用于電能存儲(chǔ)器的堆的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于電能存儲(chǔ)器的堆，具有至少一個(gè)包括存儲(chǔ)器電極(38)和與空氣供給設(shè)備(28)連接的空氣電極(34)的存儲(chǔ)器單元(4)，并且空氣供給設(shè)備(28)包括空氣分配板(48)，其特征在于，堆(2)此外包括與存儲(chǔ)器電極(38)接觸的水蒸汽供給設(shè)備(70)，并且空氣分配板(48)包括水蒸汽供給設(shè)備(70)的至少一個(gè)元件。
【專利說(shuō)明】用于電能存儲(chǔ)器的堆

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種用于電能存儲(chǔ)器的堆(Stack)。

【背景技術(shù)】
[0002]為存儲(chǔ)例如通過(guò)再生能源或通過(guò)處于最優(yōu)效率下運(yùn)行且臨時(shí)在電網(wǎng)中不需要其的發(fā)電場(chǎng)產(chǎn)生電流的情況下累積的多余電流，使用了不同的技術(shù)方案。其中之一是可再充電氧化物電池(Rechargeable Oxide Battery, ROB)。ROB 通常在 600°C至 800°C之間的溫度下運(yùn)行，其中輸送到電單元(Zelle)的空氣電極的氧被轉(zhuǎn)化為氧離子、被運(yùn)輸通過(guò)固體電解質(zhì)且被帶到對(duì)置的存儲(chǔ)器電極。在此處發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所述氧化還原反應(yīng)根據(jù)充電或放電過(guò)程接收電流或產(chǎn)生電流。由于對(duì)于該過(guò)程所需要的高的溫度，對(duì)于所使用的單元材料的材料選擇和單元部件的構(gòu)造以及存儲(chǔ)器介質(zhì)的布置是很復(fù)雜的。特別地，單獨(dú)的部件在多次在所述運(yùn)行溫度下運(yùn)行了氧化還原循環(huán)之后受損。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于ROB的電能存儲(chǔ)器，所述電能存儲(chǔ)器相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)保證了廉價(jià)的、安裝技術(shù)上簡(jiǎn)單地構(gòu)造的且耐熱的堆或存儲(chǔ)器單元的結(jié)構(gòu)。
[0004]上述技術(shù)問(wèn)題的解決方案在于根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的電能存儲(chǔ)器。
[0005]根據(jù)權(quán)利要求1的用于電能存儲(chǔ)器的堆包括至少一個(gè)存儲(chǔ)器單元，所述存儲(chǔ)器單元又包括存儲(chǔ)器電極(負(fù)電極)和空氣電極(正電極)?？諝怆姌O在此與空氣供給設(shè)備連接，其中空氣供給設(shè)備包括空氣分配板。根據(jù)本發(fā)明的堆的特征在于，堆此外包括與存儲(chǔ)器電極接觸的水蒸汽供給設(shè)備，并且空氣分配板此外包括水蒸汽供給設(shè)備的至少一個(gè)元件。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，空氣分配板同時(shí)包括水蒸汽供給設(shè)備。即，空氣分配和水蒸汽分配組合并且集成在一個(gè)部件內(nèi)。這導(dǎo)致堆安裝的明顯簡(jiǎn)化。安裝成本可因此明顯降低。此外，也明顯降低了所需的結(jié)構(gòu)空間。這此外導(dǎo)致所需的結(jié)構(gòu)空間的每體積單位可存儲(chǔ)更多的能量。電能存儲(chǔ)器可因此更廉價(jià)地制造且需要更少的位置。
