电化学堆压缩系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本公开的实施例涉及电化学电池，更具体地，涉及用于向高差压电化学电池堆施加压缩力的系统。
【背景技术】
[0002]电化学电池用于从化学反应中产生电流。对于包括例如运输车辆、便携式电源、和固定动力生产在内的一定范围的技术来说，电化学电池技术(如，燃料电池和氢气压缩机)提供了一种传统动力源(诸如化石燃料)的颇具前景的替代品。电化学电池通过与氧或另一氧化剂的化学反应将质子源(例如，氢、天然气、甲醇、汽油等)的化学能转化成电力。化学反应通常产生电、热以及水。
[0003]基本高差压电化学电池包括带负电的阳极、带正电的阴极、和称为电解质的离子传导材料。不同的电化学电池技术利用不同的电解质材料。例如，质子交换膜(PEM)电池使用聚合物离子传导膜作为电解质。
[0004]为了产生电力，诸如氢气之类的燃料例如可以被递送到电化学电池的阳极侧。这里，氢气可以被分解成带正电的质子和带负电的电子。然后，质子可以穿过诸如PEM之类的电解质膜达到电池的阴极侧。PEM可以被配置成仅允许带正电的质子穿过到达电池的阴极侦牝带负电的电子可能被迫通过外部电负载电路到达电池的阴极侧，并且在这样做时，可以产生可用电流。氧气可以被递送到电池的阴极侧，其中，它可以与质子和电子反应以形成废产物(水分子和热)。
[0005]单独的电化学电池的阴极、电解质膜、和阳极可以共同形成“膜电极组件”(MEA)，其可以通过双极板支撑在两侧上。诸如氢气和氧气之类的气体可以通过在双极板中形成的通道或凹槽被供应到MEA的电极。
[0006]单个电池通常根据电流可以产生较低的电势，约0.2?I伏。为了增加总的电压输出，单独的电化学电池通常可以串联堆叠在一起，以形成电化学电池堆。堆中的单独的电池的数量可以取决于用途和对于该用途该堆所需的输出量。
[0007]电化学电池堆可以接收氢气和氧气流，它们可以被分配到单独的电池。电池堆的正确操作会要求维持单独的电池、电池部件、和流动管道之间的有效密封。因此，堆中的电化学电池可能需要彼此压缩以维持每个电池的内部部件之间的充分电接触。电池之间的压缩量会影响接触电阻、电导、和膜孔隙度，并且因此会影响电化学电池的整体性能。因此，为了维持电池之间的接触并且提高性能，通常均匀压缩分布在电化学电池堆上。
[0008]通常，系杆、带、和/或弹簧可以用于向电池堆施加压缩力。通常，这些压缩机构需要使用位于电化学电池堆的两端的端板。例如，端板可以覆盖电池堆的每一端，并且系杆可以从一个端板延伸到另一个，或者沿着外周延伸到堆的外部，或者通过穿过堆的电池中的开口延伸到堆内。系杆可以拉紧或松开来使端板朝向或远离彼此移动以调整施加在堆上的压缩量。在一些情况下，带还可以包裹在堆周围，从端板拉伸到端板，以维持压缩。为了承受杆或带的压缩力，可能需要较厚的端板和杆来防止弯曲或破裂。这会增加电池堆的尺寸和重量，以及电化学电池系统的成本。因为高压操作可能导致电池的分离增加，所以高压电化学电池堆的堆压缩的问题可能会进一步复杂化。因此，需要一种价格低廉、紧凑的和重量轻的压缩系统。进一步地，需要一种能够在多个操作条件下和一延长的时间段内维持电化学电池堆的压缩的系统。
【发明内容】
[0009]本公开的目的在于设计与电化学电池一起使用的改进的压缩系统。具体地，本公开的目的在于设计与电化学电池一起使用的可调整的压缩结构。这种设备可以用于在高差压下操作的电化学电池，包括但不限于氢气压缩机、燃料电池、电解电池、氢气净化器以及氢膨胀器。
[0010]本公开的实施例涉及一种用于向电化学电池堆施加压缩力的系统。
[0011]根据一个实施例，电化学电池堆压缩系统可以包括整体的中空框架，该中空框架被配置成容纳沿着堆配置中的轴线排列的多个电化学电池，其中，该框架具有限定形状并且当插入时，在电化学电池堆的外周周围形成连续边界，并且其中，该框架由多种纤维形成。
