具有可替選地密封以防電解質(zhì)邊緣泄漏的框架密封件的電化學(xué)電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電化學(xué)電池，包括：陽極半殼（14）和陰極半殼（15），其通過隔膜（8）彼此分開，具有相應(yīng)的電極；陽極半殼（14）和陰極半殼（15）分別具有外壁（12、13），其分別在兩個(gè)半殼的接觸區(qū)域中具有凸緣區(qū)域（16、17），凸緣區(qū)域框架狀地構(gòu)造，并且凸緣區(qū)域（16和17）具有安裝孔（4），所述安裝孔標(biāo)明電化學(xué)電池的內(nèi)部區(qū)域（23）和外部區(qū)域（24）；氣體擴(kuò)散電極（6），所述氣體擴(kuò)散電極放置在支承系統(tǒng)（7）上；多孔介質(zhì)（9），放置在氣體擴(kuò)散電極（6）上；以及用于輸送和導(dǎo)出氣體（18、19）和電解質(zhì)（20、21）的裝置。尤其是，本發(fā)明的特征在于，至少一個(gè)環(huán)繞的框架密封件（3）在兩個(gè)半殼的接觸區(qū)域中設(shè)置在兩個(gè)半殼的外壁（12和13）的框架狀凸緣區(qū)域（16和17）之間，其放置在隔膜（7）上，其中，多孔介質(zhì)（9）和氣體擴(kuò)散電極（6）放置在框架狀陰極凸緣區(qū)域（17）上并且環(huán)繞的框架密封件（3）在該區(qū)域中與多孔介質(zhì)（9）和氣體擴(kuò)散電極（6）交疊，其中，交疊區(qū)域（2）具有至少兩個(gè)輪廓部（1），其中，環(huán)繞的框架密封件在兩個(gè)半殼的接觸區(qū)域中在多孔介質(zhì)（9）與氣體擴(kuò)散電極（6）的交疊區(qū)域外的、框架狀、所述凸緣區(qū)域（16和17）之間具有至少一個(gè)另外的輪廓部（22），和/或布置至少一個(gè)可形變的密封繩（5），其中，所述另外的輪廓部（22）和/或所述可形變的密封繩（5）布置在所述電化學(xué)電池的內(nèi)部區(qū)域（23）中。
【專利說明】具有可替選地密封以防電解質(zhì)邊緣泄漏的框架密封件的電化學(xué)電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明可以使用在電化學(xué)設(shè)備的【技術(shù)領(lǐng)域】中。
[0002]本發(fā)明涉及一種在權(quán)利要求1的前序部分中所描繪的電化學(xué)設(shè)備。在此，理解為如下設(shè)備，在該設(shè)備中進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，譬如在電解器、電池、蓄電池或燃料電池中。
【背景技術(shù)】
[0003]例如，在電解中將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能。這通過在電流作用下分解化合物而實(shí)現(xiàn)。用作電解質(zhì)的溶液包含帶正電離子和帶負(fù)電離子。因此主要使用酸、堿或鹽溶液作為電解質(zhì)。
[0004]例如在由含水的堿鹵化物溶液(在此以氯化鈉來描述)電解制備鹵素氣體時(shí)，在陽極側(cè)上進(jìn)行如下反應(yīng):
[0005](I) 4NaCl — 2Cl2+4Na++4e_
[0006]自由的堿離子到達(dá)陰極并且與在那里產(chǎn)生的氫氧化物離子一起形成堿性溶液。此外，形成氫氣。
[0007](2 ) 4H20+4e — 2H2+40H
[0008]在此，形成的堿液從輸送到陽極側(cè)的堿鹵化物經(jīng)由陽離子交換器隔膜分離，并且由此彼此離析。這種隔膜是現(xiàn)有技術(shù)并且在商業(yè)上可從不同的提供商獲得。