[0007]在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中，空氣分配板具有至少兩個(gè)相互分離的凹陷，所述凹陷分別具有用于運(yùn)行介質(zhì)供給和運(yùn)行介質(zhì)導(dǎo)出的孔。所述凹陷用于空氣供給或水蒸汽供給。所述凹陷因此是空氣供給設(shè)備或水蒸汽供給設(shè)備的組成部分。運(yùn)行介質(zhì)(Betriebsmittel)在此一般地理解為提供所需的空氣或所需的水蒸汽,但運(yùn)行介質(zhì)也可以是沖洗氣體，諸如氮?dú)饣虻獨(dú)馑羝旌衔?，根?jù)過(guò)程狀態(tài)將不同的運(yùn)行介質(zhì)通過(guò)空氣供給設(shè)備內(nèi)的孔或水蒸汽供給設(shè)備內(nèi)的孔傳導(dǎo)。在此，可合適的是使得空氣供給設(shè)備以及水蒸汽供給設(shè)備在空氣分配板內(nèi)分別具有帶有孔的兩個(gè)凹陷，其中各凹陷中的一個(gè)用于運(yùn)行介質(zhì)供給并且另一個(gè)凹陷用于運(yùn)行介質(zhì)導(dǎo)出。
[0008]在堆的另外的有利的實(shí)施方式中，所述堆此外具有底板和至少一個(gè)所謂的中間連接器板(整體式部件)。底板以及中間連接器板或整體式部件在此分別具有至少兩個(gè)垂直貫通的空隙，所述空隙在板堆疊為組裝的堆時(shí)分別形成至少一個(gè)空氣通道和至少一個(gè)水蒸汽通道。
[0009]在此，空氣分配板內(nèi)的各一個(gè)凹陷與空氣通道連接并且空氣分配板內(nèi)的第二凹陷與水蒸汽通道連接。
[0010]基本上合適的是，設(shè)置至少兩個(gè)水蒸氣通道，所述水蒸汽通道分別與空氣分配板內(nèi)的各一個(gè)凹陷連接。在此，特別地涉及用于水蒸汽供給的水蒸汽通道和用于水蒸汽導(dǎo)出的水蒸汽通道。
[0011]此外，優(yōu)選地設(shè)置與空氣電極連接的覆蓋板。在此涉及堆的封閉板，所述封閉板又優(yōu)選地具有凹陷，所述凹陷與空氣通道連接并且從凹陷的至少一個(gè)孔導(dǎo)向與空氣電極直接接觸的通道。該布置導(dǎo)致以覆蓋板，即堆的封閉板，將用于空氣供給的通道通過(guò)空氣電極引導(dǎo)并且由此將所述通道轉(zhuǎn)向并且在另外的通道內(nèi)又偏轉(zhuǎn)回到空氣分配板。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]本發(fā)明的另外的實(shí)施方式和另外的特征根據(jù)如下附圖詳細(xì)描述。帶有相同的附圖標(biāo)記的特征則在不同的實(shí)施方式中保留共同的附圖標(biāo)記。在此涉及僅示例性的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式不受保護(hù)范圍的限制。
[0013]附圖中:
[0014]圖1示出了 ROB的工作方式的示意性圖示，
[0015]圖2示出了 ROB內(nèi)的堆的結(jié)構(gòu)的分解圖示，
[0016]圖3以相反的觀察方向示出了圖2中的分解圖示，
[0017]圖4示出了存儲(chǔ)器單元的詳細(xì)圖示的層結(jié)構(gòu)，
[0018]圖5示出了在空氣供給側(cè)觀察的整體式部件，
[0019]圖6示出了在存儲(chǔ)器側(cè)觀察的整體式部件，
[0020]圖7示出了整體式部件的橫截面圖示，
[0021]圖8示出了帶有空氣供給設(shè)備和水蒸汽供給設(shè)備的基板的俯視圖，
[0022]圖9示出了根據(jù)圖8的基板的替代實(shí)施方式，
