

Inoltre, ? importante sottolineare che la rigenerazione degli elementi anodici ossidati pu? avvenire solo quando il serbatoio di contenimento ? pieno e pu? impiegare anche tempistiche maggiori rispetto alla sostituzione degli elementi anodici stessi nel veicolo. Ad esempio, la rigenerazione pu? richiedere una bassa potenza energetica ed essere eseguita nelle ore notturne, cos? da non richiedere infrastrutture e/o collegamenti elettrici eccessivamente onerosi. Furthermore, ? important to underline that the regeneration of the oxidized anodic elements pu? take place only when the containment tank ? full and can also employ longer times than the replacement of the anodic elements themselves in the vehicle. For example, the regeneration pu? require low energy power and be performed at night, so? not to require excessively expensive infrastructure and/or electrical connections.

Ancora, la presente batteria ricaricabile e la stazione di ricarica permettono di svincolarsi dall?impiego di operatori specializzati, consentendo l?operazione di rifornimento anche all?utilizzatore del veicolo elettrico e, quindi, anche nelle ore notturne o comunque non servite. Furthermore, the present rechargeable battery and the recharging station make it possible to disengage from the use of specialized operators, allowing the refueling operation also to the user of the electric vehicle and, therefore, also during the night or in any case when not served.

Infine, la batteria secondo il presente trovato permette di incrementare notevolmente l?autonomia del veicolo elettrico sulla quale ? alloggiata, grazie all?impiego di una pluralit? di elementi anodici che definiscono una elevata superficie utile al processo elettrochimico. Finally, the battery according to the present invention allows to significantly increase the autonomy of the electric vehicle on which it is used. housed, thanks to the use of a plurality? of anodic elements which define a large surface useful for the electrochemical process.

Claims (23)

RIVENDICAZIONI 1) Batteria (1) ricaricabile, comprendente almeno una cella elettrochimica (2) provvista di:1) Rechargeable battery (1), comprising at least one electrochemical cell (2) equipped with: - almeno un alloggiamento anodico (3) di almeno un elettrodo anodico (4) in materiale metallico;- at least one anodic housing (3) of at least one anodic electrode (4) made of metallic material; - almeno un alloggiamento catodico (5) di almeno un elettrodo catodico (6);- at least one cathode housing (5) of at least one cathode electrode (6); - almeno un alloggiamento elettrolita (7) di almeno una miscela elettrolita (8), interposto tra detto alloggiamento anodico (3) e detto alloggiamento catodico (5); e- at least one electrolyte housing (7) of at least one electrolyte mixture (8), interposed between said anodic housing (3) and said cathodic housing (5); And - almeno un gruppo di connettori elettrici (10) collegato a detto alloggiamento anodico (3) e a detto alloggiamento catodico (5) e atto a trasferire energia elettrica, generata mediante un processo elettrochimico, ad una utenza (V);- at least one group of electrical connectors (10) connected to said anodic housing (3) and to said cathodic housing (5) and able to transfer electric energy, generated by an electrochemical process, to a user (V); caratterizzata dal fatto che:characterized by the fact that: - detto elettrodo anodico (4) comprende una pluralit? di elementi anodici (11) solidi e conformati in modo da scorrere all?interno di detto alloggiamento anodico (3); e- said anode electrode (4) comprises a plurality? solid anodic elements (11) shaped so as to slide inside said anodic housing (3); And - detta cella elettrochimica (2) comprende mezzi di rifornimento (19) atti a prelevare almeno detti elementi anodici (11) ossidati a seguito di detto processo elettrochimico e a reintegrarli con detti elementi anodici (11) puri.- said electrochemical cell (2) comprises supply means (19) able to withdraw at least said anodic elements (11) oxidized following said electrochemical process and to reintegrate them with said pure anodic elements (11). 