本發(fā)明涉及電化學(xué)電池單體的電極構(gòu)造體、電化學(xué)電池單體以及電化學(xué)裝置。

背景技術(shù)：

1、作為電解裝置或燃料電池等電化學(xué)裝置，已知有一種使用層疊了多個(gè)電化學(xué)電池單體的堆并通過堆內(nèi)的各電化學(xué)電池單體進(jìn)行物質(zhì)的電解、發(fā)電的結(jié)構(gòu)(例如參照日本特開2022-141239號(hào))。

2、日本特開2022-141239號(hào)所記載的電化學(xué)裝置是二氧化碳的電解裝置，使用以下構(gòu)造的電化學(xué)電池單體。

3、電化學(xué)電池單體具備陽極電極及陰極電極、配置在這些電極之間的電解質(zhì)膜、以及在各電極的與存在電解質(zhì)膜的一側(cè)為相反側(cè)的面上重疊配置的隔板。兩個(gè)電極與電解質(zhì)膜被一體化，在該狀態(tài)下利用保持框?qū)χ車鷧^(qū)域進(jìn)行保持。在一方的隔板與陽極電極之間形成有陽極溶液流路，在另一方的隔板與陰極電極之間形成有co2氣體流路。另外，陽極電極和陰極電極與電源連接。在陽極溶液流路中流動(dòng)包含水的陽極溶液，在co2氣體流路中流動(dòng)二氧化碳?xì)怏w。

4、在該電化學(xué)電池單體中，在向陽極電極和陰極電極施加電源的電壓時(shí)，在陽極電極中，陽極溶液中的水被氧化而產(chǎn)生氧氣和氫離子。此時(shí)，所產(chǎn)生的氫離子透過電解質(zhì)膜進(jìn)入陰極電極側(cè)。在陰極電極中，通過co2氣體流路中的二氧化碳的還原反應(yīng)而生成一氧化碳，并且，與透過了電解質(zhì)膜的氫離子發(fā)生反應(yīng)而生成水。在陰極電極生成的一氧化碳通過外部的排出通路被取出。

5、需要說明的是，在這種電化學(xué)電池單體中，在對電極和電解質(zhì)膜的周圍區(qū)域進(jìn)行保持的保持框與相鄰的隔板之間，設(shè)置有用于將兩者之間密閉的彈性體制的密封部。由此，電化學(xué)電池單體防止了溶液或氣體從溶液流路或氣體流路的漏出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、上述的電化學(xué)電池單體為了防止流體從流路的周圍區(qū)域向外部漏出而設(shè)置有彈性體制的密封部。彈性體制的密封部為了限制流體的漏出而形成為朝向?qū)Ψ降纸訕?gòu)件側(cè)鼓出，通過按壓對方抵接構(gòu)件而將該密封部壓扁，在該狀態(tài)下發(fā)揮密封功能。由于上述的電化學(xué)電池單體形成為密封部在電池單體的層疊方向上鼓出，因此，電化學(xué)電池單體的層疊方向的厚度容易變厚。

2、另外，由于上述的電化學(xué)電池單體形成為彈性體制的密封部在電池單體的層疊方向上鼓出，因此，在層疊方向上對所層疊的多個(gè)電化學(xué)電池單體進(jìn)行緊固固定時(shí)，各密封部的合計(jì)壓扁量變大。因此，在組裝電化學(xué)裝置時(shí)，難以牢固地緊固多個(gè)電化學(xué)電池單體。

3、本發(fā)明的方案在于，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)電化學(xué)電池單體的層疊方向的薄型化和電化學(xué)裝置的組裝的容易化的電化學(xué)電池單體的電極構(gòu)造體、電化學(xué)電池單體以及電化學(xué)裝置。而且，本發(fā)明有助于氣候變動(dòng)的緩和或影響減輕。

4、本發(fā)明的電化學(xué)電池單體的電極構(gòu)造體、電化學(xué)電池單體以及電化學(xué)裝置采用了以下的結(jié)構(gòu)。

5、即，本發(fā)明的一個(gè)方案的電化學(xué)電池單體的電極構(gòu)造體的特征在于，具備由多孔質(zhì)材料構(gòu)成的片狀的電極基材(例如，實(shí)施方式的電極基材20)，在所述電極基材設(shè)置有電極功能部(例如，實(shí)施方式的電極功能部21)和密封功能部(例如，實(shí)施方式的密封功能部22)，該電極功能部具有擴(kuò)散層和催化劑層，該密封功能部配置在所述電極功能部的至少外周區(qū)域，并且是通過在該電極基材中含浸彈性體而成。

