用于液體電解質(zhì)電池組的安全方法和系統(tǒng)與流程

本發(fā)明涉及用于處理電池組中，特別是金屬-空氣電池組中的電解質(zhì)溶液的安全方法和機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法保護(hù)電池組、操作人員以及環(huán)境防止?jié)撛诘牟牧衔：Α?/p>

背景技術(shù)：

在許多電池組中，使用水溶液作為在電池組中進(jìn)行的電化學(xué)反應(yīng)所需的電解質(zhì)溶液。一個實例是金屬-空氣電池或堿性電池組。金屬-空氣電池或堿性電池組鑒于它們潛在的高能量密度而是非常有吸引力的電源。在金屬-空氣電池中，氧化試劑(氧)是從電池的外部供應(yīng)的。在電池組運行期間，在水溶液存在下在陰極上進(jìn)行氧還原。所述水溶液是通常包含濃KOH或NaOH的堿性溶液。

然而，堿性電解質(zhì)溶液(和其它電解質(zhì)溶液)在故障的情況下，例如在金屬空氣電池組被放置在經(jīng)歷事故的車輛中時可能變得具有危害性。如果電池組系統(tǒng)在事故中被損壞，那么堿性電解質(zhì)可能會溢出。堿性溶液具有腐蝕性并且可能會對溢出物附近的人造成皮膚刺激和其它健康危害。電解質(zhì)的腐蝕性質(zhì)還可能會影響金屬和一些塑料，如果是從電池組或電池中溢出的話。

此外，當(dāng)電池不處在負(fù)載下時，保留在金屬空氣電池中的電解質(zhì)溶液會對電池中的金屬陽極造成內(nèi)容物腐蝕。這樣的腐蝕釋放氫氣，這可能會引起爆炸。一個實例是鋁陽極根據(jù)以下化學(xué)反應(yīng)的氧化：

2Al+6H₂O＝>2Al(OH)₃+3H₂

目前，沒有令人滿意的在事故或故障的情況下將電池組電解質(zhì)維持在安全狀態(tài)下的解決方案。需要找到這樣的解決方案以將電池組安全地并入到車輛和其它操作系統(tǒng)中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種用于在緊急狀況時固定電池組中的電解質(zhì)的方法，所述方法包括將試劑添加到所述電解質(zhì)中。

在一個實施方案中，所述試劑形成多孔固體材料，以使得所述電解質(zhì)溶液被容納在所述材料的孔隙中。在一個實施方案中，通過立即形成閉孔聚合物泡沫的剛性、半剛性層來阻止或包封潛在的電解質(zhì)泄漏溢出物。在一個實施方案中，所述試劑是聚合物或聚合物前體。

在一個實施方案中，在將所述試劑添加到電解質(zhì)中之前，所述電解質(zhì)被保持在第一隔室中，并且所述試劑被保持在第二隔室中。

在一個實施方案中，所述第一隔室和所述第二隔室是連接的，并且所述連接部可以采取打開位置或閉合位置。在一個實施方案中，在打開所述連接部時，所述試劑被轉(zhuǎn)移到所述電解質(zhì)中。

在一個實施方案中，所述試劑具有吸收性。在一個實施方案中，所述試劑在與所述電解質(zhì)接觸時形成凝膠。

在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

電池組，所述電池組包括：

電化學(xué)電池隔室和任選的電解質(zhì)隔室；以及

用于儲存所述試劑的儲存單元；

其中所述儲存單元接觸或通過連接部連接到所述電化學(xué)電池隔室、所述電解質(zhì)隔室或其組合。

在一個實施方案中，所述連接部采取打開位置或閉合位置。

在一個實施方案中，所述連接部通常是閉合的并且在緊急狀況或事故時，所述連接部被打開。在一個實施方案中，所述緊急狀況或事故狀況是通過所述系統(tǒng)內(nèi)或所述系統(tǒng)外部的傳感器感應(yīng)的，并且在接收到來自所述傳感器的信號時所述連接部被打開。

在一個實施方案中，在打開所述連接部時，所述試劑被自發(fā)地轉(zhuǎn)移到電化學(xué)電池隔室、電解質(zhì)隔室或其組合中。

在一個實施方案中，在打開所述連接部時，使用轉(zhuǎn)移裝置將所述試劑轉(zhuǎn)移到電化學(xué)電池隔室、電解質(zhì)隔室或其組合中。

在一個實施方案中，所述電解質(zhì)隔室包括內(nèi)層和外層，所述內(nèi)層包括電解質(zhì)并且所述外層包括用于儲存所述試劑的儲存單元。在一個實施方案中，在電解質(zhì)槽中破裂或刺穿時，所述試劑與電解質(zhì)混合。

在一個實施方案中，所述試劑在與電解質(zhì)接觸之前或與電解質(zhì)接觸時形成凝膠或泡沫。

在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種使用系統(tǒng)在緊急狀況時固定電池組中的電解質(zhì)溶液的方法，所述系統(tǒng)包括：

電池組，所述電池組包括：

包括電解質(zhì)的電化學(xué)電池隔室；以及

任選的包括電解質(zhì)的電解質(zhì)隔室；

用于儲存所述試劑的儲存單元；

其中所述儲存單元接觸或通過連接部連接到所述電化學(xué)電池隔室、所述電解質(zhì)隔室或其組合，以使得所述連接部可以采取打開位置或閉合位置；并且

其中所述方法包括將所述試劑從所述儲存單元中添加到所述電化學(xué)電池隔室中的電解質(zhì)中以及任選地添加到所述電解質(zhì)隔室中的電解質(zhì)中，從而固定所述電解質(zhì)。

附圖說明

被視為本發(fā)明的主題在本說明書的結(jié)尾部分中被特別指出并且明確要求保護(hù)。然而，在組織和操作方法這兩方面，可以通過在結(jié)合附圖一起閱讀時參考以下詳細(xì)說明來最好地理解本發(fā)明以及其目的、特征和優(yōu)勢，其中：