2) Batteria (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di rifornimento (19) comprendono:2) Battery (1) according to claim 1, characterized in that said refueling means (19) comprise: - almeno un condotto di estrazione (20) per l?estrazione di detti elementi anodici (11) ossidati da detto alloggiamento anodico (3); e - almeno un condotto di inserimento (21) per l?inserimento di detti elementi anodici (11) puri all?interno di detto alloggiamento anodico (3);- at least one extraction duct (20) for the extraction of said oxidized anodic elements (11) from said anodic housing (3); and - at least one insertion duct (21) for inserting said pure anodic elements (11) inside said anodic housing (3); detto condotto di estrazione (20) e detto condotto di inserimento (21) essendo collegabili con l?esterno di detta utenza (V).said extraction duct (20) and said insertion duct (21) being connectable with the outside of said user (V). 3) Batteria (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di rifornimento (19) sono atti a prelevare e a reintegrare detta miscela elettrolita (8).3) Battery (1) according to one or more? of the preceding claims, characterized in that said supply means (19) are suitable for withdrawing and replenishing said electrolyte mixture (8). 4) Batteria (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti elementi anodici (11) sono realizzati in almeno un materiale metallico scelto dall?elenco comprendente: alluminio, litio, zinco.4) Battery (1) according to one or more? of the preceding claims, characterized in that said anodic elements (11) are made of at least one metallic material selected from the list comprising: aluminium, lithium, zinc. 5) Batteria (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti elementi anodici (11) hanno una conformazione sferica, poligonale o filiforme.5) Battery (1) according to one or more? of the preceding claims, characterized in that said anodic elements (11) have a spherical, polygonal or filiform conformation. 6) Batteria (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto elettrodo catodico (6) comprende almeno una sorgente di ossigeno (17).6) Battery (1) according to one or more? of the preceding claims, characterized in that said cathode electrode (6) comprises at least one source of oxygen (17). 7) Batteria (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto elettrodo catodico (6) comprende almeno un elemento catodico (18) di tipo poroso, collegato a detto gruppo di connettori elettrici (10), interposto tra detto alloggiamento elettrolita (7) e detta sorgente di ossigeno (17) e atto a consentire il passaggio di ossigeno all?interno dell?alloggiamento elettrolita stesso. 7) Battery (1) according to one or more? of the preceding claims, characterized in that said cathode electrode (6) comprises at least one porous type cathode element (18), connected to said group of electrical connectors (10), interposed between said electrolyte housing (7) and said oxygen source (17) and capable of allowing the passage of oxygen inside the electrolyte housing itself. 8) Batteria (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto elemento catodico (18) ? realizzato in almeno un materiale scelto tra: carbone, grafene, grafite.8) Battery (1) according to one or more? of the preceding claims, characterized in that said cathode element (18) is made of at least one material chosen from: carbon, graphene, graphite. 9) Batteria (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che caratterizzata dal fatto che:9) Battery (1) according to one or more? of the preceding claims, characterized by the fact that characterized by the fact that: - detto elettrodo catodico (6) comprende una pluralit? di elementi catodici (18) solidi e conformati in modo da scorrere all?interno di detto alloggiamento catodico (5); e- said cathode electrode (6) comprises a plurality? solid cathode elements (18) shaped so as to slide inside said cathode housing (5); And - detta cella elettrochimica (2) comprende mezzi di sostituzione atti a prelevare almeno detti elementi catodici (18) e a reintegrarli con detti elementi catodici (18) puri.- said electrochemical cell (2) comprises replacement means adapted to withdraw at least said cathode elements (18) and to reintegrate them with said pure cathode elements (18). 10) Batteria (1) secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di sostituzione comprendono:10) Battery (1) according to claim 9, characterized in that said replacement means comprise: - almeno un canale di estrazione per l?estrazione di detti elementi catodici (18) da detto alloggiamento catodico (5); e- at least one extraction channel for extracting said cathode elements (18) from said cathode housing (5); And - almeno un canale di inserimento per l?inserimento di detti elementi catodici (18) puri all?interno di detto alloggiamento catodico (5); detto canale di estrazione e detto canale di inserimento essendo collegabili con l?esterno di detta utenza (V).