[0009]在上述反應(yīng)進(jìn)行時(shí)形成的在陽極上的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)在形成氯的情況下為+1.36V，其中，在進(jìn)行上述反應(yīng)時(shí)，在陰極上的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)為-0.86V。這種電池設(shè)計(jì)例如在W098/55670中公開。根據(jù)這兩種標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)之差導(dǎo)致極大的能量輸入，其需要來進(jìn)行這些反應(yīng)。為了使該數(shù)值差最小，現(xiàn)在在陰極側(cè)上使用氣體擴(kuò)散電極(以下縮寫為GDE)，使得通過該系統(tǒng)帶入氧氣并且由此有條件地在陰極上不再進(jìn)行反應(yīng)(2)，而是進(jìn)行如下反應(yīng):
[0010](3) 02+H20+4e — 4OH
[0011]氧氣在此情況下可以作為純氣體或通過空氣被帶入?；诶醚鯕鈹U(kuò)散電極的氯堿電解的總反應(yīng)如下:
[0012](4) 4NaCl+02+2H20 — 4Na0H+2Cl2
[0013]由于反應(yīng)(3)的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)在+0.4V左右，所以與利用形成氫氣的傳統(tǒng)電解相比，GDE技術(shù)使得能量節(jié)約顯著。
[0014]數(shù)年來，氣體擴(kuò)散電極使用在電池、電解器和燃料電池中。電化學(xué)轉(zhuǎn)換在這些電極內(nèi)僅在所謂的三相邊界處進(jìn)行。氣體、電解質(zhì)和金屬導(dǎo)體彼此相交的區(qū)域稱作三相邊界。為了 GDE有效地工作，金屬導(dǎo)體同時(shí)應(yīng)為所期望的反應(yīng)的催化劑。在堿族中的典型催化劑是銀、鎳、二氧化錳、碳和鉬。為了催化劑特別有效，其表面必須大。這通過帶有內(nèi)表面的精細(xì)或多孔粉末來實(shí)現(xiàn)。
[0015]如例如在US4614575中公開的這種氣體擴(kuò)散電極應(yīng)用中的問題在于:電解質(zhì)由毛細(xì)作用引起會(huì)侵入微孔結(jié)構(gòu)中并且填充該結(jié)構(gòu)。 該效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致，氧氣不再會(huì)通過孔擴(kuò)散，由此所預(yù)期的反應(yīng)進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)。[0016]為了能夠在三相邊界處有效進(jìn)行反應(yīng)，必須避免上述問題，其方式是相應(yīng)地選擇壓力關(guān)系。如在電解質(zhì)溶液中情況那樣在靜止液體中形成液柱例如導(dǎo)致:靜液壓壓力在柱的下端部處最高，這會(huì)增強(qiáng)上面所描述的現(xiàn)象。
[0017]該問題如相關(guān)文獻(xiàn)中可找到的那樣以降膜蒸發(fā)器形式來解決。在此，電解質(zhì)(例如苛性鈉NaOH或苛性鉀Κ0Η)在隔膜與GDE之間可穿過多孔介質(zhì)，由此防止靜液壓柱形成。也談及了滲濾器技術(shù)。
[0018]在W003/42430中，描述了這種電解質(zhì)電池，其利用氯堿電解質(zhì)反應(yīng)與氧消耗反應(yīng)的原理。氧氣在此從多孔介質(zhì)通過氣體擴(kuò)散電極分離并且通過導(dǎo)電支承結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電的柔性彈性元件與多孔介質(zhì)(滲濾器)擠壓在一起。
[0019]這種原理例如也在DE102004018748中找到。在此，描述了電化學(xué)電池，其至少包括帶有陽極的陽極半電池、帶有陰極的陰極半電池和在兩個(gè)半電池之間布置的離子交換隔膜，其中，陽極和/或陰極是氣體擴(kuò)散電極，在氣體擴(kuò)散電極與離子交換器隔膜之間布置有間隙，間隙之上的電解質(zhì)入口和在間隙之下的電解質(zhì)出口以及氣體入口和氣體出口，其中，電解質(zhì)入口與電解質(zhì)儲(chǔ)存容器連接并且具有溢出口。