圖1示出了包括用于引入膠凝劑或發(fā)泡劑材料的入口的電解質(zhì)槽。

圖2示出了包括兩個包括電解質(zhì)的區(qū)域以及兩個用于將膠凝劑或發(fā)泡劑材料引入到電池中的入口的電池。

圖3示出了雙層電解質(zhì)槽，其中電解質(zhì)溶液位于內(nèi)層中并且膠凝劑或發(fā)泡劑材料位于外層中。膠凝劑或發(fā)泡劑在意外破裂或刺穿時被引入到電解質(zhì)溶液中，如圖中所示。

將了解的是，為了簡單和清楚說明，圖中所示的元件未必是按比例繪制的。舉例來說，為了清楚起見，這些元件中的一些的尺寸可以相對于其它元件被放大。此外，在認(rèn)為適當(dāng)時，附圖標(biāo)記可以在圖之間重復(fù)以指示相應(yīng)的或類似的元件。

具體實施方式

在以下詳細(xì)說明中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明的深入了解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解的是，本發(fā)明可以在不存在這些具體細(xì)節(jié)的情況下被實施。在其它情況下，沒有對公知的方法、程序、以及部件進(jìn)行詳細(xì)描述以免使本發(fā)明含糊不清。

本發(fā)明的方法

在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種用于在緊急狀況時固定電池組中的電解質(zhì)溶液的方法，所述方法包括將試劑添加到所述電解質(zhì)中。

在一個實施方案中，所述試劑形成多孔固體材料，以使得所述電解質(zhì)溶液被容納在所述材料的孔隙中。在一個實施方案中，所述試劑是聚合物或聚合物前體。

在一個實施方案中，所述聚合物或聚合物前體包含異氰酸酯或聚異氰酸酯、異氰尿酸酯或聚異氰尿酸酯以及其組合物。在一個實施方案中，由異氰酸酯或聚異氰酸酯、異氰尿酸酯或聚異氰尿酸酯以及其組合物形成的多孔固體材料是聚氨酯泡沫。

在一個實施方案中，在將所述試劑添加到電解質(zhì)中之前，所述電解質(zhì)被保持在第一隔室中，并且所述試劑被保持在第二隔室中。在一個實施方案中，所述第一隔室和所述第二隔室是連接的，并且所述連接部可以采取打開位置或閉合位置。在一個實施方案中，在打開所述連接部時，所述試劑被轉(zhuǎn)移到所述電解質(zhì)中。

在一個實施方案中，所述第二隔室還包括氣體推進(jìn)劑，所述氣體推進(jìn)劑有助于將所述試劑從所述第二隔室轉(zhuǎn)移到所述第一隔室中。

在一個實施方案中，所述試劑具有吸收性。在一個實施方案中，所述試劑是親水性的。在一個實施方案中，所述試劑是親水性聚合物。

在一個實施方案中，所述試劑在與所述電解質(zhì)接觸時形成凝膠。在一個實施方案中，所述試劑包含超吸收性聚合物。在一個實施方案中，所述超吸收性聚合物包括基于纖維素的聚合物、基于聚丙烯酸酯的聚合物、基于聚丙烯腈的聚合物、其組合以及其組合物。在一個實施方案中，所述聚合物是交聯(lián)的，例如交聯(lián)的聚丙烯酸酯。在一個實施方案中，所述試劑包含可溶液聚合的聚合物以及其組合物。在一個實施方案中，溶液聚合(在一個實施方案中是膠凝)包括使聚合物/聚合物前體交聯(lián)。

在一個實施方案中，形成凝膠的聚合物是以干燥材料的形式提供的并且以干燥材料的形式儲存在試劑儲存隔室中。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，所述干燥聚合物在緊急狀況時被添加到液體電解質(zhì)中并且所述聚合物吸收液體電解質(zhì)或其部分并且變成凝膠。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，所述凝膠的重量是所述干燥聚合物的10倍-20倍，即所述干燥聚合物吸收它的重量的10倍-20倍的液體。在一個實施方案中，在吸收液體電解質(zhì)之后的凝膠與在吸收液體之前的干燥聚合物之間的重量比在以下范圍：10-50或5-25、或10-100、或100-500、或25-75、或2-10、或5-15、或10-30。在一個實施方案中，在吸收液體時，干燥聚合物進(jìn)行溶脹。在一個實施方案中，聚合物吸水并且變成凝膠的過程被稱作膠凝或凝膠化。聚合物膠凝(凝膠化)。

在一個實施方案中，干燥聚合物通過吸收液體(例如水)形成凝膠是一個物理過程并且不涉及化學(xué)反應(yīng)。在一個實施方案中，在單體、或低聚物、或前體聚合物分子的反應(yīng)基團(tuán)之間形成分子間鍵。

在一個實施方案中，所述試劑是單體，所述單體在從所述試劑儲存單元中排出后轉(zhuǎn)化成聚合物。在一個實施方案中，所述試劑是單體，所述單體在與包括電解質(zhì)的一個或多個隔室中的電解質(zhì)反應(yīng)后轉(zhuǎn)化成聚合物。在一個實施方案中，使用發(fā)泡劑使所形成的聚合物經(jīng)歷發(fā)泡。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，所得的材料是多孔(即含有孔隙)的泡沫，所述泡沫能夠在孔隙中容納電解質(zhì)或其部分。在一個實施方案中，所述試劑是聚合物。在一個實施方案中，將聚合物試劑與發(fā)泡劑在進(jìn)入包括電解質(zhì)的隔室時混合，從而吹脹以形成多孔泡沫。

在一個實施方案中，在被引入到電解質(zhì)隔室/槽中時形成泡沫的試劑被稱為“發(fā)泡劑”。在一個實施方案中，當(dāng)試劑從試劑儲存單元中釋放時，它進(jìn)行釋放諸如CO₂氣體的氣體的化學(xué)反應(yīng)。這一氣體有助于產(chǎn)生泡沫，并且它在一個實施方案中充當(dāng)發(fā)泡劑。在一個實施方案中，使用多于一個試劑儲存容器。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，一個儲存單元儲存一種試劑并且另一個儲存單元儲存另一種試劑。在引入到包括電解質(zhì)的容器中時，這兩種試劑混合并且發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這一化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物(在存在或不存在另外的發(fā)泡劑的情況下)產(chǎn)生泡沫或其它多孔固體或半固體材料。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，將任何數(shù)目的試劑儲存單元與本發(fā)明的系統(tǒng)和方法一起使用以產(chǎn)生所期望的試劑反應(yīng)以在包括電解質(zhì)的容器中得到泡沫或多孔材料。

