相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考此pct申請(qǐng)案要求2014年10月6日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案第62/060,273號(hào)、2015年6月3日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案第62/170,200號(hào)以及2015年6月10日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案第62/173,415號(hào)的益處。這些文獻(xiàn)每一者以全文引用的方式并入本文中。本發(fā)明涉及適用于鹵化鋅可充電的電化學(xué)電池(例如蓄電池)的電解質(zhì)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及在電化學(xué)蓄電池或電池組中可逆地電解鹵化鋅的電解質(zhì)水溶液。
背景技術(shù)：
：鹵化鋅電池組是作為儲(chǔ)存電能的裝置而研發(fā)出。傳統(tǒng)鹵化鋅電池組(例如鋅-溴電池組)采用安置于靜態(tài)，即不流動(dòng)的溴化鋅水溶液中的雙極性電極。鹵化鋅電池組中充電和放電的過(guò)程一般通過(guò)如鹵化鋅電解質(zhì)中zn2+/zn(s)和x-/x2氧化還原對(duì)的反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，其中x為鹵素(例如cl、br或i)。當(dāng)電池組充電時(shí)，進(jìn)行以下化學(xué)反應(yīng)：zn2++2e-→zn2x-→x2+2e-。相反，當(dāng)電池組放電時(shí)，進(jìn)行以下化學(xué)反應(yīng)：zn→zn2++2e-x2+2e-→2x-。另外，在一些電池組中，還可發(fā)生多鹵化物反應(yīng)。這些實(shí)例中的一些由以下描述：或?qū)τ趎≥3，以上描繪的多鹵化物反應(yīng)可包括例如br3等類鹵素之間的反應(yīng)，以及例如混合鹵素(例如br2cl)等非類鹵素之間的反應(yīng)。這些鹵化鋅蓄電池通常被配置于雙極性電化學(xué)電池組中，其中每個(gè)電極安置于鋅鹽電解質(zhì)水溶液中。然而，這些蓄電池因電解質(zhì)水溶液中溶解物質(zhì)的二次反應(yīng)而性能極低。舉例來(lái)說(shuō)，在溶液中，元素溴處于與形成多溴化物離子的溴離子的平衡中，其中m＝3、5或7。元素溴還具有增加的蒸氣壓，引起電池組中有危害的壓力。此外，當(dāng)鹵化鋅鹽水溶液電離時(shí)，鋅離子可以各種復(fù)雜離子和離子對(duì)的形式存在，此促進(jìn)鋅枝晶形成并增加電池組中自身放電的發(fā)生率。為了提高電池組中電解質(zhì)耐久性，添加鹵素螯合試劑(例如季銨鹽)；然而，這些螯合試劑具有降低的溶解性并在大量充電循環(huán)期間降低電解質(zhì)的穩(wěn)定性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種用于可充電的鹵化鋅蓄電池的電解質(zhì)水溶液，其具有提高的穩(wěn)定性和耐久性并提高鹵化鋅電池組性能。在一個(gè)方面中，所述電解質(zhì)包含約25wt％到約70wt％znbr2；約5wt％到約50wt％水；以及一或多種季銨試劑，其中所述電解質(zhì)包含約0.05wt％到約10wt％一或多種季銨試劑。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)進(jìn)一步包含約1wt％到約15wt％kbr；以及約5wt％到約20wt％kcl。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含約27wt％到約40wt％znbr2。舉例來(lái)說(shuō)，所述電解質(zhì)包含約28wt％到約37wt％znbr2。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含約1.5wt％到約7.5wt％zncl2。且在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含約30wt％到約45wt％水。舉例來(lái)說(shuō)，所述電解質(zhì)包含約35wt％到約41wt％水。在替代實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含約2wt％到約10wt％kbr。舉例來(lái)說(shuō)，所述電解質(zhì)包含約7.3wt％到約9.2wt％kbr。且在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含約7wt％到約17wt％kcl。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含約0.5wt％到約10wt％乙二醇二甲醚。且在一些實(shí)施例中，所述乙二醇二甲醚包含單乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、五乙二醇二甲醚、六乙二醇二甲醚或其任何組合。舉例來(lái)說(shuō)，所述電解質(zhì)包含約2wt％到約4wt％四乙二醇二甲醚。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含約0.5wt％到約2.5wt％選自dme-peg、二甲醚或其任何組合的醚。