[0020]但，氣體擴(kuò)散電極在所描述的電解設(shè)備中的使用不僅有實(shí)現(xiàn)催化氧消耗反應(yīng)的任務(wù)。此外，電極也應(yīng)確保在GDE兩側(cè)電解質(zhì)和氣體的分離。為此，通過所選的固定方法對(duì)氣體擴(kuò)散電極的氣體或液體密封的密封件一定是必須的，以便尤其在電解質(zhì)進(jìn)入半電池之后保證電解質(zhì)沿著氣體擴(kuò)散電 極符合規(guī)定地被引導(dǎo)并且不經(jīng)由非充分密封的區(qū)域并且由此在(滲濾器的)多孔介質(zhì)之外可替選的路徑從電化學(xué)半電池到達(dá)電解質(zhì)出口并且因此不再提供給該反應(yīng)。
[0021]由于氣體擴(kuò)散電極經(jīng)受老化過程并且由此經(jīng)受磨損，所以氣體擴(kuò)散電極在確定的工作時(shí)間之后必須被更換?，F(xiàn)有技術(shù)規(guī)定，氣體擴(kuò)散電極焊入陰極半殼中，這使更換非常費(fèi)事。
[0022]這例如在DE10330232A1中予以介紹。在此，描述了電化學(xué)半電池，其中，⑶E具有無涂層的邊緣區(qū)域，與保持結(jié)構(gòu)連接，該保持結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電的板焊接。除了困難的可更換性之外，該技術(shù)的另一主要缺點(diǎn)在于，由于形成的焊縫而失去了非常多的活性電極表面，由此降低了電解質(zhì)電池的效率。
[0023]在DE10152792中闡述了氣體擴(kuò)散電極的一種可替選的固定可能性。在此，描述了一種方法，借助折疊狀圍繞的框架將氣體擴(kuò)散電極與電解設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)連接。與在DE10330232中所描述的純粹夾持方法相比，該方法在可更換性方面更為有利。但，由于在此情況下為了使歐姆損耗最小通過焊接方法或釬焊方法實(shí)施框架與基本結(jié)構(gòu)的連接，所以不僅保留了困難的可更換性的缺點(diǎn)而且活性電解質(zhì)面由于焊接區(qū)域而損失的缺點(diǎn)仍舊存在。
[0024]在DE10321681A1中公開了用于電解質(zhì)電池裝置的密封件，其包括第一膜表面和第二膜表面以及承擔(dān)基本的間隔保持器功能的繩狀第一密封件件和繩狀第二密封件件，其彼此間隔地分布在第一膜表面與第二膜表面之間。該電池中的布置設(shè)計(jì)為，密封件件與隔膜交疊，之后是鉆孔并且隨后在電解質(zhì)電池的外部區(qū)域中設(shè)置第二密封件件，其僅還具有間隔保持作用而不再具有密封作用。缺點(diǎn)是，以此方式和方法不能實(shí)現(xiàn)完全的密封并且會(huì)發(fā)生經(jīng)由鉆孔的泄漏。
[0025]US4721555A描述了電化學(xué)電池，其中，在隔膜與電池框架的交疊區(qū)域中安置有環(huán)繞的框架密封件，其具有多個(gè)輪廓部。在此同樣始終存在泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0026]因此，本發(fā)明的任務(wù)是，找到一種技術(shù)解決方案，其首先保證尤其氣體室對(duì)電解質(zhì)室的充分密封，以便防止電解質(zhì)經(jīng)由非充分密封的區(qū)域如在氣體擴(kuò)散電極與隔離框架密封件之間的垂直邊緣區(qū)域會(huì)到達(dá)電解質(zhì)出口并且由此不用于電化學(xué)反應(yīng)。此外，同時(shí)氣體擴(kuò)散電極要固定在電化學(xué)電池中，以便保證氣體擴(kuò)散電極的簡(jiǎn)單安裝和拆卸并且由此提供盡可能大的活性電極面以用于電化學(xué)反應(yīng)。此外，密封件要確保陽極與陰極的電絕緣，以便能夠?qū)崿F(xiàn)電化學(xué)電池的符合規(guī)定的工作。