[0023]圖10示出了覆蓋板，
[0024]圖11至圖16示出了空氣供給的不同的流動(dòng)方向。

【具體實(shí)施方式】
[0025]根據(jù)圖1示意性地描述了 ROB的工作方式，描述至對(duì)于本發(fā)明的描述所需的程度。ROB的通常結(jié)構(gòu)在于，通過(guò)正電極將特別是空氣的過(guò)程氣體通過(guò)氣體供給部28裝入，其中從空氣中獲取氧。由此原因，正電極在下文中稱為空氣電極。氧以氧離子(02_)的形式通過(guò)靠放在正電極上的固體電解質(zhì)36到達(dá)負(fù)電極38。在負(fù)電極上布置了以多孔材料的形式的存儲(chǔ)器介質(zhì)，所述多孔材料根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)(充電/放電)以元素形式或氧化物形式存在，所述材料包含起作用的可氧化的材料，特別是金屬，例如鐵。由此原因，負(fù)電極也稱為存儲(chǔ)器電極，其中在下文中使用該概念。
[0026]通過(guò)在電池的運(yùn)行狀態(tài)中的氣態(tài)的氧化還原對(duì)，例如Η2/Η20，被運(yùn)輸通過(guò)固體電解質(zhì)的氧離子通過(guò)用作存儲(chǔ)器介質(zhì)的多孔體的孔通道被運(yùn)輸?shù)交蛭娇裳趸牟牧?，即金屬。根?jù)進(jìn)行充電過(guò)程還是放電過(guò)程，將金屬氧化或?qū)⒔饘傺趸镞€原，并且為此所需的氧通過(guò)氣態(tài)氧化還原對(duì)η2/η20提供或運(yùn)輸回到固體電解質(zhì)(該機(jī)制被稱為往返機(jī)制)。
[0027]現(xiàn)在根據(jù)圖2和圖3示出了堆的結(jié)構(gòu)，所述堆又在其整體上是電能存儲(chǔ)器的組成部分，其中為此通常將多個(gè)堆組合。圖2中的分解圖示被構(gòu)造為如下形式，S卩，觀察方向指向各存儲(chǔ)器單元4的空氣供給側(cè)18，其中存儲(chǔ)器側(cè)20分別被隱藏。圖3則僅圖示了圖2的視圖旋轉(zhuǎn)了 180°的情況。圖3以從下向上的方式示出了生產(chǎn)技術(shù)方面有利的安裝次序。單獨(dú)的部件根據(jù)圖2依次從下向上解釋。首先布置了覆蓋板42，在所述覆蓋板42上安裝了用于空氣供給的通道24。相對(duì)于基板42可見(jiàn)的電能存儲(chǔ)器單元4的側(cè)稱為空氣供給側(cè)
18?；?2具有平面50，在所述平面50上安放了密封件46。密封件46例如由玻璃薄膜制造，所述玻璃薄膜在相應(yīng)的600°C至800°C之間的溫度下具有所要求的密封特征。在密封件46上安放了電極結(jié)構(gòu)22，其中在此正電極34向下指向通道24。對(duì)于電極結(jié)構(gòu)的工作方式，還參考圖4詳細(xì)論述。
[0028]在電極結(jié)構(gòu)22上安放了整體式部件16(也稱為中間連接器板，其中在下文中使用該概念)，其中在電極結(jié)構(gòu)22的方向上安裝了以凹陷13的形式的用于存儲(chǔ)器介質(zhì)14的接收部12。在此涉及中間連接器板16的存儲(chǔ)器側(cè)20，所述中間連接器板16在反轉(zhuǎn)的根據(jù)圖3的分解圖示中類似地可見(jiàn)。
[0029]中間連接器板16在背側(cè)上又具有空氣供給側(cè)18，所述空氣供給側(cè)被構(gòu)造為類似于基板42的空氣供給側(cè)18。該側(cè)空氣供給側(cè)18也具有平面50，在所述平面50上又安裝了密封件46，然后是另外的電極結(jié)構(gòu)22，且現(xiàn)在是底板44，在此情況中所述底板44又具有用于存儲(chǔ)器介質(zhì)14的以凹陷13形式的接收部12。