舉例來(lái)說(shuō)，所述電解質(zhì)包含dme-peg，且所述dme-peg具有約350amu到約3000amu的平均分子量。在其它實(shí)例中，所述dme-peg具有約1200amu到約3000amu的平均分子量。且在一些實(shí)施例中，所述dme-peg為dme-peg2000、dme-peg1000或其組合。在其它情況下，所述電解質(zhì)包含約1wt％到約2wt％dme-peg2000。且在一些情況下，所述電解質(zhì)包含約0.25wt％到約0.75wt％dme-peg1000。舉例來(lái)說(shuō)，所述電解質(zhì)包含約1wt％到約2wt％dme-peg2000和約0.25wt％到約0.75wt％dme-peg1000。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)進(jìn)一步包含約0.1wt％到約1.0wt％醇，其中所述醇基本上可互溶于水中。舉例來(lái)說(shuō)，所述醇包含c1-4醇。在其它實(shí)例中，所述醇包含甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、1-丁醇、仲丁醇、異丁醇、叔丁醇或其任何組合。舉例來(lái)說(shuō)，所述電解質(zhì)包含約0.25wt％到約0.75wt％叔丁醇。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含約0.5wt％到約5wt％c1-10二醇。在一些實(shí)例中，所述二醇包含乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、己二醇或其任何組合。且在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含約0.25wt％到約2.5wt％新戊二醇。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)進(jìn)一步包含約0.05wt％到約20wt％一或多種季銨試劑。且在一些實(shí)例中，所述一或多種季銨試劑包含選自由以下各物組成的群組的季銨試劑：氯化銨、溴化四乙基銨、溴化三甲基丙基銨、溴化n-甲基-n-甲基嗎啉鎓、溴化n-甲基-n-乙基嗎啉鎓(membr)、溴化1-乙基-1-甲基嗎啉鎓、溴化n-甲基-n-丁基嗎啉鎓、溴化n-甲基-n-乙基吡咯烷鎓、溴化n,n,n-三乙基-n-丙基銨、溴化n-乙基-n-丙基吡咯烷鎓、溴化n-丙基-n-丁基吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-丁基吡咯烷鎓、溴化1-甲基-1-丁基吡咯烷鎓、溴化n-乙基-n-(2-氯乙基)吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-己基吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-戊基吡咯烷鎓、溴化n-乙基-n-戊基吡咯烷鎓、溴化n-乙基-n-丁基吡咯烷鎓、二溴化三亞甲基-雙(n-甲基吡咯烷鎓)、溴化n-丁基-n-戊基吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-丙基吡咯烷鎓、溴化n-丙基-n-戊基吡咯烷鎓、溴化1-乙基-4-甲基吡啶鎓、溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓、溴化1-丁基-3-甲基吡啶鎓、溴化十六烷基三甲基銨和其任何組合。在一些實(shí)例中，季銨試劑包括溴化1-乙基-4-甲基吡啶鎓或溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓中的至少一者。在一些情況下，所述一或多種季銨試劑包含選自由以下各物組成的群組的季銨試劑：氯化銨、溴化四乙基銨、溴化三甲基丙基銨、溴化n-甲基-n-乙基嗎啉鎓(membr)、溴化1-乙基-1-甲基嗎啉鎓、溴化n-甲基-n-乙基吡咯烷鎓、溴化1-甲基-1-丁基吡咯烷鎓、溴化1-乙基-4-甲基吡啶鎓、溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓、溴化1-丁基-3-甲基吡啶鎓、溴化十六烷基三甲基銨和其任何組合。在一些實(shí)施例中，所述一或多種季銨試劑包含按電解質(zhì)重量計(jì)約3.5wt％到約4.5wt％溴化1-乙基-4-甲基吡啶鎓。在一些實(shí)施例中，所述一或多種季銨試劑包含按電解質(zhì)重量計(jì)約1wt％到約7wt％溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓。在一些實(shí)施例中，所述一或多種季銨試劑包含按電解質(zhì)重量計(jì)約1.5wt％到約2.5wt％溴化1-甲基-1-丁基吡咯烷鎓。在一些實(shí)施例中，所述一或多種季銨試劑包含按電解質(zhì)重量計(jì)約1.5wt％到約2.5wt％溴化1-丁基-3-甲基吡啶鎓。在一些實(shí)施例中，所述一或多種季銨試劑包含按電解質(zhì)重量計(jì)約1.5wt％到約5wt％溴化1-甲基-1-乙基嗎啉鎓。在一些實(shí)施例中，所述一或多種季銨試劑包含按電解質(zhì)重量計(jì)約0.5wt％到約1.5wt％溴化n-甲基-n-乙基嗎啉鎓(membr)。在一些實(shí)施例中，所述一或多種季銨試劑包含按電解質(zhì)重量計(jì)約14.5wt％到約16.5wt％溴化n-甲基-n-乙基吡咯烷鎓。