[0027]該任務(wù)通過如下電化學(xué)電池來解決，其包括:陽極半殼(14)和陰極半殼(15)，其通過隔膜(8)彼此分開，它們具有相應(yīng)的電極；以及陽極半殼(14)和陰極半殼(15)，分別具有外壁(12，13)，其分別在兩個(gè)半殼的接觸區(qū)域中具有凸緣區(qū)域(16，17)，所述凸緣區(qū)域框架狀地構(gòu)造，并且凸緣區(qū)域(16和17)具有安裝孔(4)，安裝孔標(biāo)明電化學(xué)電池的內(nèi)部區(qū)域(23)和外部區(qū)域(24);并且氣體擴(kuò)散電極(6)，其放置在支承系統(tǒng)(7)上；以及多孔介質(zhì)(9),所述多孔介質(zhì)放置在氣體擴(kuò)散電極(6)上；以及用于輸送和導(dǎo)出氣體(18,19)和電解質(zhì)(20，21)的裝置。
[0028]尤其是，本發(fā)明的特征在于，至少一個(gè)環(huán)繞的框架密封件(3)在兩個(gè)半殼的接觸區(qū)域中設(shè)置在兩個(gè)半殼的外壁(12和13)的框架狀凸緣區(qū)域(16和17)之間，所述框架狀密封件放置在隔膜(8)上，其中，多孔介質(zhì)(9)和氣體擴(kuò)散電極(6)放置在框架狀陰極凸緣區(qū)域(17)上并且環(huán)繞的框架密封件(3)在該區(qū)域中與多孔介質(zhì)(9)和氣體擴(kuò)散電極(6)交疊，其中，交疊區(qū)域(2)具有至少兩個(gè)輪廓部(1)，其中，環(huán)繞的框架密封件在兩個(gè)半殼的接觸區(qū)域中在多孔介質(zhì)(9) 與氣體擴(kuò)散電極(6)的交疊區(qū)域之外的框架狀凸緣區(qū)域(16和17)之間具有至少一個(gè)另外的輪廓部(22)和/或布置至少一個(gè)可形變的密封繩，其中，在電化學(xué)電池的內(nèi)部區(qū)域(23)中布置所述另外的輪廓部(22)和/或可形變的密封繩(5)。
[0029]通過所要求地將密封件放置在電化學(xué)電池中可以實(shí)現(xiàn)充分的密封并且可以避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
[0030]在有利的擴(kuò)展方案中，該裝置具有輪廓部(1)，其具有任意幾何構(gòu)型，并且優(yōu)選具有三角形、梯形或半球形。
[0031]在優(yōu)選的實(shí)施形式中，框架密封件(3)在大約100°C的溫度以下由耐堿和耐氧的材料構(gòu)建。
[0032]此外，本發(fā)明要求保護(hù)根據(jù)本發(fā)明的電化學(xué)電池作為電解器中的電解質(zhì)電池的應(yīng)用可能性，在電解器中堆疊狀地布置多個(gè)電解質(zhì)電池。
[0033]有利地，此電化學(xué)電池使用在電池中，在該電池中化學(xué)能通過電化學(xué)氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)換成電能。
[0034]電化學(xué)半電池的另一應(yīng)用可能性在于使用在燃料電池中，其中化學(xué)能通過輸送燃料和氧化劑轉(zhuǎn)換成電能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]以下借助圖1至圖6詳細(xì)地闡述了本發(fā)明的實(shí)施方案。[0036]圖1:以從上部剖切的總視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的電化學(xué)電池的示意性方法概圖
[0037]圖2a_b:向外示出了部件在根據(jù)本發(fā)明的帶有密封變型結(jié)構(gòu)的電化學(xué)電池的凸緣區(qū)域中的原理性布置的示意性方法概圖
[0038]圖3a_b:向外示出了根據(jù)本發(fā)明的處于安裝好的狀態(tài)中的電化學(xué)電池的凸緣區(qū)域的示意性方法概圖，用于示出帶有密封變型結(jié)構(gòu)的框架密封件的作用原理
[0039]圖4:示出了帶有或不帶用于旋緊根據(jù)本發(fā)明的電化學(xué)電池的安裝孔的框架密封件的示意性方法概圖
