[发明专利]含金属空气蓄电池和预处理该蓄电池的装置的蓄电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓄电池系统，其包括金属空气蓄电池和用于预处理该金属空气蓄电池的装置，其中，该装置具有至少一个被构造用于容纳第一液态介质的第一储存器，该第一储存器与金属空气蓄电池相连接，以用于输送和导出第一液态介质，该装置还具有至少一个用于受控地输送和／或导出液态介质的装置。此外，本发明涉及一种用于预处理金属空气蓄电池的方法。

背景技术

金属空气蓄电池，尤其是锂-空气蓄电池或锌-空气蓄电池具有比目前的高功率-锂-离子蓄能池明显更高的能量密度。因此，其作为电化学的储能器尤其对于混合动力车辆、插电式混合动力车辆或者电动车辆的驱动具有重大的意义。本发明的意义下的金属空气蓄电池指的是可再充电的蓄电池，即电流的二次蓄电池。

金属空气蓄电池通常具有多个彼此连接的电化学的单元，其中，这些单元被构造为层状并且具有正的电极以及负的电极、分离器和电解质。电解质能够被构造为液态的或胶状的或者被构造为固体电解质。电解质尤其用于确保在两个电极之间的离子传输。分离器具有的任务尤其是防止两个相反极化的电解质之间的接触并且确保离子流。金属例如金属锂用作负的电极。金属空气蓄电池与空气中的氧反应，而在单元内不需要第二反应物。在此，空气电极即基于氧(O2)的电极通常用作正的电极。在此，氧通过环境空气来提供并且根据需要被吸入到金属空气蓄电池的单元体中。由此，与锂-离子蓄电池相比，金属空气蓄电池能够被更轻并且更紧凑地制造。

金属空气蓄电池中的问题在于极其有限的循环稳定度，极其有限的循环稳定度尤其归因于由于副反应的电解质的消耗。金属空气蓄电池的充电和放电还会造成金属被腐蚀，其中，金属空气蓄电池或金属空气蓄电池的每个单元被来自副反应的分解产物和产物污染，这会导致在仅仅一个包括一个充电过程和一个放电过程的循环之后金属空气蓄电池显著的容量损失。为了应对该缺点，由文献DE102010033020A1和文献DE102010051964A1已知，在具有液态电解质的金属空气蓄电池中抽去电解质并且由新的液态电解质替换，为此具有液态电解质的储存器与金属空气蓄电池相连接。由此，能够降低每个充电过程／放电过程的容量损失，但还是会出现容量损失。此外，由文献DE3112207A1已知一种电解质泵送电动机与锌-氯-蓄电池装置的结合使用。

在该背景下，本发明的任务是进一步改善金属空气蓄电池的循环稳定性，尤其是考虑使用金属空气蓄电池作为用于混合动力车辆、插电式混合动力车辆或电动车辆的驱动的储能器。

发明内容

为了解决该任务，提出了一种蓄电池系统，其包括金属空气蓄电池和用于预处理所述金属空气蓄电池的装置，其中，所述装置具有至少一个被构造用于容纳第一液态介质的第一储存器，所述第一储存器与所述金属空气蓄电池相连接，以用于输送和导出所述第一液态介质，所述装置还具有至少一个用于受控地输送和／或导出液态介质的装置，其中，所述第一液态介质是冲洗液，通过使用至少一个用于受控地输送和／或导出液态介质的所述装置能够从所述第一储存器输送所述冲洗液到所述金属空气蓄电池以及从所述金属空气蓄电池导出所述冲洗液，使得所述金属空气蓄电池被所述冲洗液冲洗。输送到所述金属空气蓄电池、从所述金属空气蓄电池导出以及冲洗所述金属空气蓄电池在此尤其包括针对所述金属空气蓄电池的每个电化学的单元的输送、导出和冲洗。用所述冲洗液冲洗所述金属空气蓄电池在此有利地导致尤其是清除在所述金属空气蓄电池或所述金属空气蓄电池的每个单元内的分解产物和污染。此外，有利地能够实现金属电极的再生以及在具有固体电解质的金属空气蓄电池中能够实现电解质的再生。