[发明专利]电化学电池

说明书

技术领域

本发明总地涉及一种电化学电池，在一些具体的实施方式中，涉及高温，可再充电的电化学电池，以及相关的设备。

背景技术

电池组是在移动系统和固定应用中存储一部分能量的重要组件，所述移动系统例如电动车辆，混合电动车和其它类型的车辆和非车辆(例如，火车头，越野公路的采矿车(off-highway mining vehicles)，航海应用，公共汽车和汽车)，和所述固定应用例如不间断电源(UPS)系统和“Telecom”(电信系统)。高温钠-金属卤化物电化学电池通常以用于以下应用中为目的：火车头；电信，和不间断电源(UPS)电池组。这些电池可能给许多这些应用提供高的能量密度，高功率密度，较长的电池寿命，和较低的成本需要。

通常，电池组由许多电池构成。对这些电池组的目前开发集中于性能和电池寿命。许多因素会影响性能，和限制电池寿命。主要因素可以是隔板的不可靠性。用于这些电池中最通常的隔板是β”-氧化铝固体电解质(BASE)，其是传导钠的陶瓷。

应该指出，在使用过程中电池中的热循环，压差，钠-芯吸作用(sodium-wicking)，和震动在一些情况下会损害隔板。受损的隔板可能导致包装壳(例如钢制包装壳)的电化学腐蚀，和电池中大的热偏移。通常，当隔板破裂时，形成金属性短路，使得电池组使用失效的电池进行操作。但是，在一些情况下，高温条件，结合腐蚀的电池包装壳，可能容许电池的化学组件破坏包装壳，这会使整个电池组短路。

已经在不同的电池组设计上进行了开发工作来避免和/或解决腐蚀问题。避免电池腐蚀的一种方式是提供电池的芯和包装壳之间的有效的热和电传导性。但是，可能显著地限制目前的设计来有效地发挥这些功能。同样地，目前可获得的设计不适合于显著减少或者防止外壳的腐蚀。

因此期望开发一种对于各种电池组应用具有改善的热管理和改善的可靠性的新型电池设计。

发明内容

本发明的一些实施方式提供电化学电池。该电池包括含有金属材料的外壳。组件置于含有碱金属的电池的负极室中。该组件包括牺牲金属，所述牺牲金属的氧化电位小于所述外壳材料的氧化电位。

根据本发明的一些实施方式，所述电池包括置于外壳界定的体积中的传导离子的管状隔板。所述外壳包括铁。该电池的负极室含有碱金属。垫片结构置于该负极室中，通常平行于所述隔板的负极表面。所述垫片结构包括锌。

本发明的一些实施方式中提供能量存储装置。该装置常常包括多个电化学电池，其中所述电池是彼此热和点导通的。

附图说明

当参考附图阅读以下具体实施方式时，本发明的这些和其它特征、方面、以及优点将会变得更易理解，在附图中相同的符号在整个附图中表示相同的部件，其中：

图1是根据本发明的实施方式的电化学电池的示意图；

图2是根据本发明的另一实施方式的电化学电池的示意图；

图3是根据本发明的又一实施方式的电化学电池的示意图；

图4是根据本发明的实施方式的电化学电池的示意性三维视图；

图5是根据本发明的实施方式的电化学电池的横截面俯视图；

图6是根据本发明的实施方式的电化学电池的透视三维视图；

图7是根据本发明的实施方式的电化学电池的透视三维视图；

图8是显示根据本发明的示例性实施方式的电化学电池的放电曲线的图。

具体实施方式

如在本申请中整个说明书和权利要求中所用的，可使用近似语言修饰任何量的表示，其能够容许变化而不导致它涉及的基本功能的变化。因此，受术语例如“约”修饰的值不限于所指出的精确值。在一些情况下，近似语言可对应于测量该值的仪器的精度。

在以下的说明书和权利要求中，单数形式“一种(a)”，“一个(an)”和“所述(the)”包括复数指示物，否则上下文会清楚地另外指出。

本申请所用的术语“可”和“可为”表示在一组环境下发生的可能性；具有指定的性质，特征或者功能的可能性；和/或通过显示一个或者多个能力、性能而适合于另一种动作，或者与该适合的动作相关的可能性。因此，用于“可”和“可为”表示修饰的术语显然适合、能够或者适于所表示的能力，功能，或者用途，同时考虑在一些情况下，所修饰的术语可能有时不适合、不能或者不合适。例如，在一些情况下，事件或者能力可能是所期望的，而在其它情况下，该事件或者能力不能发生。这种区别通过术语“可”和“可为”涵盖。