[0040]圖5:示出了根據(jù)本發(fā)明的電化學(xué)電池的框架密封件的角部區(qū)域的示意性方法概圖
[0041]圖6a_f:根據(jù)本發(fā)明的電化學(xué)電池的框架密封件的輪廓部的構(gòu)型的示意性方法概圖
【具體實(shí)施方式】
[0042]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電化學(xué)電池，其包括陽極半殼14和陰極半殼15，它們通過隔膜8彼此分 開。兩個(gè)半殼14、15具有外壁12和13以及框架狀構(gòu)造的凸緣區(qū)域16和
17。在陰極半殼16的框架狀的凸緣區(qū)域與陽極半殼17的凸緣區(qū)域之間可以?shī)A持有隔膜8、多孔介質(zhì)9、用于將陽極與陰極電絕緣的框架密封件3和可能夾持有其他部件。通過夾持例如可以實(shí)現(xiàn)隔膜8和多孔介質(zhì)9的固定，以及實(shí)現(xiàn)電化學(xué)電池對(duì)外的密封。多孔介質(zhì)9在電化學(xué)電池工作時(shí)用作滲濾器，其中，電解質(zhì)在隔膜8與氣體擴(kuò)散電極6之間被引導(dǎo)通過電解室10 (滲濾器)。電化學(xué)反應(yīng)所需的氣體以及電解質(zhì)通過相應(yīng)的裝置輸送18、20以及導(dǎo)出 19、21。
[0043]氣體擴(kuò)散電極6通過支承元件7保持在電解質(zhì)電池中。氣體擴(kuò)散電極6本身由液體可透過的載體構(gòu)建，該載體以催化劑材料涂覆。在此，氣體擴(kuò)散電極6的以催化劑涂覆的區(qū)域形成活性區(qū)域，在該活性區(qū)域上進(jìn)行陰極的電化學(xué)反應(yīng)。該活性區(qū)域包括整個(gè)氣體擴(kuò)散電極，除了密封區(qū)域之外，該密封區(qū)域在結(jié)構(gòu)上實(shí)施得盡可能小，以便使氣體擴(kuò)散電極6獲得盡可能大的活性面積用以電化學(xué)反應(yīng)。
[0044]密封區(qū)域通過在兩個(gè)半殼的外壁12和13的框架狀凸緣區(qū)域16和17之間的兩個(gè)半殼的接觸區(qū)域限定，其中，安裝孔4標(biāo)明電化學(xué)電池的內(nèi)室23和外室24。在圖2a-b中詳細(xì)地示出了部件的原理布置:氣體擴(kuò)散電極6和多孔介質(zhì)9在陰極的凸緣區(qū)域17上，其中，環(huán)繞的框架密封件3在該區(qū)域中具有至少兩個(gè)輪廓部，其與氣體擴(kuò)散電極6和多孔介質(zhì)9交疊并且兩個(gè)部件與布置在其間的隔膜8在安裝好的狀態(tài)中被擠壓在一起。至少一個(gè)另外的輪廓部(22)設(shè)置在多孔介質(zhì)(9)和氣體擴(kuò)散電極(6)的交疊區(qū)域之外，但該氣體擴(kuò)散電極始終在電化學(xué)電池的內(nèi)部區(qū)域(23)中。在此也談及框架密封件的輪廓化的外部區(qū)域。在電化學(xué)電池(24)的外部區(qū)域中，框架密封件(3)楔形地構(gòu)造并且絕對(duì)沒有附加的輪廓部。通過將框架密封件布置在電化學(xué)電池中的方式，泄漏率可以被減低至最小值。
[0045]用于改善地密封電化學(xué)電池以免電解質(zhì)或氣體向外逸出的另一實(shí)施變型方案在圖2b中示出。圖2b示出了附加的可形變的密封繩的布置，該密封繩在框架狀凸緣區(qū)域16和17之間的兩個(gè)半殼的接觸區(qū)域中處于電化學(xué)電池的多孔介質(zhì)9與內(nèi)室(23)中的氣體擴(kuò)散電極6的交疊區(qū)域之外。[0046]圖3a_b示出了處于安裝好且被擠壓的狀態(tài)中的框架狀凸緣區(qū)域16和17之間的兩個(gè)半殼的接觸區(qū)域，用于闡明對(duì)多孔介質(zhì)環(huán)繞內(nèi)部密封以免邊緣泄漏。