[0030]在該底板44上安裝了空氣分配板48，所述空氣分配板48用于將過(guò)程氣體，即空氣引入到堆2內(nèi)。
[0031]空氣分配板48在此具有凹陷56或56'，所述凹陷用于引入(56)或引出(56')用作過(guò)程氣體的空氣。此外，空氣分配板48具有凹陷58或5V，通過(guò)所述凹陷58或5V可將水蒸汽導(dǎo)入到堆2內(nèi)并且通過(guò)其可將水蒸汽在堆內(nèi)分配。凹陷56、56'以及凹陷58、58'具有用于運(yùn)行介質(zhì)供給的孔60或62。作為運(yùn)行介質(zhì)，特別地使用空氣或水蒸汽或沖洗氣體。根據(jù)圖3，空氣分配板48跟隨底板44，空氣分配板48與底板44以優(yōu)選的方式通過(guò)接縫方法特別地通過(guò)熱焊接方法而材料配合地連接。在組裝的堆6中，空氣分配板48和底板44因此形成了單一的接合的部件。底板44具有空隙64和65，所述空隙又在根據(jù)圖3的分解圖示中可見(jiàn)，在所述空隙上存在用于空氣供給的各凹陷56或用于水供給的各凹陷60、60'。
[0032]通過(guò)凹陷56引入到堆內(nèi)的空氣因此向上流過(guò)底板44的邊緣區(qū)域內(nèi)的空隙64。用于空氣供給的該空隙64具有孔26，所述孔26在根據(jù)圖2的透視圖示中可見(jiàn)或在圖5和圖7中詳細(xì)地可見(jiàn)。該孔26用于將空氣引入到與空氣電極34連接的通道24內(nèi)。空氣因此從空隙64分支到孔26內(nèi)并且由此被供給到相應(yīng)的空氣電極34。
[0033]所述的空氣流動(dòng)方向僅是示例性的示例?；旧?，空氣也可在相反的方向上被引導(dǎo)。此外，通過(guò)所述空氣分配板，可無(wú)需明顯的技術(shù)成本地并且在維持基本上有利的具有其相對(duì)簡(jiǎn)單的安裝的堆結(jié)構(gòu)的條件下生成另外的空氣分配，只要所述空氣分配由于熱學(xué)原因是所需的。
[0034]通過(guò)在單元內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，過(guò)程氣體，即空氣在不利的情況中也表現(xiàn)出在整個(gè)流動(dòng)分配上的明顯的溫度梯度。該溫度梯度又可能導(dǎo)致單獨(dú)的部件內(nèi)的熱應(yīng)力，例如中間連接器板16內(nèi)的熱應(yīng)力。為避免或降低該熱應(yīng)力，將流動(dòng)走向與空氣相應(yīng)地匹配。根據(jù)單元4的數(shù)量和單元4在各層次序54、54'中的幾何布置方式，不同的空氣流動(dòng)路徑可能在熱學(xué)上是合適的。在所述的實(shí)施例中基本上是交叉流動(dòng)，因?yàn)榭諝馔ǖ?4的方向和用于存儲(chǔ)器介質(zhì)14的凹陷13的方向(在圖11至圖16中的虛線箭頭)相互以90°走向。該交叉流動(dòng)可以例如如在圖11至圖13中所表示的那樣走向。與此相反的是直流，當(dāng)凹陷13和通道24如在圖14中所示在中間連接器板16上平行地走向時(shí)。在圖15和圖16中描述了空氣流動(dòng)的曲折的走向，所述空氣流動(dòng)可在直流或相反流動(dòng)中被引導(dǎo)。不同的流動(dòng)走向當(dāng)然以水蒸汽供給設(shè)備的部件和空氣供給設(shè)備28的部件的相應(yīng)的匹配為前提，所述部件在圖11至圖16中未明顯地圖示。