在一個實施方案中，所述聚合物或聚合物前體形成凝膠材料以使得所述凝膠包含電解質(zhì)。

在一個實施方案中，所述聚合物或聚合物前體包括超吸收性聚合物。在一個實施方案中，所述超吸收性聚合物包括基于纖維素的聚合物、基于聚丙烯酸酯的聚合物、基于聚丙烯腈的聚合物以及其組合物。

在一個實施方案中，所述聚合物或聚合物前體包括可溶液聚合的聚合物以及其組合物。在一個實施方案中，溶液聚合包括使聚合物/聚合物前體交聯(lián)。

在一個實施方案中，形成凝膠/固體/半固體材料的聚合物包括有機(jī)聚合物、無機(jī)聚合物或其組合。在一個實施方案中，無機(jī)聚合物包括二氧化硅或其它基于Si的聚合物，如氧化硅結(jié)構(gòu)、聚二甲基硅氧烷PDMS、以及主要包含Si、O、H和C的聚合物。

在一個實施方案中，有機(jī)聚合物包括聚烯烴、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、其任何衍生物或其組合。在一個實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的聚合物可以是取代的或未取代的。在一個實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的聚合物可以是飽和的或不飽和的。在一個實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的聚合物可以是線性的或支化的。在一個實施方案中，所述聚合物可以是烷基化的。在一個實施方案中，所述聚合物可以是鹵化的。在一個實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的聚合物可以是氯化的或氟化的。在一個實施方案中，聚烯烴尤其可以包括聚異丁烯、聚乙烯、聚丙烯、或其任何組合。在一個實施方案中，所述聚合物尤其可以包括聚(α-甲基)苯乙烯。

共聚物是包含與單體“B”鍵合的單體“A”，從而形成包含兩個(或更多個)單體的聚合物的聚合物。嵌段共聚物是其中“A”的鏈或嵌段與“B”的鏈(嵌段)鍵合(例如嵌段“A”和嵌段“B”)的共聚物。在一個實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的聚合物是共聚物或嵌段共聚物。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，所述共聚物包括聚二甲基硅氧烷/聚苯乙烯PDMS/PS、丁二烯/苯乙烯、丙烯酸酯/PS。所述共聚物包含任何兩個或更多個構(gòu)建嵌段以形成共聚物的嵌段。舉例來說，來自本文上述的聚合物的清單的如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何兩種或更多種材料可以用作包含至少兩個單體/嵌段的共聚物中的單體或嵌段。在一個實施方案中，所述共聚物尤其可以包括嵌段共聚物、接枝共聚物、星形共聚物或無規(guī)共聚物。在一個實施方案中，所述試劑包含樹枝狀聚合物。

在一個實施方案中，將氣體推進(jìn)劑與試劑、聚合物或聚合物前體一起添加到電解質(zhì)中。在一個實施方案中，所述氣體推進(jìn)劑吹脹所形成的聚合物，從而增加所形成的聚合物內(nèi)的孔隙/空區(qū)。在一個實施方案中，所述氣體推進(jìn)劑參與聚合反應(yīng)，并且在另一個實施方案中，它不參與聚合反應(yīng)。在一個實施方案中，所述氣體包括空氣、N₂、Ar、He、CO₂或其組合。在一個實施方案中，所述氣體包括小分子，如乙烯、乙烯衍生物、水、NH₃、四甲基硅烷(TMS)或其組合。在一個實施方案中，所述氣體推進(jìn)劑被容納在與電解質(zhì)隔室直接連接或經(jīng)由管道/導(dǎo)管連接的氣瓶/容器中。在一個實施方案中，進(jìn)入電解質(zhì)隔室中的氣體的量是由安裝在氣瓶上或附近的壓力計控制的。在一個實施方案中，將氣體從氣瓶引入到電解質(zhì)隔室中。在另一個實施方案中，將氣體引入到試劑儲存隔室中，并且從那里，將氣體和聚合物/前體一起注入到電解質(zhì)隔室中。

在一個實施方案中，在與電解質(zhì)隔室中的電解質(zhì)接觸時形成由試劑、由聚合物或聚合物前體形成的多孔固體材料、凝膠或其組合。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，將試劑、聚合物/前體以固體、氣體或液體的形式引入到電解質(zhì)中并且在與電解質(zhì)接觸時形成固體/半固體/凝膠。

在另一個實施方案中，在引入到電解質(zhì)中之前形成多孔固體材料、凝膠或其組合。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，將聚合物/前體在已經(jīng)呈多孔固體/半固體/凝膠形式時引入到電解質(zhì)中。

在一個實施方案中，使用泵、漏斗、注射器、通過重力、從一個或多個入口或其組合將試劑(例如聚合物/前體)引入到電解質(zhì)隔室中。在一個實施方案中，在緊急狀況時，在試劑儲存容器與電解質(zhì)容器之間的交界處出現(xiàn)如破裂/開裂/刺穿的開口時，自發(fā)地發(fā)生試劑(例如聚合物/前體)向電解質(zhì)隔室中的引入。在一個實施方案中，包括入口的電解質(zhì)槽示于圖1中。在一個實施方案中，針對所引入的聚合物的量、聚合物引入的速率、和/或聚合物和電解質(zhì)的壓力和溫度來控制聚合物/前體向電解質(zhì)隔室中的引入。用于這一目的的控制系統(tǒng)是本領(lǐng)域已知的并且包括壓力計、體積計、質(zhì)量計和溫度計、以及傳感器、濕度傳感器、包括處理器和反饋機(jī)構(gòu)的程序控制系統(tǒng)、電機(jī)閥、管道、容器以及貯器。在一個實施方案中，如本文以上對于將試劑引入到電解質(zhì)隔室中所述將試劑引入到一個或多個電池組電池中。在一個實施方案中，本文以上所述的入口是包括電解質(zhì)的隔室與試劑儲存單元之間的連接部的一部分。在一個實施方案中，所述連接部包括入口。