這通過至少兩個(gè)輪廓部的共同作用而實(shí)現(xiàn)，所述輪廓部在多孔介質(zhì)(9)與氣體擴(kuò)散電極(6)的交疊區(qū)域(2)中，但至少一個(gè)另外的輪廓部(22)布置在電化學(xué)電池的內(nèi)部區(qū)域(23)中，所述另外的輪廓部處于多孔介質(zhì)(9)和氣體擴(kuò)散電極(6)的交疊區(qū)域之外?？蚣苊芊饧?的內(nèi)部輪廓部I將隔膜8和多孔介質(zhì)9壓到通過陰極的凸緣區(qū)域17支承的氣體擴(kuò)散電極6上，而所述另外的輪廓部(22)將隔膜8壓到凸緣區(qū)域17上。通過設(shè)置在框架密封件3上的至少兩個(gè)內(nèi)部輪廓部防止液體穿過輪廓部逸出。對(duì)外的密封通過將隔膜8擠壓在陰極的凸緣區(qū)域17與框架密封件3的所述另外的輪廓部(22)之間來實(shí)現(xiàn)，如在圖3a中所示。在此，隔膜8直接按壓在框架狀的陰極凸緣區(qū)域17上。
[0047]圖3b示出用于改善地密封電化學(xué)電池以免電解質(zhì)或氣體向外逸出的另一實(shí)施變型方案。在圖3b中，示出了附加的可形變的密封繩的應(yīng)用，該密封繩在框架狀的凸緣區(qū)域16與17之間的兩個(gè)半殼的接觸區(qū)域中在多孔介質(zhì)9與氣體擴(kuò)散電極6的交疊區(qū)域之外處于電化學(xué)電池的內(nèi)部區(qū)域(23 )中，并且在安裝好的狀態(tài)中被擠壓在隔膜8與陰極的凸緣區(qū)域17之間，并且通過改進(jìn)的密封來確保并且替換所述另外的輪廓部22或與其組合地使用。
[0048]圖4示出了帶有輪廓化的內(nèi)部區(qū)域2的框架密封件3的總視圖，該框架密封件包括兩個(gè)內(nèi)部的輪廓部1，用于充分地液體密封，所述輪廓部處于多孔介質(zhì)(9)與氣體擴(kuò)散電極(6)的交疊區(qū)域中，但處于交疊區(qū)域之外的至少一個(gè)另外的附加輪廓部布置在電化學(xué)電池的內(nèi)室中。對(duì)框架密封件的擠壓通過經(jīng)過安裝孔4的旋緊來實(shí)現(xiàn)。
[0049]圖5詳細(xì)地示出了帶有安裝孔4的框架密封件3的構(gòu)型，其中，安裝孔居中均勻間隔布置并且在角部區(qū)域中形成直角。
[0050]圖6以變型方案a)至f)示出了輪廓部I和另外的輪廓部22的示例性構(gòu)型，其可以具有任意幾何構(gòu)型，例如三角形(圖6a和圖6d)、梯形(圖6b和圖6e)或半球形(圖6c和6f)。輪廓部的制造在此可以通過直接壓印輪廓部(圖6a_6c)或通過去除圍繞輪廓部的材料(圖6d-6f)來實(shí)現(xiàn)。
[0051]從本發(fā)明的得到如下優(yōu)點(diǎn):
[0052]通過根據(jù)本發(fā)明地將框架密封件輪廓化以將多孔介質(zhì)和隔膜與氣體擴(kuò)散電極擠壓和固定來在一起來確保對(duì)電解室(多孔介質(zhì))充分密封，
[0053]使陽極和陰極電絕緣
[0054]簡(jiǎn)單地安裝和拆卸氣體擴(kuò)散電極
[0055]由于無活性密封面小而提供了大的活性電極表面，活性電極表面可以用于電化學(xué)反應(yīng)
[0056]可防止電解質(zhì)通過一方面為氣體擴(kuò)散電極和多孔介質(zhì)與另一方面為用于外部密封的密封繩之間的邊緣區(qū)域而泄漏電解質(zhì)，并且由此不用于電化學(xué)反應(yīng)
[0057]附圖標(biāo)記表
[0058]I 輪廓部
[0059]2 框架密封件的被輪廓化的內(nèi)部區(qū)域
[0060]3 框架密封件
[0061]4 用于旋緊的安裝孔[0062]5密封繩
[0063]6氣體擴(kuò)散電極
[0064]7支承系統(tǒng)
[0065]8隔膜
[0066]9多孔介質(zhì)
[0067]10電解室
[0068]11
氣體室
[0069]12
陽極半殼的外壁
[0070]13
陰極半殼的外壁
[0071]14
陽極半殼
[0072]15
陰極半殼
[0073]16
陽極半殼的邊緣區(qū)域
[0074]17
陰極半殼的邊緣區(qū)域
[0075]18
輸送氣體的裝置
[0076]19
導(dǎo)出氣體的裝置 [0077]20
輸送電解質(zhì)的裝置