在一些實(shí)施例中，所述一或多種季銨試劑包含按電解質(zhì)重量計(jì)約2wt％到約3wt％溴化三甲基丙基銨。在一些實(shí)施例中，所述一或多種季銨試劑包含按電解質(zhì)重量計(jì)約2wt％到約8wt％溴化四乙基銨。在一些實(shí)施例中，所述一或多種季銨試劑包含按電解質(zhì)重量計(jì)約0.05wt％到約0.2wt％溴化十六烷基三甲基銨。且在其它實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含按電解質(zhì)重量計(jì)小于1wt％的一或多種選自sn、in、ga、al、tl、bi、pb、sb、ag、mn或fe的添加劑。舉例來(lái)說(shuō)，所述一或多種添加劑選自約0.0008wt％到約0.0012wt％sncl2·h2o、約0.0008wt％到約0.0012wt％in和其組合。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含選自乙酸、硝酸及檸檬酸的酸或酸的共軛堿。舉例來(lái)說(shuō)，所述電解質(zhì)包含按電解質(zhì)重量計(jì)約0.3wt％到約0.6wt％乙酸。在另一個(gè)實(shí)例中，所述電解質(zhì)包含按電解質(zhì)重量計(jì)約0.12wt％到約0.08wt％硝酸。且在一些實(shí)例中，所述電解質(zhì)包含按電解質(zhì)重量計(jì)約3.5wt％到約4.5wt％檸檬酸。在替代實(shí)例中，所述電解質(zhì)包含按電解質(zhì)重量計(jì)約3.5wt％到約4.5wt％檸檬酸二氫鉀。在其它實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含按電解質(zhì)重量計(jì)約0.05wt％到約0.75wt％冠醚(例如18冠6、15冠5或其任何組合)。在一些情況下，所述電解質(zhì)包含按電解質(zhì)重量計(jì)約0.15wt％到約0.5wt％18-冠-6。在其它情況下，所述電解質(zhì)包含按電解質(zhì)重量計(jì)約0.05wt％到約0.2wt％15-冠-5。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種用于二次鹵化鋅電化學(xué)電池的電解質(zhì)，其包含按電解質(zhì)重量計(jì)約27wt％到約40wt％znbr2；約35wt％到約41wt％水；約7.3wt％到約9.2wt％kbr；約7wt％到約17wt％kcl；約0.3wt％到約0.6wt％乙酸；以及約2wt％到約8wt％溴化四乙基銨，其中這些重量百分比按電解質(zhì)重量計(jì)。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種用于二次鹵化鋅電化學(xué)電池的電解質(zhì)，其包含按電解質(zhì)重量計(jì)約27wt％到約40wt％znbr2；以及約1wt％到約10wt％溴化1-乙基-4-甲基吡啶鎓或約1wt％到約7wt％溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種用于二次鹵化鋅電化學(xué)電池的電解質(zhì)，其包含按電解質(zhì)重量計(jì)約27wt％到約40wt％znbr2；以及5ppm到約15ppmin、sn或兩者。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)進(jìn)一步包含溴化1-乙基-4-甲基吡啶鎓。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)進(jìn)一步包含按電解質(zhì)重量計(jì)約0.05wt％到約0.2wt％溴化十六烷基三乙基銨(ctab)。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含按電解質(zhì)重量計(jì)約3.5wt％到約4.5wt％檸檬酸單水合物。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含按電解質(zhì)重量計(jì)約3.5wt％到約4.5wt％檸檬酸二氫鉀單水合物。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種用于二次鹵化鋅電化學(xué)電池的電解質(zhì)，其包含按電解質(zhì)重量計(jì)約27wt％到約40wt％znbr2；約35wt％到約41wt％水、約7.3wt％到約9.2wt％kbr；約7wt％到約17wt％kcl；約0.15wt％到約0.5wt％18-冠-6；以及約0.05wt％到約0.2wt％溴化十六烷基三甲基銨，其中重量百分比按電解質(zhì)重量計(jì)。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含按電解質(zhì)重量計(jì)約2wt％到約8wt％溴化四乙基銨。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含按電解質(zhì)重量計(jì)約0.3wt％到約0.6wt％乙酸。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含約1wt％到約2wt％dme-peg2000。在一些實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含約0.25wt％到約0.75wt％dme-peg1000。