[0035]在底板44上安裝了中間連接器板16 (或整體式部件16)，所述中間連接器板16又具有與底板44的空隙64形成空氣通道的空隙64、64'。因?yàn)楦鶕?jù)圖2和圖3的空氣通道通過(guò)空隙64的堆疊形成并且作為整體不可見(jiàn)，所以所述空氣通道也未配備附圖標(biāo)記。該空氣通道進(jìn)一步通過(guò)中間連接器板走向也通過(guò)密封件46走向，所述密封件46也如底板44和中間連接器板16那樣具有與其分別一致的空隙47，空氣和水蒸汽可流過(guò)所述空隙47并且所述空隙47也一起形成空氣通道。
[0036]現(xiàn)在，根據(jù)堆2的構(gòu)造可跟隨多個(gè)中間連接器板16，在圖2和圖3中分別僅描繪了一個(gè)中間連接器板16，在中間連接器板16上現(xiàn)在跟隨所謂的覆蓋板42。覆蓋板42又具有用于空氣供給設(shè)備的凹陷66。凹陷66在覆蓋板42內(nèi)也又具有通向也與電能存儲(chǔ)器單元
4、f的空氣電極34連接的通道24的孔26。堆2的空氣通道因此構(gòu)造為使得空氣在單獨(dú)的存儲(chǔ)器單元4旁流過(guò)并且通過(guò)孔26分支到單獨(dú)的單元4的各空氣電極34。在覆蓋板42內(nèi)相應(yīng)地將空氣轉(zhuǎn)向，并且使得空氣通過(guò)凹陷(在該實(shí)施方式中所述凹陷布置在各板即底板44、覆蓋板42或中間連接器板16的中間并且又形成空氣通道)被引導(dǎo)回到空氣分配板48。在此，該凹陷和該空氣通道與空氣分配板內(nèi)的凹陷56'連接并且空氣通過(guò)孔60'又從堆被導(dǎo)出。
[0037]因此，凹陷56相應(yīng)地用于將引入到堆內(nèi)的空氣分配到單獨(dú)的空氣通道內(nèi)并且進(jìn)一步分配到單獨(dú)的存儲(chǔ)器單元內(nèi)，在每個(gè)堆平面內(nèi)可存在多個(gè)所述存儲(chǔ)器單元(根據(jù)圖3和圖4的實(shí)施例，每層存在四個(gè)存儲(chǔ)器單元)。凹陷56'用于收集從空氣通道引回的空氣并且需要時(shí)又將其從堆中導(dǎo)出。基本上，空氣可從凹陷56'出來(lái)又再次至少部分地供給到循環(huán)。
[0038]用于空氣供給的整個(gè)系統(tǒng)相應(yīng)地包括孔60、60'、凹陷56、56'、通向通道24的孔26、空隙64、64'以及凹陷66、66',它們一起形成未標(biāo)號(hào)的空氣通道。該整個(gè)系統(tǒng)被稱為空氣供給設(shè)備28。在技術(shù)術(shù)語(yǔ)中，在此也通常使用歧管(Manifold)的概念。
[0039]類似于前述空氣供給設(shè)備28，現(xiàn)在論述水蒸汽供給設(shè)備70。為此，特別地觀察圖3，其中又從也具有凹陷60的空氣分配板48出發(fā)進(jìn)行論述，通過(guò)所述凹陷60通過(guò)孔62、62'可將水蒸汽或沖洗氣體引入到堆內(nèi)。該水蒸汽通過(guò)底板44或中間連接器板16的空隙65內(nèi)的凹陷60被引導(dǎo)。該空隙65又形成了用于水蒸汽引導(dǎo)的未標(biāo)號(hào)的通道，即水蒸汽通道。在此，水蒸汽不是如在空氣通道內(nèi)的空氣那樣流動(dòng)，而是水蒸汽優(yōu)選地固定地處于相對(duì)于環(huán)境壓力的例如20mbar的過(guò)壓。水蒸氣通道或整個(gè)水蒸汽供給設(shè)備70的技術(shù)問(wèn)題特別地在于，維持存儲(chǔ)器介質(zhì)14的水蒸汽壓力盡可能恒定。如果水蒸汽壓力應(yīng)降低，則可通過(guò)水蒸汽供給設(shè)備從外部重新調(diào)整該水蒸汽壓力。水蒸氣通道特別地與中間連接器板16的存儲(chǔ)器側(cè)20上的凹陷13并且與存儲(chǔ)器介質(zhì)14直接連接。