在一個實施方案中，在引入到電解質(zhì)隔室中之前，試劑被保持在儲存隔室中。在一個實施方案中，所述試劑在儲存隔室中呈固體的形式。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，所述試劑呈粉末、纖維、球粒、細(xì)粒、棒、盤、顆粒的形式。在一個實施方案中，如果所述聚合物呈顆粒的形式，那么所述顆粒的尺寸在納米、微米、毫米、厘米范圍或這些范圍的組合內(nèi)。在一個實施方案中，所述試劑在儲存隔室中呈氣體的形式。在一個實施方案中，所述試劑在儲存隔室中是液體。在一個實施方案中，所述液體是純的。在一個實施方案中，所述液體包含溶劑的混合物。在一個實施方案中，所述液體是包含一種或多種溶劑的溶液。在一個實施方案中，所述溶液包含溶劑和一種或多種溶質(zhì)。在一個實施方案中，使用多于一種試劑。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，兩種或更多種試劑被保持在同一個儲存隔室中。在另一個實施方案中，一種或多種試劑被保持在一個儲存隔室中并且另一種試劑被保持在另一個隔室中。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，將材料從不同的隔室以所期望的比率/速率引入到電解質(zhì)隔室中并且在它們之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在一個實施方案中，所述化學(xué)反應(yīng)在電解質(zhì)隔室中發(fā)生。在另一個實施方案中，在引入到電解質(zhì)隔室中之前發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，在儲存隔室與電解質(zhì)隔室之間放置反應(yīng)容器或管道，其中發(fā)生聚合或其它化學(xué)反應(yīng)。在一個實施方案中，不同或各種儲存隔室不僅用于試劑，而且還用于儲存氣體/空氣、引發(fā)劑、催化劑、溶劑以及參與或伴隨形成固定電解質(zhì)所需的凝膠/固體/半固體材料的所期望的化學(xué)反應(yīng)的任何其它化學(xué)品。在一個實施方案中，形成凝膠/固體/半固體的化學(xué)反應(yīng)在試劑儲存隔室中發(fā)生并且從那里，凝膠/固體/半固體被轉(zhuǎn)移到電池組/電解質(zhì)隔室中。

在一個實施方案中，在試劑與電解質(zhì)之間發(fā)生相互作用之后，在電解質(zhì)隔室中所形成的或引入到電解質(zhì)隔室中的固體/半固體/凝膠材料包含電解質(zhì)或其部分作為所述材料的支架的一部分。在另一個實施方案中，電解質(zhì)或其部分不是固體/半固體/凝膠支架的一部分，而是它被包括在或局限于或填充固體/半固體/凝膠材料內(nèi)部的孔隙、洞、空隙或空區(qū)。在一個實施方案中，電解質(zhì)或其部分(例如水)參與形成多孔固體/半固體材料或凝膠材料的反應(yīng)。在另一個實施方案中，電解質(zhì)或其部分(例如水)不參與形成多孔固體/半固體材料或凝膠材料的化學(xué)反應(yīng)。

在一個實施方案中，電解質(zhì)或其部分與多孔固體/半固體材料或凝膠材料進(jìn)行化學(xué)鍵合。在另一個實施方案中，電解質(zhì)或其部分(例如水)不與多孔固體/半固體材料或凝膠材料進(jìn)行化學(xué)鍵合，而是物理附著到所述材料、由所述材料吸收、或物理固定。

在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種使用系統(tǒng)固定電池組中的電解質(zhì)溶液的方法，所述系統(tǒng)包括：

電池組，所述電池組包括：

包括電解質(zhì)的電化學(xué)電池隔室；以及

任選的包括電解質(zhì)的電解質(zhì)隔室；

用于儲存所述試劑的儲存單元；

其中所述方法包括將所述試劑從所述儲存單元中添加到所述電化學(xué)電池隔室中的電解質(zhì)中以及任選地添加到所述電解質(zhì)隔室中的電解質(zhì)中，從而固定所述電解質(zhì)。

在一個實施方案中，當(dāng)試劑被添加到電解質(zhì)隔室中時，它形成將電解質(zhì)溶液或其部分封閉在它當(dāng)中的高度多孔的材料或凝膠。在一個實施方案中，這樣的包括形成了如下的結(jié)構(gòu)，其中小體積的電解質(zhì)與其它小體積的電解質(zhì)隔離(部分或完全)。因此，電解質(zhì)不會帶來風(fēng)險，這是因為它不是以大體積存在的。由于電解質(zhì)現(xiàn)在被封閉在凝膠或多孔固體/半固體中，因此電解質(zhì)無法溢出，并且因此降低或消除了腐蝕、灼傷、刺激的風(fēng)險。此外，可能引起爆炸和環(huán)境危害的危險的化學(xué)反應(yīng)被防止或維持在低概率。在緊急情況下這樣的電解質(zhì)處理的一個優(yōu)勢在于所形成的凝膠/固體/半固體材料可以被安全處理并且從電解質(zhì)隔室中取出。

在一個實施方案中，所述電池組和儲存單元被放置在汽車中。在一個實施方案中，所述電池組是金屬-空氣電池組。在一個實施方案中，所述電池組包括陰極、陽極以及電解質(zhì)隔室。在一個實施方案中，所述電解質(zhì)隔室包括用于引入試劑的入口。在一個實施方案中，所述電解質(zhì)隔室通過連接部與試劑儲存單元連接。在一個實施方案中，所述連接部包括所述入口。

在一個實施方案中，以及如圖3中所示，開始通過刺穿孔溢出的電解質(zhì)引發(fā)與膠凝劑或發(fā)泡劑材料的反應(yīng)。在一個實施方案中，這一反應(yīng)產(chǎn)生泡沫或凝膠。由于雙層槽是密封的，因此不需要將材料添加到槽中。

在一個實施方案中，所述電解質(zhì)槽包括兩個隔室(兩層)，如圖3中所示。電解質(zhì)處于內(nèi)部(深灰色)隔室中。所述試劑處于外部隔室(淡灰色，有點)中。當(dāng)電解質(zhì)從內(nèi)部隔室溢出到外部隔室中時發(fā)生反應(yīng)。在一個實施方案中，當(dāng)在內(nèi)層與外層之間發(fā)生刺穿/開裂時，電解質(zhì)與試劑接觸并且引發(fā)電解質(zhì)與試劑之間的反應(yīng)，在一個實施方案中如圖3中所示。