- at least one insertion channel for inserting said pure cathode elements (18) inside said cathode housing (5); said extraction channel and said insertion channel being connectable with the outside of said user (V). 11) Batteria (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto alloggiamento anodico (3) comprende mezzi pressori (12) associati a detto gruppo di connettori elettrici (10) e atti a comprimere detti elementi anodici (11) e a mantenerli adesi tra loro.11) Battery (1) according to one or more? of the preceding claims, characterized in that said anodic housing (3) comprises pressure means (12) associated with said group of electrical connectors (10) and suitable for compressing said anodic elements (11) and keeping them adherent to each other. 12) Batteria (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta cella elettrochimica (2) comprende almeno un elemento di separazione (13) tra detto alloggiamento anodico (3) e detto alloggiamento elettrolita (7).12) Battery (1) according to one or more? of the preceding claims, characterized in that said electrochemical cell (2) comprises at least one separation element (13) between said anode housing (3) and said electrolyte housing (7). 13) Batteria (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende mezzi di regolazione (14) di detta miscela elettrolita (8), fluidodinamicamente collegati a detto alloggiamento elettrolita (7) e atti a regolare il volume di detta miscela elettrolita (8) all?interno di detto alloggiamento elettrolita (7).13) Battery (1) according to one or more? of the preceding claims, characterized in that it comprises adjustment means (14) of said electrolyte mixture (8), fluid dynamically connected to said electrolyte housing (7) and suitable for regulating the volume of said electrolyte mixture (8) inside said electrolyte housing (7). 14) Batteria (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende una pluralit? di dette celle elettrochimiche (2) collegate tra loro.14) Battery (1) according to one or more? of the preceding claims, characterized by the fact that it comprises a plurality? of said electrochemical cells (2) connected together. 15) Stazione di ricarica (25) per batterie ricaricabili, caratterizzata dal fatto che comprende almeno un?unit? di rifornimento (26) collegabile ad almeno un?utenza (V) provvista di almeno una batteria (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, detta unit? di rifornimento (26) comprendendo: - almeno un dispositivo di prelievo (27) collegabile removibilmente a detto condotto di estrazione (20) e atto a prelevare detti elementi anodici (11) ossidati da detta utenza (V); e15) Charging station (25) for rechargeable batteries, characterized in that it comprises at least one unit supply (26) connectable to at least one? user (V) equipped with at least one battery (1) according to one or more? of the previous claims, said unit? supply (26) comprising: - at least one withdrawal device (27) which can be removably connected to said extraction duct (20) and capable of withdrawing said oxidized anodic elements (11) from said user (V); And - almeno un dispositivo erogatore (28) collegabile removibilmente a detto condotto di inserimento (21) e atto a rifornire detta utenza (V) con almeno detti elementi anodici (11) puri.- at least one dispenser device (28) which can be removably connected to said insertion conduit (21) and capable of supplying said user (V) with at least said pure anodic elements (11). 16) Stazione di ricarica (25) secondo la rivendicazione 15, caratterizzata dal fatto che detta unit? di rifornimento (26) comprende almeno un dispositivo di misura (30) associato a detto dispositivo erogatore (28) e atto a misurare almeno una dimensione rappresentativa della quantit? di detti elementi anodici (11) puri erogati. 16) Charging station (25) according to claim 15, characterized in that said unit? tank (26) comprises at least one measuring device (30) associated with said dispensing device (28) and capable of measuring at least one dimension representative of the quantity? of said pure anodic elements (11) dispensed. 