[0040]在堆內(nèi)的水蒸汽環(huán)境方面也使用空氣分配板48內(nèi)的凹陷58、58'以用于分配到堆的水蒸汽通道，所述凹陷58、58'為每個(gè)單獨(dú)的存儲(chǔ)器單元4提供水蒸汽?？諝夥峙浒?8的特殊性在于在其內(nèi)除了空氣分配外還集成了水蒸汽分配，這使得堆的整個(gè)結(jié)構(gòu)更不復(fù)雜地構(gòu)造并且簡(jiǎn)化了安裝。
[0041]基本上，空氣分配板48不必一定包括兩個(gè)或三個(gè)用于空氣供給設(shè)備28或水蒸汽供給設(shè)備70的凹陷。從堆2的空氣導(dǎo)出也可通過(guò)另外的、在此未圖示的處在與空氣分配板48對(duì)置的側(cè)上的板進(jìn)行。但在此所述的結(jié)構(gòu)是很合適的、節(jié)約空間的和節(jié)約部件的結(jié)構(gòu)，并且在安裝中很廉價(jià)。
[0042]在圖8和圖9中，空氣分配板48再次單獨(dú)地在放大的圖示中描繪，在此涉及空氣分配板48的帶有相同作用的兩個(gè)替代的實(shí)施方式。圖10示出了覆蓋板42的放大的圖示。
[0043]水蒸汽供給設(shè)備70在此特別地包括未標(biāo)號(hào)的水蒸汽通道，所述水蒸汽通道由底板44或中間連接器板16內(nèi)的空隙65形成，以及由空氣分配板48內(nèi)的凹陷58或58'和空氣分配板48內(nèi)的孔62形成。
[0044]在下文中簡(jiǎn)短地論述堆2的安裝。如已提及的，首先將空氣分配板48與底板44焊接。這兩個(gè)板現(xiàn)在形成唯一一個(gè)材料配合地連接的部件。在該部件上(以存儲(chǔ)器側(cè)20指向上)現(xiàn)在安放處在相同的平面50上的電極結(jié)構(gòu)22以及密封件46。然后安放中間連接器板16，其中在此空氣側(cè)指向下并且電極側(cè)指向上。然后又安放電極結(jié)構(gòu)22、22'以及密封件46。最后，在必要時(shí)的另外的中間連接器板16的另外的層次序54之后，安放電極結(jié)構(gòu)22和密封件46以及覆蓋板42。這樣組裝的堆2現(xiàn)在在優(yōu)選地超過(guò)800°C的一定的溫度下被熱處理。在此，例如由玻璃料制成的密封件46至少部分地熔融并且此將單獨(dú)的部件，SP，中間連接器板16或覆蓋板42、底板44，相互粘合，并且將其密封。密封件46在此優(yōu)選地同時(shí)形成為無(wú)定形部件和晶體部件，因此可稱為所謂的玻璃陶瓷。通過(guò)該安裝方法通常可以省去堆的螺紋連接。
[0045]中間連接器板16因此以有效的形式分別形成單元4以及第二單元4'的殼板。中間連接器板16在每側(cè)具有平面50，所述平面適合于將整個(gè)整體式部件或通過(guò)該部件封閉的單元4以簡(jiǎn)單且有效的方式密封。在此可認(rèn)為堆2的每層可包括多個(gè)單元4。在本示例中，在底板42或中間連接器板16和覆蓋板44上安裝用于各四個(gè)存儲(chǔ)器單元4的結(jié)構(gòu)。底板44、密封件46、電極結(jié)構(gòu)22和中間連接器板16的每個(gè)層次序54因此提供了四個(gè)單獨(dú)的存儲(chǔ)器單元4、4'。
[0046]在根據(jù)圖2和圖3的圖示中，為清晰起見(jiàn)分別僅圖示了使用一個(gè)中間連接器板16的次序。基本上，堆2當(dāng)然可以以有利的方式在使用更多數(shù)量的中間連接器板16的條件下包含單元4和4'的多個(gè)層次序54、54'。在此，考慮到空氣分配的過(guò)程技術(shù)成本，合適的可以是，單元4、4'的十個(gè)層次序54，每個(gè)層次序54分別帶有兩個(gè)至八個(gè)單元4。