在一個實施方案中，在將所述試劑添加到電解質(zhì)中之前，所述電解質(zhì)被保持在第一隔室中，并且所述試劑被保持在第二隔室中。在一個實施方案中，所述第一隔室和所述第二隔室被接觸放置或通過連接部連接。在一個實施方案中，第一隔室與第二隔室或其部分之間的接觸區(qū)在緊急狀況下被打開以使來自這兩個隔室的材料混合。在一個實施方案中，第一隔室與第二隔室之間的連接部可以采取打開位置或閉合位置。

本發(fā)明的電池組

在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種電池組，其中所述電池組包括在事故狀況下具有即時隔離物的一個或多個電化學(xué)電池隔室和電解質(zhì)隔室。

在一個實施方案中，所述一個或多個電化學(xué)電池與電解質(zhì)隔室連接。在一個實施方案中，這一連接允許電解質(zhì)在電池與電解質(zhì)隔室之間循環(huán)。在一個實施方案中，當(dāng)電池組處在“關(guān)閉”位置時，電池中的電解質(zhì)被排空到電解質(zhì)隔室中。在一個實施方案中，電解質(zhì)隔室用作貯器以容納用于電池組的電化學(xué)電池的電解質(zhì)。在一個實施方案中，當(dāng)電池組未被激活時，電解質(zhì)處在電解質(zhì)槽中，但是當(dāng)電池組被激活時，電解質(zhì)處在電解質(zhì)槽中以及電池組的電池內(nèi)。在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種在緊急狀況時用于電解質(zhì)槽中的電解質(zhì)的固定裝置。在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種在緊急狀況時用于所述一個或多個電化學(xué)電池中的電解質(zhì)的固定裝置。在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種在緊急狀況時用于所述電解質(zhì)槽中的電解質(zhì)和所述一個或多個電化學(xué)電池中的電解質(zhì)這兩者的固定裝置。

在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種電池組，所述電池組包括一個或兩個隔室。在一個實施方案中，本發(fā)明提供了包括電解質(zhì)的電池組，所述電解質(zhì)可以流過所述電池組中的電化學(xué)電池和流入/流出電解質(zhì)隔室。在一個實施方案中，所述電池組包括電池堆和電解質(zhì)槽。在一個實施方案中，所述電解質(zhì)槽和所述電池堆彼此相隔一定距離。

在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種電池組，所述電池組包括電解質(zhì)隔室。在一個實施方案中，所述電解質(zhì)隔室還包括用于將試劑引入到所述電解質(zhì)隔室中的入口。在一個實施方案中，所述電化學(xué)電池包括用于將試劑引入到電解質(zhì)隔室中的入口。在一個實施方案中，電解質(zhì)槽和電化學(xué)電池均包括用于將試劑引入到電解質(zhì)隔室中的入口。在一個實施方案中，所述入口是一個或多個隔室與試劑儲存單元之間的連接部的一部分。

在一個實施方案中，所述電池組包括一個電化學(xué)電池。在一個實施方案中，所述電池組包括兩個電化學(xué)電池。在一個實施方案中，所述電池組包括4個、6個、12個或20個電池。在一個實施方案中，所述電池組中電池的數(shù)目在1至50的范圍。在一個實施方案中，每一個電化學(xué)電池包括一個包括電解質(zhì)的區(qū)域。在一個實施方案中，每一個電池包括兩個包括電解質(zhì)的區(qū)域，如圖2中所描繪，其中示出了包括一個陽極、兩個陰極以及兩個電解質(zhì)區(qū)域的電池。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，在緊急狀況時，試劑可以經(jīng)由兩個入口引入到這兩個包括電解質(zhì)的區(qū)域中，如圖2中所述。對于包括多于兩個電池或多于兩個電解質(zhì)區(qū)域的電池組來說，用于在緊急狀況時引入試劑的入口數(shù)目可以相應(yīng)地加以調(diào)整，例如在一個實施方案中，對于包括12個電池的電池組，使用用于引入試劑的12個入口，每一個電池使用一個入口。在另一個實施方案中，用于每一個電池的多于一個入口(以及用于電解質(zhì)槽的多于一個入口)被配置用于將試劑高效地轉(zhuǎn)移到電解質(zhì)槽/隔室中。在一個實施方案中，所述電化學(xué)電池隔室是電池中包括電解質(zhì)的區(qū)域。在一個實施方案中，所述電化學(xué)電池隔室是包括電解質(zhì)區(qū)域、一個陽極(或多個陽極)以及一個陰極(或多個陰極)的隔室。

在一個實施方案中，所述電池組包括陰極和陽極。在一個實施方案中，所述電池組是金屬-空氣電池組。在一個實施方案中，所述電池組是燃料電池。在一個實施方案中，所述電池組是含有潛在危險的液體電解質(zhì)的任何電池組。在一個實施方案中，所述電池組被安裝在車輛中/上。在一個實施方案中，所述車輛是汽車。在一個實施方案中，所述車輛是摩托車或小型摩托車。在一個實施方案中，所述車輛是在地面上、在空中(無人駕駛飛行器或靶機(jī))、在水下、在太空中、在水面上或其組合運行的無人駕駛車輛。

在一個實施方案中，所述電池組被安裝和用于不是車輛的儀器/設(shè)備/機(jī)器中。

本發(fā)明的系統(tǒng)

在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

電池組，所述電池組包括：

電化學(xué)電池隔室和任選的電解質(zhì)隔室，其中所述電化學(xué)電池隔室、所述電解質(zhì)隔室或其組合包括用于將試劑引入到所述一個或多個隔室中的入口；以及

用于儲存所述試劑的儲存單元；

其中所述儲存單元與所述電化學(xué)電池隔室、所述電解質(zhì)隔室或其組合連接以使得所述連接部可以采取打開位置或閉合位置。

在一個實施方案中，在諸如事故的緊急情況下需要所述試劑。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，所述試劑從儲存單元轉(zhuǎn)移到電化學(xué)電池隔室中并且任選地轉(zhuǎn)移到電解質(zhì)隔室中，以使得所述試劑消耗或吸收或固定電解質(zhì)或其部分。試劑對電解質(zhì)的作用阻止了電解質(zhì)溢出以及引起危險的化學(xué)反應(yīng)。