[0012]本公开的各种实施例可以包括以下方面中的一个或多个:框架可以由不同材料构成的多种纤维形成；框架可以包括由纤维形成的多个层；该框架可以包括位于由纤维形成的多个层中的至少一个层之间的减摩层；框架可以包括至少两个相对的壁表面；框架还可以被配置成容纳位于该框架的端部区域处的至少一个端块；框架还可以被配置成容纳至少一个压缩机构，该压缩机构被配置成向电化学电池堆施加压缩力；压缩机构可以包括至少一个镶条；压缩机构可以被配置成在被加热时，膨胀；压缩机构可以包括在两个分离部分之间延伸的一个或多个内部驱动螺钉，其中，在一个方向上旋转内部驱动螺钉移动两个部分相对彼此远离并且在相反方向上旋转内部驱动螺钉移动两个部分彼此更加靠近；并且，框架可以被配置成容纳多种不同尺寸的电化学电池堆。
[0013]根据另一实施例，电化学堆压缩系统可以包括具有特定的形状的结构，该结构被配置成接收并且容纳沿着轴线串联排列以形成电化学电池堆的多个电化学电池；和至少一个压缩机构，该压缩机构被配置成向电化学堆施加压缩力，与电化学堆的轴线相邻，并且沿着电化学堆的轴线定位，其中，该结构当被容纳时，形成围绕电化学堆和至少一个压缩机构的连续边界。
[0014]本公开的各种实施例可以包括以下方面中的一个或多个:压缩机构可以包括至少一个镶条；压缩机构可以包括块，被配置成膨胀，以响应于温度增加；压缩机构可以包括内部驱动螺钉，当内部驱动螺钉在第一方向上旋转时，该内部驱动螺钉被配置成增加压缩机构的尺寸，并且当内部驱动螺钉在与第一方向相反的第二方向上旋转时，被配置成减小压缩机构的尺寸；该结构可以由缠绕纤维形成；纤维可以不导电；纤维可以是碳；并且，结构沿着该电化学电池堆的高度可以改变，以响应于当接收压缩机构时，由压缩机构向电化学电池堆施加的载荷。
[0015]预先加载本公开的各种实施例的方法可以包括:将电化学电池堆插入到结构中，将该至少一个压缩机构插入到该结构中，将压缩机构配置成在压缩系统内施加预定载荷，并且沿着电化学堆的轴线测量该结构的高度变化以确定压缩机构所施加的载荷。
[0016]该方法的各种实施例还可以包括:将至少一个端块插入到结构中；压缩机构可以包括两个镶条并且配置压缩机构可以包括:楔入两个镶条使其彼此抵靠；配置压缩机构可以包括:升高压缩系统的温度以膨胀压缩机构；并且配置压缩机构包括:旋转多个内部驱动螺钉以膨胀压缩机构。
[0017]根据本公开的另一实施例，电化学堆压缩系统可以包括整体的中空结构，该中空结构具有限定形状并且由多种缠绕纤维形成；多个电化学电池，该多个电化学电池沿着轴线串联排列以形成电化学电池堆，其中，电化学电池堆被容纳在该结构内；至少一个端块，该端块被容纳在该结构内并且位于结构的端部区域处；以及至少一个压缩机构，该压缩机构被容纳在结构内，其中，该至少一个压缩机构被配置成向电化学堆施加压缩力，并且其中，电化学堆、至少一个端块、和至少一个压缩机构被串联容纳在结构内，以使该结构在电化学堆、至少一个端块、和至少一个压缩机构的外周周围和附近形成连续边界。
[0018]本发明的各种实施例可以包括以下方面中的一个或多个:纤维可以被配置成伸展和收缩以响应于压缩力的改变；该至少一个压缩机构可以包括镶条；并且该至少一个压缩机构可以被配置成膨胀。
[0019]实施例的其它目的和优点将部分地在随后的说明中进行阐述，并且部分将从该描述中变得显而易见，或可以通过实践实施例理解。借助于在所附权利要求中特别指出的要素和组合，可以实现并且获得实施例的目的和优点。
[0020]应当理解，以上一般描述和以下详细描述仅是示例性和说明性的，而非对所要求保护的本发明的限制。
【附图说明】
[0021]并入并且构成本说明书的一部分的附图图示了本公开的实施例，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。
[0022]图1示出了根据本公开的实施例的示例性电化学电池的分解图。
[0023]图2A示出了根据本公开的实施例的示例性电化学电池压缩系统。
[0024]图2B示出了根据本公开的实施例的示例性电化学电池压缩系统。
[0025]图2C示出了图2A的示例性电化学电池压缩系统的横截面。
[0026]图3A示出了根据本公开的示例性实施例的用于电化学电池压缩系统的示例性压缩机构。
[0027]图3B示出了图3A的示例性压缩机构的可选视图。
[0028]图4示出了根