[0047]在圖4中給出了來(lái)自于組裝狀態(tài)的堆2的截面的橫截面圖示，其中在此詳細(xì)地圖示了電極結(jié)構(gòu)22的單獨(dú)的層。但在此是明顯示意性的圖示，所述圖示并非按比例繪制。在此繪出了橫向通過(guò)按照?qǐng)D4的層結(jié)構(gòu)的虛線52，所述虛線52在外側(cè)通過(guò)括號(hào)配備有附圖標(biāo)記4和4'，其中這兩個(gè)虛線52、52'圖示了單元4或?qū)哟涡?4的終止。在此，虛線50橫向走向通過(guò)中間連接器板16，所述中間連接器板16如所述分別是兩個(gè)相繼的單元4、4'的組成部分?，F(xiàn)在，描述從虛線52開(kāi)始，所述虛線52描述了平行于平面50走向通過(guò)中間連接器板16的平面。通道24在虛線52上方走向，所述通道24通過(guò)孔26與在圖4中未圖示的空氣供給設(shè)備28連接。通過(guò)通道24流動(dòng)的空氣與空氣電極34直接連接，在所述空氣電極34上氧原子被離子化為氧離子，所述氧離子02_通過(guò)固體電解質(zhì)36轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)器電極38。例如由混合以由釔強(qiáng)化的二氧化鋯的鎳制成的存儲(chǔ)器電極38安放在基體結(jié)構(gòu)40上，所述基體結(jié)構(gòu)40基本上具有與存儲(chǔ)器電極38相同的化學(xué)組成，但在其多孔性及其微結(jié)構(gòu)方面與存儲(chǔ)器電極38不同?；w結(jié)構(gòu)40用于承載電極34、38以及具有數(shù)μ m的很薄的延展的固體電解質(zhì)36?；旧?，基體結(jié)構(gòu)40也可安裝在空氣電極側(cè)上。
[0048]氧離子在多孔的負(fù)電極38上與分子的氫連接并且被氧化為水。水穿過(guò)基體結(jié)構(gòu)40的孔向用于存儲(chǔ)器介質(zhì)14的接收部12擴(kuò)散。用于存儲(chǔ)器介質(zhì)14的接收部12如在圖6中詳細(xì)圖示的那樣以通道形凹陷13的形式構(gòu)造。該凹陷13特別地具有超過(guò)2mm的深度，優(yōu)選地具有大約6至1mm的深度。在該凹陷13內(nèi)插入由鐵或氧化鐵制成的壓制的銷(xiāo)。該鐵或氧化鐵(根據(jù)處于充電還是放電的運(yùn)行狀態(tài)而處于被氧化的或被還原的狀態(tài))用作存儲(chǔ)器介質(zhì)14。該壓制的銷(xiāo)被構(gòu)造為多孔的銷(xiāo)，使得水蒸汽可到達(dá)存儲(chǔ)器介質(zhì)14的所有的孔內(nèi)并且因此可到達(dá)存儲(chǔ)器介質(zhì)14的所有表面。因此，在凹陷13內(nèi)存在水蒸汽環(huán)境。
[0049]在圖5至圖7中給出了中間連接器板16的詳細(xì)圖示。在此，圖5示出了中間連接器板16的空氣供給側(cè)18的視圖，其中在中間連接器板16的板上在該實(shí)施方式中安裝了用于各四個(gè)單獨(dú)的存儲(chǔ)器單元的空氣供給。中間連接器板16的空氣供給側(cè)18具有單獨(dú)的通道24，其中可見(jiàn)通道24通過(guò)孔26與堆2的整個(gè)空氣供給設(shè)備28連接。在該實(shí)施方式中涉及單獨(dú)的直線走向的通道24，所述通道24分別具有在此未圖示的在輸入端的孔26和在一般地標(biāo)識(shí)的空氣供給設(shè)備28內(nèi)的用于空氣離開(kāi)的另外的孔。
