該申請要求于2011年11月4日提交的美國臨時專利申請No.61/555,952的優先權，因此通過參考將其整體結合在此。

技術領域

本發明通常涉及一種電化學電池系統，并且更具體地涉及一種利用氣態氧化劑還原電極以及諸如電解質的液體離子導電介質的電化學電池系統。

背景技術

許多類型的電化學電池利用離子導電介質以支持電池內的電化學反應。例如，金屬空氣電化學電池系統可以包括一個或多個電池，其每一個具有用作在其處金屬燃料被氧化的陽極的燃料電極以及在其處來自環境空氣的氧氣被還原的空氣呼吸陰極。這種電池還可以包括諸如液體電解質溶液的離子導電介質以使氧化/還原離子在電極之間傳送。例如，參見通過參考而整體結合在此的美國專利公開No.2009/0284229。在包括多個電化學電池的一些電化學電池系統中，多個電池共用離子導電介質。例如，液體電解質溶液可以串行地從一個電池流到另一個，諸如在通過參考而整體結合在此的美國專利申請12/631,484中所描述的。在其他電化學電池系統中，離子導電介質可以為多個電池共用，但是可以部分并行地流動。在還有其他電化學電池系統中，離子導電介質可以根本不流動，反而可以是停滯的，或者僅僅在電極之間的限制區域之內搖動。

不管離子導電介質的任何運動，在利用空氣電極的傳統系統中，空氣電極限定了用于限制電化學電池系統之內的離子導電介質的邊界壁。這就是說空氣電極典型地被密封到外殼的外部，這形成了離子導電介質不透屏障。然而，這種傳統系統的缺點在于如果空氣電極與外殼之間的密封失效，或者如果在空氣電極本身中形成了泄漏，則液體離子導電介質不再被限制在電化學電池之內，這可能導致電池完全失效、需要更換離子導電介質、對電化學電池周圍的環境有害等等。此外，在大多數設計中，更換空氣電極是困難的任務，因為必須排干離子導電介質以便可除去用過的氣態氧化劑還原電極。因此可以意識到使空氣電極與在其中形成空氣空間的外殼一起浸入到離子導電介質中可防止這種完全失效，并且可使空氣電極的更換簡單化。例如，在通過參考而整體結合在此的美國專利5,011,747中示出了傳統可浸入空氣電極的示例。

發明內容

根據實施例，一種被配置成浸入到電化學電池的離子導電介質中的氧化劑還原電極模塊包括外殼，該外殼被配置成限定其中的氣態氧化劑接收空間。氧化劑還原電極模塊還包括具有氧化劑面向側和離子導電介質面向側的氧化劑還原電極。將氧化劑還原電極安裝到所述外殼以便氧化劑還原電極限定用于氣態氧化劑接收空間的邊界壁，其中氧化劑面向側向內面向氣態氧化劑接收空間并且離子導電介質面向側面向外部以暴露于離子導電介質。氧化劑還原電極模塊還包括通過延伸穿過氣態氧化劑接收空間的氣態氧化劑通道而耦合的氣態氧化劑入口和氣態氧化劑出口。氧化劑還原電極模塊進一步包括位于氣態氧化劑接收空間之內的一個或多個支撐件，該一個或多個支撐件被配置成防止當氧化劑還原電極浸入到離子導電介質中時氧化劑還原電極變形到氣態氧化劑接收空間之中，并且將氣態氧化劑在氣態氧化劑通道之內的流動從氣態氧化劑入口引導到氣態氧化劑出口。另外，可使氧化劑通過氣態氧化劑入口進入到氣態氧化劑接收空間中，以便氧化劑還原電極被配置成通過氧化劑面向側吸收氣態氧化劑并且在電化學電池放電期間使氣態氧化劑還原。