[发明专利]锌-溴电池

说明书

本发明涉及一种由循环电解液、带有泵室的马达驱动泵和电解液容器构成的锌-溴电池以及锌-溴电池的存放方法。

电化学的成对锌-溴对于电流的贮存已具有日益重要的意义。该系统适合于代替备用供电设备例如柴油机和发动机，以稳定贮存电流并可作为牵引能源。在这两种情况下，重量不是重要的因素，关键问题在于使用带有循环电解液的锌溴电池可以使备用的成套设备投入运行。

锌-溴电池是公知的，在该电池中电极上不仅贮存了锌而且还在多孔活性炭物质上沉积了溴。这种电池的存储能力特别小，而且在锌沉积时受枝状晶体的干扰，因此仅能用很小的电流密度进行工作。

具有两种循环电解液的锌-溴电池有两个特别好的优点。一方面通过电解液的流动使枝状晶体的生长速度保持很小，另一方面根据循环电解液流过的量可以共同确定电池的容量。

在构成上，锌-溴电池越来越多地转向使用塑料材料，特别是聚烯烃，在此使用的是聚丙烯。这种塑料具有很好的化学稳定性，然而在另一方面又具有其它的缺点。因此，出于一方面考虑电阻，另一方面为了减少所使用的材料的原因，必须将电极和隔离板用特别薄的薄壁部件构成。这种薄壁部件显然具有这样的缺点，即这些通常为平面几何形状的部件虽然受自身的影响很小，但是由于例如电解液中的不同温度或阳极电解液和阴极电解液之间的压力差而会出现不希望的流动现象。由此必须考虑，使电解液流过一个例如面积为30厘米×30厘米的空腔，而且使流体的层厚为1-2毫米。由于塑料的变形，而引起了上述流体的不规则流动，由此而产生了锌膜的不同沉积和解开，其中有可能出现局部加热，这样会过早的损坏电池。

在公知的用塑料制成的锌-溴电池中，在密封状态下当处于很强的机械压力中时，电池本身例如在电极和隔离板的边缘上会出现不密封的现象，从而使电池报废。

本发明的任务是提供一种锌-溴电池，这种电池适合于不同的用途。特别是可以将这种电池做成一个小的单元，该单元提供150-500瓦—小时的容量并且可以对不同的耗电器例如钻孔机、割草机以及无线电设备和电视设备等进行长时间的驱动。

本发明所述的锌-溴电池是在已有技术的基础上作出的，例如EP-B10167517就公开了这种电池。

本发明的锌-溴电池包括循环的电解液，具有泵室且由马达驱动的泵，电解液容器，由与塑料结合的碳构成的双极电极，设在电极之间由塑料构成的隔离板，其中隔离板和电极的边缘相互焊接和在由此构成的电极室上设置的电解液流入和排出通道以及电解液的热交换器，其特征在于一个至少由容器、阴极电解液流入和排出通道、泵室以及阴极室构成的气密封和液体密封室单元通过隔离板唯一地与由另一个容器、阳极电解液流入和排出管道，另一个泵室和阳极室构成的另一个气密封和液体密封室单元相连。

根据由塑料制成的电极和隔离板的应用场合，其可以选用对锌-溴电池起保护作用的材料，其中其边缘的连接是用有或无焊接添加料的方式进行焊接的，因此，例如通常可以用由隔离板材料制成的附加薄膜来使电极和隔离板保持一定距离，同时边缘也同样相互熔接和连接。使用双极电极一方面可以如公知的那样提高电压，另一方面可减小对空间的需要。这种电池适合于特殊要求，它可以针对温度变化，特别是在冷条件下通过热交换器来调节电解液。

通过由隔离板连接而形成的气密和液体密封室单元，可以提供这样的电池，该电池可以在不利的条件下确保能进行驱动，同时不会出现电解液泄漏，由此获得了一种特别易保养的电池。这种电池的最大优点在于，它不必象其它电池所需的那样在存放时进行例如不损坏系统的充电保养，而是只需要将电池存放起来即可，同样，当将电池再次接到充电设备上时可以再度达到原来的容量。

由于两个泵由一个马达驱动，所以一方面以特别简单的方式节省了重量，另一方面还使阳极和阴极电解液获得了均匀的流速。

在两个电解液容器之间设有压力平衡装置，特别是压力平衡管，因此，当在电解液中具有不同的压力构成时，将在管道中等形成堵塞，由此可简便地防止因压力差而引起的电极和隔离板变形。

由于容器容纳液体的重量至少总是与阳极电解液或阴极电解液的量相一致，所以在较长的静止时间内可避免因电解液从电极室流出而引起的放电。

将容器相对于电极并排设置，这样可以根据流动情况设计一个特别简单的结构，例如可设置一个适合流体技术的泵。另一优点是，通过电池的简单翻转，使电池成为容器在下和电极在上的布置形式，从而在电解液实际上完全进入容器的前提下，使电解液简单地从电极室中排空。