[0050]在圖6中可見(jiàn)中間連接器板16的存儲(chǔ)器側(cè)20，所述存儲(chǔ)器側(cè)20布置在根據(jù)圖4的空氣供給側(cè)18的背側(cè)上。存儲(chǔ)器側(cè)也具有通道形凹陷13，所述凹陷13用作用于在此未圖示的存儲(chǔ)器介質(zhì)14的接收部12。在圖5中并且在圖6中可見(jiàn)平面的密封面50，在所述密封面50上安放了密封件46并且由此將每側(cè)，即空氣供給側(cè)18以及存儲(chǔ)器側(cè)20相對(duì)于環(huán)境密封。因此，可在凹陷13上實(shí)現(xiàn)高的密封程度并且由此保證存儲(chǔ)器介質(zhì)內(nèi)的水蒸汽的恒定的含量。
[0051]在圖7中還給出了通過(guò)中間連接器板的橫截面，在所述橫截面中可理解關(guān)于圖4和圖5所述的該圖示的特征。
[0052]整體式部件的熱膨脹系數(shù)優(yōu)選地處在基體結(jié)構(gòu)40的膨脹系數(shù)附近。膨脹系數(shù)應(yīng)處在12X KT6IT1至14X KT6IT1之間，特別地為13X KT6K'作為用于整體式部件的材料，因此提供帶有鉻含量為重量百分比15%至30%之間的鐵素體鋼。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電能存儲(chǔ)器的堆，具有至少一個(gè)包括存儲(chǔ)器電極(38)和與空氣供給設(shè)備(28)連接的空氣電極(34)的存儲(chǔ)器單元(4)，并且所述空氣供給設(shè)備(28)包括空氣分配板(48)，其特征在于，所述堆(2)此外包括與所述存儲(chǔ)器電極(38)接觸的水蒸汽供給設(shè)備(70)，并且所述空氣分配板(48)包括水蒸汽供給設(shè)備(70)的至少一個(gè)元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堆，其特征在于，所述空氣分配板(48)具有至少兩個(gè)相互分開(kāi)的凹陷(56，56'，58，58')，所述凹陷分別具有用于運(yùn)行介質(zhì)供給或運(yùn)行介質(zhì)導(dǎo)出的孔(60，62)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的堆，其特征在于，還設(shè)置底板(44)和至少一個(gè)中間連接器板(16)，其分別具有至少兩個(gè)垂直貫通的空隙(64，65)，所述空隙在板的堆疊時(shí)分別在堆(2)中形成至少一個(gè)空氣通道和至少一個(gè)水蒸汽通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3中任一項(xiàng)所述的堆,其特征在于,一個(gè)凹陷(56,56')與空氣通道連接，并且第二凹陷(58，58')與水蒸汽通道連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的堆，其特征在于，設(shè)置至少兩個(gè)水蒸汽通道，所述水蒸氣通道各與一個(gè)凹陷(58、58')連接。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的堆，其特征在于，設(shè)置覆蓋板(42)，所述覆蓋板與空氣電極(34)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的堆，其特征在于，所述覆蓋板(42)具有凹陷，所述凹陷與空氣通道連接并且從所述凹陷的至少一個(gè)孔(26)導(dǎo)向與空氣電極(34)直接接觸的通道(24)。
【文檔編號(hào)】H01M8/02GK104170144SQ201380014934
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月25日
【發(fā)明者】W.德倫克漢, H.格雷納, J.羅思費(fèi)舍 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司