17) Stazione di ricarica (25) secondo la rivendicazione 16, caratterizzata dal fatto che detta unit? di rifornimento (26) comprende almeno un dispositivo di lettura (31) associato a detto dispositivo di misura (30) e atto a convertire detta dimensione rappresentativa in almeno una somma di denaro da pagare.17) Charging station (25) according to claim 16, characterized in that said unit? refueling device (26) comprises at least one reading device (31) associated with said measuring device (30) and capable of converting said representative dimension into at least one sum of money to be paid. 18) Stazione di ricarica (25) secondo una o pi? delle rivendicazioni da 15 a 17, caratterizzata dal fatto che comprende almeno un serbatoio di erogazione (32), fluidodinamicamente collegato a detto dispositivo erogatore (28) e atto a contenere detti elementi anodici (11) puri.18) Charging station (25) according to one or more? of claims from 15 to 17, characterized in that it comprises at least one dispensing tank (32), fluid dynamically connected to said dispensing device (28) and capable of containing said pure anodic elements (11). 19) Stazione di ricarica (25) secondo una o pi? delle rivendicazioni da 15 a 18, caratterizzata dal fatto che comprende almeno un serbatoio di contenimento (33) fluidodinamicamente collegato a detto dispositivo di prelievo (27) e atto a contenere almeno detti elementi anodici (11) ossidati, 19) Charging station (25) according to one or more? of claims 15 to 18, characterized in that it comprises at least one containment tank (33) fluid dynamically connected to said withdrawal device (27) and able to contain at least said oxidized anodic elements (11), 20) Stazione di ricarica (25) secondo una o pi? delle rivendicazioni da 15 a 19, caratterizzata dal fatto che comprende almeno un?unit? di rigenerazione (36) atta a convertire detti elementi anodici (11) ossidati in detti elementi anodici (11) puri.20) Charging station (25) according to one or more? of claims 15 to 19, characterized in that it comprises at least one unit? regeneration process (36) suitable for converting said oxidized anodic elements (11) into said pure anodic elements (11). 21) Stazione di ricarica (25) secondo una o pi? delle rivendicazioni da 15 a 20, caratterizzata dal fatto che detta unit? di rigenerazione (36) comprende almeno uno tra:21) Charging station (25) according to one or more? of claims 15 to 20, characterized by the fact that said unit? of regeneration (36) comprises at least one of: - almeno un reattore termico atto a convertire detti elementi anodici (11) ossidati mediante decomposizione termica;- at least one thermal reactor adapted to convert said anodic elements (11) oxidized by thermal decomposition; - un reattore elettrolitico atto a convertire detti elementi anodici (11) ossidati mediante elettrolisi; e- an electrolytic reactor adapted to convert said anodic elements (11) oxidized by electrolysis; And - almeno un gruppo di rimozione atto a rimuovere uno strato superficiale da detti elementi anodici (11) ossidati.- at least one removal assembly suitable for removing a surface layer from said oxidized anodic elements (11). 22) Stazione di ricarica (25) secondo una o pi? delle rivendicazioni da 15 a 21, caratterizzata dal fatto che detta unit? di rifornimento (26) comprende mezzi di erogazione e prelievo (34) di detta miscela elettrolita (8) comprendenti:22) Charging station (25) according to one or more? of claims from 15 to 21, characterized by the fact that said unit? supply (26) comprises dispensing and withdrawal means (34) of said electrolyte mixture (8) comprising: - almeno un gruppo di prelievo atto a prelevare detta miscela elettrolita (8) da detta utenza (V); e- at least one withdrawal unit adapted to withdraw said electrolyte mixture (8) from said user (V); And - almeno un gruppo di erogazione atto a rifornire detta miscela elettrolita (8) a detta utenza (V).- at least one dispensing unit suitable for supplying said electrolyte mixture (8) to said user (V). 23) Stazione di ricarica (25) secondo una o pi? delle rivendicazioni da 15 a 21, caratterizzata dal fatto che detta unit? di rifornimento (26) comprende mezzi di sostituzione di detti elementi catodici (18). 23) Charging station (25) according to one or more? of claims from 15 to 21, characterized by the fact that said unit? supply (26) comprises means for replacing said cathode elements (18).
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