[发明专利]具有氢清除剂的可再充电蓄电池

说明书

本技术的储能设备、蓄电池单元和蓄电池可包括第一集电器和第二集电器。蓄电池可包括与第一集电器联接的阳极材料。蓄电池可包括与第二集电器联接的阴极材料。蓄电池还可包括定位在阴极材料与阳极材料之间的分隔体。蓄电池可包括掺入在阳极活性材料或阴极活性材料内的氢清除剂材料。氢清除剂材料可在高于或约20℃的温度下吸收氢或与氢进行反应。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2017年7月24日提交的美国临时专利申请62/536,056的优先权，该专利申请的内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明技术涉及蓄电池和蓄电池部件。更具体地讲，本发明技术涉及在可再充电蓄电池单元设计中的清除剂掺入。

背景技术

在蓄电池驱动的设备中，操作期间发生的反应可产生一种或多种气体。这些气体可在一些设计中排放或释放，或者可在蓄电池内积聚，这种积聚可影响性能。需要改善的设计。

发明内容

本技术涉及储能设备，该储能设备包括蓄电池单元和蓄电池，可包括具有各种形状的锌碱性蓄电池或锂离子蓄电池，该锌碱性蓄电池或锂离子蓄电池包括卷绕电池和堆叠电池，该堆叠电池可为或包括双极性蓄电池以及在任何取向(例如包括垂直和水平)堆叠的蓄电池。这些设备可包括利用本技术的方面的多个电池结构，并且该电池结构可以包括卷绕、圆柱形、棱柱形和其他蓄电池构型。电池可包括许多特征部和材料构型，如将在整个公开内容中描述的。

本技术的储能设备、蓄电池单元和蓄电池可包括第一集电器和第二集电器。蓄电池可包括与第一集电器联接的阳极材料。蓄电池可包括与第二集电器联接的阴极材料。蓄电池还可包括定位在阴极材料与阳极材料之间的分隔体。蓄电池可包括掺入在阳极活性材料或阴极活性材料内的氢清除剂材料。氢清除剂材料可在高于或约20℃的温度下吸收氢或与氢进行反应。

在一些实施方案中，氢清除剂材料可被构造成在大于或约0.1巴的压力下与氢进行反应。氢清除剂材料可被构造成在高于或约40℃的温度下与氢进行反应。氢清除剂材料的特征可在于对于氢的体积容量为大于或约10g/L。阳极活性材料可包括含锌材料，并且阴极活性材料可包括含锰材料、含镍材料或含银材料。氢清除剂材料可包括基体材料和催化剂。基体材料可为或包括含碳材料。含碳材料可包括碳的同素异形体。含碳材料可为或包括特征在于碳-碳双键或碳-碳三键的聚合物。催化剂可为或包括含金属材料。

在一些实施方案中，含金属材料可包括选自铱、镍、铂、镧、钛、铈、钯、铑或钌的金属。氢清除剂材料可被构造成在氢清除剂被掺入在其内的阳极活性材料或阴极活性材料的工作电势下保持对电解质基本上惰性。氢清除剂材料可掺入在阴极活性材料，并且氢清除剂材料可被构造成以小于或约1g/L增加阴极处的氧气产量。氢清除剂材料可掺入在阴极活性材料，并且氢清除剂材料可被构造成以小于或约1g/L增加阳极处的氢产量。

本技术还涵盖蓄电池单元。示例性蓄电池单元可包括阳极活性材料和阴极活性材料。蓄电池单元可包括定位在阳极活性材料与阴极活性材料之间的分隔体。蓄电池单元还可包括与分隔体接触的氢清除剂材料。氢清除剂材料可在高于或约20℃的温度下吸收氢或与氢进行反应。

在一些实施方案中，氢清除剂材料可设置在分隔体的表面上。氢清除剂材料可掺入在分隔体内。阳极活性材料可为或包括含锌材料，并且阴极材料可为或包括含锰材料、含镍材料或含银材料。氢清除剂可为或包括基体材料和负载型催化剂。

本技术还涵盖蓄电池。示例性蓄电池可包括蓄电池壳体，该蓄电池壳体特征在于内表面和外表面。蓄电池可包括第一集电器和第二集电器。蓄电池可包括与第一集电器联接的阳极活性材料，并且可包括与第二集电器联接的阴极活性材料。蓄电池可包括定位在阳极材料和阴极材料之间的分隔体。蓄电池还可包括沿着蓄电池壳体的内表面定位的氢清除剂材料。氢清除剂材料可在高于或约20℃的温度下吸收氢或与氢进行反应。在一些实施方案中，氢清除剂材料可包括含碳基体材料和催化剂。