在一個實施方案中，儲存單元與一個或多個電池組隔室之間的連接部通常是閉合并且在緊急狀況或事故時，所述連接部被打開。在一個實施方案中，所述電池組隔室包括一個電化學(xué)電池(或多個電化學(xué)電池)隔室以及電解質(zhì)隔室。在一個實施方案中，在電池進(jìn)行電化學(xué)操作之前、期間和/或之后，電解質(zhì)在電化學(xué)電池隔室與電解質(zhì)隔室之間循環(huán)。

在一個實施方案中，所述緊急狀況或事故狀況是通過所述系統(tǒng)內(nèi)或所述系統(tǒng)外部的傳感器感應(yīng)的，并且在接收到來自所述傳感器的信號時所述連接部被打開。

在一個實施方案中，緊急警報信號由處理器處理，并且所述處理器激活連接部的打開或控制連接部的打開的激活。

在一個實施方案中，在打開所述連接部時，所述試劑被自發(fā)地轉(zhuǎn)移到電化學(xué)電池隔室、電解質(zhì)隔室或其組合中。在一個實施方案中，所述試劑的自發(fā)轉(zhuǎn)移是通過打開試劑單元與電解質(zhì)隔室(或電池)之間的隔板，以使得試劑被轉(zhuǎn)移到電解質(zhì)隔室和/或電化學(xué)電池隔室中來實現(xiàn)的。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，如果所述試劑是固體，那么它是基于隔室/單元之間的高度差而被轉(zhuǎn)移的并且通過重力落入隔室中。如果所述試劑是液體，那么它流入隔室中。在打開兩個容器之間的連接部時，氣相試劑自發(fā)地從試劑單元轉(zhuǎn)移到隔室中。

在其它實施方案中，不是將試劑轉(zhuǎn)移到電解質(zhì)隔室和/或電池隔室中，而是將電解質(zhì)從電解質(zhì)隔室和/或電池隔室轉(zhuǎn)移到試劑的儲存單元中。

在一個實施方案中，儲存單元還包括氣體推進(jìn)劑。在一個實施方案中，所述儲存單元包括試劑和氣體推進(jìn)劑，因此所述氣體推進(jìn)劑有助于試劑從儲存單元排出并且進(jìn)入到電化學(xué)電池隔室、電解質(zhì)隔室或其組合中。在一個實施方案中，儲存單元中氣體推進(jìn)劑的壓力高于電化學(xué)電池隔室、電解質(zhì)隔室或其組合中的氣體壓力。

在一個實施方案中，在打開所述連接部時，使用轉(zhuǎn)移裝置將所述試劑轉(zhuǎn)移到電化學(xué)電池隔室、電解質(zhì)隔室或其組合中。在一個實施方案中，所述轉(zhuǎn)移裝置包括泵、注射器、或旋轉(zhuǎn)螺桿。

在一個實施方案中，所述電解質(zhì)隔室包括內(nèi)層和外層，所述內(nèi)層包括電解質(zhì)并且所述外層包括用于儲存所述試劑的儲存單元。在一個實施方案中，在電解質(zhì)槽中破裂或刺穿時，所述試劑與電解質(zhì)混合。

在一個實施方案中，所述試劑在與所述電解質(zhì)接觸時形成凝膠或泡沫。在一個實施方案中，所述系統(tǒng)還包括包含發(fā)泡劑的容器。在一個實施方案中，發(fā)泡劑與試劑一起被轉(zhuǎn)移到電化學(xué)電池隔室、電解質(zhì)隔室或其組合中，以使得所述發(fā)泡劑吹脹試劑或其產(chǎn)物，從而形成多孔材料。

在一個實施方案中，發(fā)泡劑與發(fā)泡試劑一起被容納在試劑儲存單元中。在一個實施方案中，發(fā)泡劑和氣體推進(jìn)劑是相同的氣體。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，氣體推進(jìn)劑/發(fā)泡劑有助于發(fā)泡劑試劑排出到包括電解質(zhì)的隔室中并且將試劑吹成泡沫/多孔固體或半固體材料。

在一個實施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)還包括選自由以下各項組成的組的控制傳感器：溫度計、壓力計、濕度計、位置計、加速度計或其組合。在一個實施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)響應(yīng)于來自諸如汽車控制器、加速度計、氣囊激活器或其組合的外部控制器的信號而被激活。

在一個實施方案中，所述電化學(xué)電池還包括陰極和陽極。

在一個實施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法用于固定金屬-空氣電池組中的電解質(zhì)。在一個實施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法用于固定其它堿性電池組中的電解質(zhì)。在一個實施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法用于固定任何其它燃料電池中的電解質(zhì)。在一個實施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法用于固定包括潛在危險的液體電解質(zhì)的任何電池組中的電解質(zhì)。在一個實施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法用于固定包括pH堿性電解質(zhì)的電池組中的所述pH堿性電解質(zhì)。在一個實施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法用于固定包括酸性電解質(zhì)的電池組中的所述酸性電解質(zhì)。在一個實施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法用于固定其中液體電解質(zhì)包含危險的金屬/金屬離子/金屬絡(luò)合物和金屬化合物的電池組中的電解質(zhì)。

在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

電池組，所述電池組包括電化學(xué)電池隔室和任選的電解質(zhì)隔室；以及

用于儲存所述試劑的儲存單元；

其中所述儲存單元接觸或通過連接部連接到所述電化學(xué)電池隔室、所述電解質(zhì)隔室或其組合。

在一個實施方案中，所述連接部可以采取打開位置或閉合位置。在一個實施方案中，儲存單元與電化學(xué)電池隔室、電解質(zhì)隔室或其組合之間接觸的區(qū)域或其部分在緊急狀況時被打開以使得來自所述儲存單元的材料與來自電化學(xué)電池隔室、電解質(zhì)隔室或其組合的電解質(zhì)混合。

