HK1113021B - Fluid consuming battery with fluid regulating system - Google Patents

Claims (22)

1. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle, umfassend die Schritte:

   (a) Bereitstellen eines Zellgehäuses, das einen oder mehrere Fluideintrittsanschlüsse umfasst;

   (b) Bereitstellen einer fluidverbrauchenden Elektrode und einer zweiten Elektrode in dem Gehäuse, wobei sich ein ionenleitender Separator zwischen der fluidverbrauchenden Elektrode und der zweiten Elektrode befindet;

   (c) Bereitstellen eines Fluidregulationssystems, das Folgendes umfasst:

   (i) ein Ventil zum Einstellen der Geschwindigkeit des Durchtritts des Fluids in die fluidverbrauchende Elektrode; und

   (ii) ein Stellglied, das bei Änderung eines an das Stellglied angelegten Potentials eine Maßänderung erfahren kann, so dass sich das Ventil öffnet und schließt.
2. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß Anspruch 1, wobei das Stellglied aus einem flexiblen Material besteht, das sich als Ergebnis von innerer Spannung oder Dehnung verformen kann.
3. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß Anspruch 1, wobei das Stellglied die Form einer Platte hat.
4. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß Anspruch 1, wobei das Fluidregulationssystem weiterhin eine Steuerschaltung umfasst, um einen Fluidbedarf innerhalb des Gehäuses zu überwachen und das Potential an das Stellglied anzulegen.
5. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß Anspruch 2, wobei die Spannung oder Dehnung durch ungleichmäßige Volumenänderung und/oder Bewegung von Ionen innerhalb des Stellglieds und/oder Änderung der Verteilung der elektrischen Ladung innerhalb des Stellglieds entsteht.
6. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß Anspruch 5, wobei das Stellglied ein Faradaysches Stellglied und/oder ein kapazitives Stellglied und/oder ein elektrostatisches Stellglied umfasst.
7. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß Anspruch 6, wobei das Faradaysche Stellglied eine biegsame Platte ist, die aus einer Verbundmembran besteht, die zwei Elektrodenschichten und eine zwischen den Stellglied-Elektrodenschichten befindliche Separatorschicht aufweist.
8. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß Anspruch 6, wobei das Faradaysche Stellglied ein 1-Elektroden-Stellglied ist, bei dem es sich um eine biegsame Platte handelt, die ein Material umfasst, das reversibel oxidiert und reduziert werden kann und in einer Beschichtung auf einer Seite eines flexiblen, im Wesentlichen inerten Substrats enthalten ist.
9. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß Anspruch 8, wobei sich die Stellglied-Elektrodenschicht auf der Luftseite des Substrats und in ionischer Kommunikation mit der zweiten Elektrode der Zelle befindet.
10. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Stellglied-Elektrodenschicht die einzige Sauerstoffreduktionselektrode in der Zelle ist.
11. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß Anspruch 6, wobei das elektrostatische Stellglied zwei elektrisch leitfähige Schichten, die durch eine dünne isolierende Schicht voneinander getrennt sind, umfasst.
12. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß Anspruch 1, wobei das an das Stellglied angelegte Potential seinen Ursprung innerhalb der Zelle hat.
13. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Stellglied wenigstens Teil des Ventils ist.
14. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Zelle eine Steuerschaltung umfasst, um die Sauerstoffkonzentration in der Zelle zu überwachen, um die Zellspannung zu überwachen oder um das Potential der Sauerstoffreduktionselektrode gegenüber einer separaten Referenzelektrode zu überwachen.
15. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Zelle einen elektrischen Anschluss umfasst, der das Stellglied mit der positiven oder der negativen Zellelektrode verbindet.
16. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß Anspruch 15, wobei der elektrische Anschluss zur negativen Elektrode in Form von einer oder mehreren dünnen Metallschichten vorliegt, die auf einen Teil von einer oder mehreren anderen Zellkomponenten gedruckt oder in anderer Weise dort abgeschieden sind.
17. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß Anspruch 3, wobei die Stellgliedplatte durch ein Hochgeschwindigkeitsdruckverfahren hergestellt wird.
18. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß Anspruch 4, wobei die Steuerschaltung auf eine Zell- oder Batteriekomponente gedruckt oder in anderer Weise aufgetragen ist.
19. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die fluidverbrauchende Elektrode eine sauerstoffverbrauchende Elektrode ist.
20. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die sauerstoffverbrauchende Elektrode eine Sauerstoffreduktionselektrode ist.
21. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß Anspruch 1, wobei die Zelle eine alkalische Zink/Luft-Zelle ist.
22. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Batteriezelle gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Zellgehäuse eine Dose, einen Napf und einen Dichtungsring umfasst.