6、本方案的電化學(xué)電池單體在由多孔質(zhì)材料構(gòu)成的電極基材設(shè)置有電極功能部和包圍電極功能部的至少外周區(qū)域的密封功能部。而且，密封功能部在電極基材的多孔質(zhì)材料中含浸彈性體而構(gòu)成。因此，密封功能部的彈性體由電極基材的多孔質(zhì)材料支承。因此，密封功能部即便在層疊方向上被按壓于其他構(gòu)件也難以壓扁，因此，無需預(yù)先使密封部在層疊方向上較大地鼓出。因此，在采用了本方案的電化學(xué)電池單體的情況下，能夠使電化學(xué)電池單體在層疊方向上薄型化，并且在電化學(xué)裝置的組裝時(shí)，能夠容易地緊固固定多個(gè)電化學(xué)電池單體。

7、也可以是，所述密封功能部能夠與隔板(例如，實(shí)施方式的第一隔板13、第二隔板14)或者該隔板的保持框(例如，實(shí)施方式的保持框30)抵接，所述隔板與所述電極基材重疊且在隔板與所述電極功能部之間形成電化學(xué)反應(yīng)流體的流路。

8、在該情況下，電極構(gòu)造體的密封功能部與相鄰的隔板或者其保持框抵接，因此，能夠通過電極構(gòu)造體的密封功能部來防止電化學(xué)反應(yīng)流體從隔板與電極功能部之間的流路向外部漏出。

9、也可以是，在所述電極基材的外緣部的至少一部分，配置有與所述電極功能部電導(dǎo)通且未含浸所述彈性體的通電部(例如，實(shí)施方式的通電部40)。

10、在該情況下，不用追加復(fù)雜的通電構(gòu)造，就能夠通過電極構(gòu)造體的外緣部的通電部將電極構(gòu)造體的電極功能部與電源電路等外部電子電路連接。

11、本發(fā)明的一個(gè)方案的電化學(xué)電池單體的特征在于，具備：片狀的一對電極構(gòu)造體(例如，實(shí)施方式的電極構(gòu)造體11a、11b)；電解質(zhì)膜(例如，實(shí)施方式的電解質(zhì)膜12)，其配置在一對所述電極構(gòu)造體之間，允許離子的透過；以及一對隔板(例如，實(shí)施方式的第一隔板13、第二隔板14)，其重疊地配置在各所述電極構(gòu)造體的與存在所述電解質(zhì)膜的一側(cè)為相反側(cè)的面上，在與所述電極構(gòu)造體之間形成電化學(xué)反應(yīng)流體的流路(例如，實(shí)施方式的陽極側(cè)流路15、陰極側(cè)流路16)，一對所述電極構(gòu)造體具備由多孔質(zhì)材料構(gòu)成的片狀的電極基材(例如，實(shí)施方式的電極基材20)，在所述電極基材設(shè)置有電極功能部(例如，實(shí)施方式的電極功能部21)和密封功能部(例如，實(shí)施方式的密封功能部22)，該電極功能部具有擴(kuò)散層和催化劑層，該密封功能部配置在所述電極功能部的至少外周區(qū)域，并且是通過在該電極基材中含浸彈性體而成，各所述電極構(gòu)造體的所述密封功能部與所述隔板或者該隔板的保持框(例如，實(shí)施方式的保持框30)抵接。

12、本發(fā)明的一個(gè)方案的電化學(xué)裝置的特征在于，具備：多個(gè)所述電化學(xué)電池單體；一對端面板(例如，實(shí)施方式的端面板2)，其從層疊方向兩側(cè)夾持多個(gè)所述電化學(xué)電池單體；以及緊固構(gòu)件(例如，實(shí)施方式的緊固構(gòu)件3)，其將一對所述端面板向接近方向擰緊而將多個(gè)所述電化學(xué)電池單體相互固定。

13、根據(jù)本發(fā)明的方案，能夠?qū)崿F(xiàn)電化學(xué)電池單體的層疊方向的薄型化和電化學(xué)裝置的組裝的容易化。而且，通過采用本發(fā)明，有助于氣候變動(dòng)的緩和或影響減輕。

技術(shù)特征：

1.一種電化學(xué)電池單體的電極構(gòu)造體，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池單體的電極構(gòu)造體，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池單體的電極構(gòu)造體，其特征在于，

4.一種電化學(xué)電池單體，其特征在于，

5.一種電化學(xué)裝置，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供電化學(xué)電池單體的電極構(gòu)造體、電化學(xué)電池單體以及電化學(xué)裝置。電極構(gòu)造體具備由多孔質(zhì)材料構(gòu)成的片狀的電極基材。在電極基材設(shè)置有電極功能部和密封功能部。電極功能部具有擴(kuò)散層和催化劑層。密封功能部配置在電極功能部的至少外周區(qū)域，并且在電極基材中含浸彈性體而形成。

技術(shù)研發(fā)人員：西田徹志,島田雄太
受保護(hù)的技術(shù)使用者：本田技研工業(yè)株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10