在一個實施方案中，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

電解質(zhì)隔室；以及

用于儲存試劑的儲存單元；

其中所述儲存單元與所述電解質(zhì)隔室接觸或通過連接部與所述電解質(zhì)隔室連接。

在一個實施方案中，試劑可以經(jīng)由連接部從儲存單元轉(zhuǎn)移到電解質(zhì)隔室中。在一個實施方案中，在緊急狀況時，電解質(zhì)隔室與儲存單元之間的接觸區(qū)至少部分被打開，從而允許試劑與電解質(zhì)混合。如本文以上所述的本發(fā)明的方法適用于本發(fā)明的系統(tǒng)。

在一個實施方案中，電池隔室、電解質(zhì)隔室或其組合包括用于將試劑引入到一個或多個隔室中的入口。在另一個實施方案中，電池隔室、電解質(zhì)隔室或其組合不包括用于將試劑引入到一個或多個隔室中的入口。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，在緊急狀況時在一個或多個隔室中形成開口(例如發(fā)生刺穿)，并且與隔室接觸放置的試劑在這一開口處/經(jīng)由這一開口接觸電解質(zhì)。

定義

重力閥是一種安全特征。在發(fā)生事故的情況下，如果車輛或危險物的任何其它容器被顛倒或側(cè)向翻轉(zhuǎn)，那么所述閥門將用作關(guān)閉閥以阻止任何燃料或其它物質(zhì)從諸如儲氣槽的槽中溢出。重力閥被安裝在車輛中以防止可能引起危險情況/狀況的溢出。

在一個實施方案中，試劑是化學(xué)品。在一個實施方案中，試劑是化學(xué)試劑。在一個實施方案中，試劑是物質(zhì)。在一個實施方案中，試劑是呈氣體、液體、溶液、懸浮液或固體的形式的化學(xué)品。在一個實施方案中，所述試劑包括單體、低聚物、聚合物或其組合。在一個實施方案中，所述試劑包括小分子(例如非聚合物分子)。

在一個實施方案中，所述試劑是泡沫、凝膠、海綿、多孔材料或其組合。在一個實施方案中，所述試劑是泡沫、凝膠、海綿、多孔材料或其組合的前體。在一個實施方案中，所述試劑是聚合物或聚合物前體。在一個實施方案中，所述試劑包括泡沫、凝膠、海綿、多孔材料或其組合。在一個實施方案中，所述試劑包括泡沫、凝膠、海綿、多孔材料或其組合的前體。在一個實施方案中，所述試劑是聚合物或聚合物前體。

在一個實施方案中，所述試劑是與電解質(zhì)相互作用的材料。在一個實施方案中，所述試劑與電解質(zhì)以化學(xué)方式和/或物理方式相互作用。在一個實施方案中，在試劑與電解質(zhì)之間相互作用后，所述電解質(zhì)無法溢出。在一個實施方案中，在試劑與電解質(zhì)之間相互作用后，與所述試劑相互作用的電解質(zhì)不以本體液體或本體溶液的形式存在。在一個實施方案中，在試劑與電解質(zhì)之間相互作用后，與所述試劑相互作用的電解質(zhì)無法流動。

超吸收性聚合物是能夠相對于它們自身的質(zhì)量吸收和保留大量液體的聚合物。在一個實施方案中，超吸收性聚合物可以吸收它的重量的50倍至500倍。在一些實施方案中，超吸收性聚合物可以變成99.9％吸收的液體。

前體是聚合物前體。在一個實施方案中，聚合物前體是將形成聚合物的單體。在一個實施方案中，前體可以是已經(jīng)形成的低聚物或聚合物，它在與電解質(zhì)接觸時和/或在與從另一個隔室引入的另一種化學(xué)品接觸時、或在壓力/溫度變化時、或在將前體與氣體材料、引發(fā)劑、催化劑、化學(xué)品、小分子、或其組合混合時將形成所期望的聚合物或所期望的結(jié)構(gòu)。

固定電解質(zhì)意指將電解質(zhì)保持在安全形式/環(huán)境、捕集電解質(zhì)、阻止電解質(zhì)、將它限制在多孔材料的孔隙內(nèi)或凝膠內(nèi)、消耗電解質(zhì)形成另一種材料、將電解質(zhì)分開、分成小部分、用于產(chǎn)生固體/半固體/凝膠材料、鎖定、保護(hù)、封閉、固定、附著、抓住以防止移動/流動、利用、阻留、包封、截留或抓緊電解質(zhì)。

在一個實施方案中，凝膠/固體/半固體材料吸收電解質(zhì)或其部分。在一個實施方案中，凝膠/固體/半固體材料被電解質(zhì)或其部分浸泡。在一個實施方案中，由于吸收電解質(zhì)，因此固體材料變成凝膠；凝膠材料進(jìn)行溶脹；凝膠/固體/半固體的尺寸增加、膨脹、脹大；固體/半固體材料溶脹；固體被電解質(zhì)潤濕；或其組合。

在一個實施方案中，“多孔”材料意指包含孔隙的材料。在一個實施方案中，多孔材料包括比無孔材料大的表面積。在一個實施方案中，所述材料中的孔隙是可由氣體、液體、溶液或其組合到達(dá)的。

在一個實施方案中，氣態(tài)推進(jìn)劑用于將前體/其它試劑從它的容器中推動到其中它被被吹成一定形式的位置(例如進(jìn)入電池組電池/電解質(zhì)槽中)。

在一個實施方案中，發(fā)泡劑是功能不同于氣體推進(jìn)劑的氣體。根據(jù)這一方面以及在一個實施方案中，發(fā)泡劑用于進(jìn)行發(fā)泡。在一個實施方案中，發(fā)泡劑用于在形成期間產(chǎn)生泡沫中的“氣泡”或孔隙。

在一個實施方案中，隔室或單元是槽、容器、器皿、電池、加壓氣瓶、單元、箱、瓶、罐或袋。

在一個實施方案中，緊急狀況是事故。在一個實施方案中，緊急狀況是可能引起危害或潛在危害的任何情形。在一個實施方案中，緊急狀況是使人員處于風(fēng)險中的情形。在一個實施方案中，緊急狀況是其中容納電解質(zhì)的隔室，如電解質(zhì)隔室和一個或多個電化學(xué)電池正在被刺穿、壓折或碎裂、壓破、破裂、爆裂、產(chǎn)生狹縫、裂開、撕裂、開裂、切開等的狀態(tài)。在一個實施方案中，緊急狀況是其中電解質(zhì)或電解質(zhì)/電池組周圍環(huán)境的溫度或壓力升高到高于一定水平的情形。在一個實施方案中，緊急狀況是在一個或多個電池組隔室被顛倒、側(cè)向、或在除電池的安全位置/定向以外的任何其它方向上翻轉(zhuǎn)時。在一個實施方案中，緊急狀況是在包括電解質(zhì)的隔室撞擊物體或被物體撞擊時。在一個實施方案中，緊急狀況是在其中安裝電解質(zhì)隔室的汽車/車輛/系統(tǒng)/設(shè)備撞擊物體或被物體撞擊時。

