[发明专利]一种不间断化学电池

权利要求书

1.一种不间断化学电池，其特征在于该电池包含有电合成单元(1)、对外的供电单元(2)，电合成单元(1)由催化氧化用正极(3)、电合成电解质溶液(4)、隔膜(9)、负极电解质溶液(5)和负极(6)构成，其中电合成电解质溶液(4)中含有还原性原料；供电单元(2)由负极(6)、负极电解质溶液(5)、隔膜(9)、催化氧还原电极(7)和含有氧气的气体或空气(8)构成；电合成电解质溶液(4)和负极电解质溶液(5)之间、负极电解质溶液(5)和催化氧还原电极(7)之间可以用隔膜(9)分隔；电合成单元(1)和供电单元(2)通过共用负极(6)连接，电合成电解质溶液(4)通过液泵推动不断流过电合成单元(1)；在电合成单元(1)不断进行电合成时，供电单元(2)利用含氧气的气体或空气(8)作为氧还原电极(7)的放电活性物质将负极(6)由电合成单元(1)得到的电量提取从而对外供电。

2.根据权利要求1所述的不间断化学电池，其特征在于催化氧化用正极(3)的电极材料为碳材料、负载催化剂的碳材料、惰性金属材料、金属氧化物或含掺杂元素的金属氧化物材料。

3.根据权利要求1所述的不间断化学电池，其特征在于电合成电解质溶液(4)和负极电解质溶液(5)的支持电解质为氢氧化物、季铵盐、碳酸盐、碳酸氢盐、碱金属卤化物、碱土金属卤化物、硫酸、硫酸盐、氟硅酸、六氟磷酸盐、盐酸、氢溴酸、氯酸、高氯酸、高氯酸盐、甲基磺酸、甲基磺酸盐、苯磺酸、苯磺酸盐、甲基苯磺酸、甲基苯磺酸盐中的一种或一种以上的混合物；电合成电解质溶液(4)和负极电解质溶液(5)的溶剂是水、甲醇、乙胺、乙醇、乙腈、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、二甲氧基乙烷或二甲基亚砜或以上溶剂组成的混合溶液；电合成电解质溶液(4)中的还原性原料为有机还原性材料和无机还原性材料两类，有机还原性材料包括烯烃类、芳香类、醇类、醛类、羰基类、脂肪醚类、含氮有机物、含硫有机物或含磷有机物，无机还原性材料包括卤素、卤化物或多硫化物。

4.根据权利要求1所述的不间断化学电池，其特征在于负极电解质溶液(5)和氧还原电极(7)之间由隔膜(9)分隔；负极电解质溶液(5)可以通过液泵推动不断流过供电单元(2)或采用搅拌方式达到均匀，电合成电解质溶液(4)可以通过液泵推动不断流过电合成单元，或者采用搅拌方式达到均匀。

5.根据权利要求1所述的不间断化学电池，其特征在于负极(6)的活性电对为全液相电对、液流沉积型电对或者是固体电极电对，其标准氧化还原电位相对于标准氢电极应低于0.4伏，全液相电对的氧化态和还原态都溶于负极电解液中，液流沉积型电对的氧化态溶于负极电解液中，而还原态沉积在负极(6)电极集流体上，固体电极电对的氧化态和还原态都包含在固体电极中。

6.根据权利要求1所述的不间断化学电池，其特征在于负极(6)的集流体是碳材料、惰性金属材料或惰性金属合金材料；形状可以是毡、箔、平板或泡沫多孔状。

7.根据权利要求1所述的不间断化学电池，其特征在于负极(6)采用液流沉积型电对或者固体电极电对，电合成电解质溶液(4)中的还原性原料和电氧化产物能溶于负极电解质溶液(5)中且不影响负极(6)及氧还原电极(7)的电极反应，同时负极(6)的活性电对不影响催化氧化用正极(3)的电极反应，具有电合成功能的不间断化学电池可采用单液流无隔膜三电极的液流电池结构。

8.根据权利要求1所述的不间断化学电池，其特征在于所用的隔膜(9)材料为选择性渗透膜、普通多孔隔膜、阳离子交换膜或阴离子交换膜。

9.根据权利要求1所述的不间断化学电池，其特征在于两节以上具有电合成功能的不间断化学电池可通过串联或并联组成不间断化学电池组。