在其它實(shí)施例中，所述電解質(zhì)包含約1wt％到約2wt％dme-peg2000和約0.25wt％到約0.75wt％dme-peg1000。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種制備用于二次鹵化鋅電化學(xué)電池的電解質(zhì)的方法，其包含將znbr2、kbr、kcl和一或多種季銨試劑在水性條件下混合以產(chǎn)生混合物并攪拌所述混合物，直到所述固體溶解或均勻分布于整個(gè)混合物中，其中所述混合物包含約27wt％到約40wt％znbr2；約7.3wt％到約9.2wt％kbr；約7wt％到約17wt％kcl；約0.05wt％到約20wt％一或多種季銨試劑；以及約35wt％到約41wt％水。附圖說(shuō)明當(dāng)參考隨附圖式閱讀以下具體實(shí)施方式時(shí)，將更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)勢(shì)。圖1展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電化學(xué)電池的分解圖。圖2a和2b分別為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的雙極性電極的前圖和側(cè)圖。圖3展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的雙極性電極的分解圖。圖4a展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的雙極性電極的正視圖。圖4b展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的雙極性電極的分解圖。圖5展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的具有噴沙區(qū)域的電極板的后表面的圖。圖6a和6b分別展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的陰極籠的前圖和側(cè)圖。圖7a和7b分別展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，陰極籠的正視圖和有孔穿過(guò)其的陰極籠材料的放大視圖。圖8展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，包括雙極性電極板的前表面(包括安裝在其上的陰極組合件)與第二電極板的后表面或末端終板的內(nèi)表面之間的界面的電化學(xué)電池一部分的橫截面圖。圖9展示適用作根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的陰極的碳材料的前、側(cè)和頂部透視圖。圖10說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，相對(duì)于z軸和x軸，雙極性電極板與陰極籠的三維形狀型態(tài)之間的間距的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖11說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，相對(duì)于z軸和y軸，雙極性電極板與陰極籠的三維形狀型態(tài)之間的間距的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖12展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的末端組合件的透視圖。圖13展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，包含末端終板和具有與終板接合的基本上橢圓邊緣的導(dǎo)電杯狀構(gòu)件的雙極性電池組的末端組合件的頂部透視圖。圖14展示圖13的末端組合件的終板的俯視圖，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其具有包含由導(dǎo)電杯狀構(gòu)件的邊緣密封的第一表面區(qū)域和由邊緣外圍和電化學(xué)活性區(qū)域的周圍邊緣界定的剩余第二表面的電化學(xué)活性區(qū)域。圖15為沿圖13的線17-17獲取的橫截面圖，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其展示導(dǎo)電杯狀構(gòu)件和由邊緣外圍和電化學(xué)活性區(qū)域的周圍邊緣界定的剩余第二表面。圖16為圖13的末端組合件的頂部透視圖，其展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的雙極性終板和包含基本上圓形邊緣的導(dǎo)電杯狀構(gòu)件。圖17為沿圖13的線15-15獲取的橫截面圖，其展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，末端組合件進(jìn)一步包含在與導(dǎo)電杯狀構(gòu)件相對(duì)的側(cè)面上與末端終板的第二表面相對(duì)并容納末端終板的第二表面的框架構(gòu)件。圖18為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在壓板之間具有雙極性電極和框架構(gòu)件的包含陰極末端和陽(yáng)極末端的電池組堆的側(cè)視圖。