[0078]21
導(dǎo)出電解質(zhì)的裝置
[0079]22其他輪廓部
[0080]23電化學(xué)電池的內(nèi)部區(qū)域
[0081]24電化學(xué)電池的外部區(qū)域
【權(quán)利要求】
1.電化學(xué)電池，包括: 陽極半殼(14)和陰極半殼(15)，它們通過隔膜(8)彼此分開，它們具有相應(yīng)的電極， 陽極半殼(14)和陰極半殼(15)分別具有外壁(12和13)，所述外壁分別在兩個(gè)半殼的接觸區(qū)域中具有凸緣區(qū)域(16和17)，所述凸緣區(qū)域框架狀地構(gòu)造，并且所述凸緣區(qū)域(16和17)具有安裝孔(4)，所述安裝孔標(biāo)明電化學(xué)電池的內(nèi)部區(qū)域(23)和外部區(qū)域(24)， 設(shè)置氣體擴(kuò)散電極(6)，所述氣體擴(kuò)散電極放置在支承系統(tǒng)(7)上， 多孔介質(zhì)(9 )，其放置在氣體擴(kuò)散電極(6 )上， 用于輸送和導(dǎo)出氣體(18、19)和電解質(zhì)(20、21)的裝置， 至少一個(gè)環(huán)繞的框架密封件(3)在兩個(gè)半殼的接觸區(qū)域中設(shè)置在兩個(gè)半殼的外壁(12和13)的框架狀凸緣區(qū)域(16和17)之間，所述框架密封件放置在隔膜(7)上，其中，多孔介質(zhì)(9)和氣體擴(kuò)散電極(6)放置在框架狀的、陰極的所述凸緣區(qū)域(17)上并且環(huán)繞的所述框架密封件(3)在該區(qū)域中與多孔介質(zhì)(9)和氣體擴(kuò)散電極(6)交疊，其中，交疊區(qū)域(2)具有至少兩個(gè)輪廓部(I)， 其特征在于，環(huán)繞的所述框架密封件在兩個(gè)半殼的接觸區(qū)域中在多孔介質(zhì)(9)和氣體擴(kuò)散電極(6)的交疊區(qū)域外的、框架狀的所述凸緣區(qū)域(16和17)之間具有至少一個(gè)另外的輪廓部(22 )，和/或布置至少一個(gè)可形變的密封繩，其中，所述另外的輪廓部(22 )和/或所述可形變的密封繩(5 )布置在所述電化學(xué)電池的內(nèi)部區(qū)域(23 )中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的裝置，其特征在于，所述輪廓部(I)具有任意幾何構(gòu)型，并且優(yōu)選具有三角形、梯形或半球形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述框架密封件(3)在大約100°C以下由耐堿和耐氧的材料構(gòu)建。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述輪廓部(22)具有任意幾何構(gòu)型，并且優(yōu)選具有三角形、梯形或半球形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池作為電解質(zhì)電池在電解器中的應(yīng)用，在電解器中堆疊狀地布置有多個(gè)電解質(zhì)電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電化學(xué)電池作為電池的應(yīng)用，在電池中化學(xué)能通過電化學(xué)氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)換成電能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池作為燃料電池的應(yīng)用，在該燃料電池中化學(xué)能通過輸送燃料和氧化劑而轉(zhuǎn)換成電能。
【文檔編號(hào)】C25B9/20GK103620090SQ201280022017
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月6日
【發(fā)明者】R·基弗, P·沃爾特林, R·韋伯, A·布蘭, M·格羅斯霍爾茨 申請(qǐng)人:烏德諾拉股份公司