[发明专利]电解质补充系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解质补充系统及方法。

背景技术

诸如金属空气电池的某些电池的使用因电解质溶剂蒸发而受到限制。在这方面，电解质由于溶剂蒸发而损失功能，溶剂消耗导致导电性损失、电化学性能减弱，并且有时导致电池故障。

发明内容

在本发明的一个方面中，提供了一种电池系统。在一个实施例中，电池系统包括：电池，包括阳极、阴极和具有第一电解质盐密度的第一电解液；以及导管，将具有比第一电解质盐密度低的电解质盐密度的第二电解液连通到电池。在某些情况下，导管是可拆卸的导管。在某些其他情况下，第一电解液或第二电解液是挥发性的。

在另一实施例中，导管与阴极连通。

在又一实施例中，电池还包括与阴极相邻并与导管连通的空气流场。在某些情况下，空气流场包括进气口和与进气口不同的电解液进口，导管与电解液进口连通。在某些其他情况下，空气流场包括进气口，导管与进气口连通。

在又一实施例中，电池还包括在电池外部的电解液贮存器，导管与溶剂贮存器和阴极连通。

在又一实施例中，电池还包括将阴极和阳极分开的固体电极分隔件。

在本发明的另一个方面中，提供了一种金属空气电池系统。在一个实施例中，所述金属空气电池系统包括：金属空气电池，包括阳极、阴极、将阳极和阴极分开的电极分隔件、与阴极连通并具有第一电解质盐密度的第一电解液以及与阴极相邻且包括进气口的空气流场；以及导管，将金属空气电池连通到具有比第一电解质盐密度低的第二电解质盐密度的第二电解液。在某些情况下，空气流场还包括与进气口不同的电解液进口，导管与电解液进口相通。

在本发明的另一方面中，提供了一种操作电池的方法。在一个实施例中，所述方法包括将具有第二电解质盐密度的第二电解液连通到电池，电池包括阳极、阴极和具有比第二电解质盐密度高的第一电解质盐密度的第一电解液。操作电池的方法还包括将第二电解液连通到电池的阴极。在某些情况下，所述方法还包括在放电或充电过程中将第二电解液连通到电池。在某些情况下，所述方法还包括将第二电解液间歇地连通到电池。在某些情况下，所述方法还包括第二电解液从位于电池上方的溶剂贮存器连通，使得第二电解液在电池内通过毛细管作用行进。在某些情况下，第二电解液在高压下连通到电池。

在某些情况下，电解液连通到电池的阴极。在某些其他情况下，电池还包括与阴极相邻的空气流场，电解液连通到空气流场。还在某些其他情况下，电解液在放电过程中连通到电池。还在某些其他情况下，电解液在充电过程中连通到电池。还在某些其他情况下，电解液间歇地连通到电池。还在某些其他情况下，电解液从位于电池上方的电解液贮存器连通，使得电解液在电池内通过毛细管作用行进。在某些其他情况下，电解液在高压下连通到电池。

附图说明

图1A描述了根据一个或多个实施例的电池电解质补充系统；

图1B描述了图1A的电池电解质补充系统的变型；

图1C描述了图1B的电池电解质补充系统的变型；

图2描述了根据一个或多个实施例的电池电解质补充方法；

图3A描述了根据这里描述的一个示例的作为空气暴露时间的函数的电解质溶剂损失；以及

图3B描述了根据这里描述的另一个示例的作为空气暴露时间的函数的电解质溶剂损失。

具体实施方式

按所要求的，在此公开了本发明的详细实施例；但是，将理解的是，公开的实施例仅仅是本发明的示例性实施例，本发明可以以各种可选择的形式来实施。附图不必是按比例绘制的；可夸大或最小化一些特征来显示具体组件的细节。因此，在此公开的特定结构和功能细节不被解释为是限制性的，而仅仅作为用于教导本领域技术人员来多方面地应用本发明的代表性基础。

除非清楚地表明，否则在描述本发明的最宽泛的范围时，在本描述中表示材料的量或反应条件和/或使用条件的所有数值将被理解为由词语“大约”修饰。

与本发明的一个或多个实施例结合对适用于给定目的的一组或一类材料进行描述，这意味着该组或该类中的任意两个或更多个成员的混合物适用于给定目的。描述的化学术语中的成分是指在添加任意组合物时在描述中详细说明的成分，并且不必排除一旦混合在该混合物的成分之间的化学相互作用。首次定义的首字母缩略词或其他缩写词应用到这里在后面使用的所有的相同的缩写词，并应用于最初定义的缩写词的正常语法变型。除非明确说明为相反，否则通过与先前或之后为相同性质所引用的相同技术来确定对性质的测量。