在一個實施方案中，術(shù)語“一(a)”或“一(one)”或“一(an)”指的是至少一。在一個實施方案中，短語“兩或更多”可以具有將適合具體目的的任何單位。在一個實施方案中，“約”或“大約”可以包括相對于所示的術(shù)語偏差+1％、或在一些實施方案中，偏差-1％、或在一些實施方案中，偏差±2.5％、或在一些實施方案中，偏差±5％、或在一些實施方案中，偏差±7.5％、或在一些實施方案中，偏差±10％、或在一些實施方案中，偏差±15％、或在一些實施方案中，偏差±20％、或在一些實施方案中，偏差±25％。

實施例

實施例1

電解質(zhì)隔室中的緊急泡沫形成

將包括一個或多個相對封閉的電解質(zhì)隔室的電池組放置在汽車中。所述隔室類似于具有用于通風(fēng)和管線/電線通過的小開口的箱。所述隔室裝備有呈滅火器形式的一個或多個小型加壓氣瓶。所述加壓氣瓶容納試劑(如聚合物前體)組合物(含有或不含發(fā)泡劑)和氣體推進(jìn)劑。在被激活(例如與用于安全氣囊相同的觸發(fā)器)時，氣態(tài)推進(jìn)劑立即將試劑組合物排出到電解質(zhì)隔室的內(nèi)部空間中，其中它快速固化成半剛性的耐堿性的聚合物。在聚合物固化期間，發(fā)泡劑將它膨脹成閉合多孔的半剛性聚合物泡沫，所述泡沫有效地填充隔室的內(nèi)部空間并且防止進(jìn)一步的機(jī)械損傷和液體溢出。用于激活這一機(jī)構(gòu)的觸發(fā)器是本領(lǐng)域已知的并且基于任何已知的觸發(fā)機(jī)制。在一個實施方案中，在安全氣囊被觸發(fā)的情況下，氣體推進(jìn)劑觸發(fā)器也被激活。

所使用的聚合物前體是基于(聚)異氰酸酯和(聚)異氰尿酸酯組合物的組合物。在固化時，這樣的聚合物產(chǎn)生CO₂氣體，該氣體用作發(fā)泡劑。在一些實施方案中應(yīng)用另外的發(fā)泡劑。在電解質(zhì)隔室中形成的產(chǎn)物是聚氨酯泡沫，所述聚氨酯泡沫對電解質(zhì)相對穩(wěn)定。在一個實施方案中，通過為槽和隔室的呼吸開口裝備重力閥來防止電解質(zhì)在翻轉(zhuǎn)、顛倒時溢出來采取另外的安全措施。在一些情況下以及在必要時，使用呈粒狀或片狀形式的“超吸收性聚合物”來處理電解質(zhì)溢出。

實施例2

電解質(zhì)隔室中的緊急凝膠形成

將包括相對封閉的電解質(zhì)隔室的電池組放置在汽車中。所述隔室類似于具有用于通風(fēng)和管線/電線通過的小開口的箱。隔室裝備有與電解質(zhì)隔室連接的聚合物或聚合物前體容器。當(dāng)被激活(與用于安全氣囊相同的觸發(fā)器)時，實現(xiàn)電解質(zhì)的快速凝膠化。干燥的聚合物凝膠化劑從聚合物容器中添加到電解質(zhì)溶液中。所使用的聚合物是聚丙烯酸鈉[Medisap 715(美國伊利諾伊州T西鄧迪的M2聚合物技術(shù)公司(M2polymer technologies Inc,T west Dundee,Il,USA))]，添加相對少量的干燥聚合物，相對于電解質(zhì)的總量10％w/w的干燥聚合物(向1kg電解質(zhì)中添加100克聚合物)。在20秒內(nèi)，所添加的聚合物將液體電解質(zhì)變成凝膠，從而有效地將它固定。觀測到，在電解質(zhì)維持在高溫下時，膠凝反應(yīng)增強(qiáng)。

在隔室中發(fā)生破裂時，電解質(zhì)隔室中所形成的凝膠防止電解質(zhì)的大量溢出。在一個實施方案中，在緊急狀況時膠凝劑被注入到工作電池組中以使它停止電解質(zhì)循環(huán)。在工作電池組隔室中凝膠的形成防止水轉(zhuǎn)移到陽極中，并且因此防止后續(xù)的氫氣放出。

用作膠凝劑的材料被稱作“超吸收性聚合物”。這些材料包括：基于纖維素、聚丙烯酸酯以及聚丙烯腈的材料。所使用或形成的聚合物在一些實施方案中是交聯(lián)的并且在一些實施方案中是可溶液聚合的組合物。

根據(jù)這一實施例，在緊急狀況下，電解質(zhì)在電解質(zhì)槽和一個或多個電化學(xué)電池中進(jìn)行凝膠化。根據(jù)這一方面，通過凝膠化劑實現(xiàn)電解質(zhì)溶液的立即凝膠化。在一個實施方案中，通過為槽和隔室的呼吸開口裝備重力閥來防止電解質(zhì)在翻轉(zhuǎn)、顛倒時溢出來采取另外的安全措施。在一些情況下以及在必要時，使用呈粒狀或片狀形式的“超吸收性聚合物”來處理電解質(zhì)溢出。

雖然在本文中已經(jīng)說明和描述了本發(fā)明的某些特征，但許多改動方案、替代方案、變化方案以及等同方案現(xiàn)在將被本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員想到。因此，應(yīng)當(dāng)了解的是，所附權(quán)利要求書意圖涵蓋所有這些落入本發(fā)明的真實精神范圍內(nèi)的改動方案和變化方案。