圖19為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在電池組模塊的對(duì)應(yīng)近端和遠(yuǎn)端包含一對(duì)末端組合件的電池組堆的頂部透視圖。圖20為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的圖18電池組堆的分解圖。圖21展示用于圖20的電池組模塊的密封件的正視圖和所述密封件的橫截面圖。圖22展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，圖18電池組堆的陰極末端和陽(yáng)極末端的壓縮板的頂部透視圖。圖23展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，用于圖18電池組堆的框架的正視圖和側(cè)視圖。圖24展示在若干充電循環(huán)期間根據(jù)放電能量，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電池組堆的代表性行為。圖25a和25b展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電池組模塊的代表性行為。圖25a展示運(yùn)行時(shí)間相對(duì)于電池組平均放電功率的曲線圖。圖25b展示能量效率相對(duì)于電池組平均放電功率的曲線圖。圖26展示根據(jù)放電能量相對(duì)于平均放電功率，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電池組的代表性行為。圖27a和27b展示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電池組模塊的代表性行為。圖27a展示在若干充電循環(huán)期間電池組的能量效率。圖27b展示在若干充電循環(huán)期間電池組的放電運(yùn)行時(shí)間。圖28展示根據(jù)采用本發(fā)明的電解質(zhì)和公開文獻(xiàn)中報(bào)導(dǎo)的電解質(zhì)的測(cè)試電池中能量作為充電循環(huán)函數(shù)的曲線圖，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電解質(zhì)的代表性行為。圖29a展示根據(jù)采用本發(fā)明的電解質(zhì)和公開文獻(xiàn)中報(bào)導(dǎo)的電解質(zhì)的測(cè)試電池中電容作為充電循環(huán)函數(shù)的曲線圖，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電解質(zhì)的代表性行為。圖29b展示根據(jù)采用本發(fā)明的電解質(zhì)和公開文獻(xiàn)中報(bào)導(dǎo)的電解質(zhì)的測(cè)試電池中電位作為充電循環(huán)函數(shù)的曲線圖，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的電解質(zhì)的代表性行為。圖30a和30b為鍍覆在電極板的背表面上的鋅金屬的相片，其中對(duì)應(yīng)陰極籠具有未調(diào)變的孔圖案。圖31a、31b和31c為鍍覆在電極板的背表面上的鋅金屬的相片，其中對(duì)應(yīng)陰極籠具有調(diào)變的孔圖案。圖32展示根據(jù)功率(在還原br2的限制電流下的最大功率)作為穩(wěn)定性(在60℃下7天后ph值的改變)的函數(shù)，各種溴絡(luò)合劑的代表性行為。圖33展示根據(jù)對(duì)數(shù)電流作為電壓函數(shù)，各種乙基甲基吡啶鎓的溴活性的比較。圖34展示根據(jù)功率(在還原br2的限制電流下的最大功率)作為穩(wěn)定性(在60℃下7天后ph值的改變)的函數(shù)，不同聚醚作為溴絡(luò)合劑的比較。圖35為被組裝成包括來(lái)自實(shí)例編號(hào)1的電解質(zhì)配方的本發(fā)明的電化學(xué)電池的放電容量(mah)對(duì)比充電循環(huán)次數(shù)的曲線圖。圖36為被組裝成包括來(lái)自實(shí)例編號(hào)1的電解質(zhì)配方的本發(fā)明的電化學(xué)電池的庫(kù)倫效率(％)對(duì)比充電循環(huán)次數(shù)的曲線圖。圖37為被組裝成包括來(lái)自實(shí)例編號(hào)1的電解質(zhì)配方的本發(fā)明的電化學(xué)電池的運(yùn)行時(shí)間(hrs)對(duì)比充電循環(huán)次數(shù)的曲線圖。圖38為被組裝成包括來(lái)自實(shí)例編號(hào)1的電解質(zhì)配方的本發(fā)明的電化學(xué)電池的能量效率(％)對(duì)比充電循環(huán)次數(shù)的曲線圖。圖39為被組裝成包括來(lái)自實(shí)例編號(hào)5的電解質(zhì)配方的本發(fā)明的電池組堆的循環(huán)伏安法測(cè)量的曲線圖。所述圖以實(shí)例方式提供且不意圖限制本發(fā)明的范圍。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供了用于二次，即可再充電鹵化鋅蓄電池(例如雙極性流動(dòng)或不流動(dòng)電池組)的電解質(zhì)。i.定義如本文所用，術(shù)語(yǔ)“電化學(xué)電池”或“電池”可互換使用，是指能夠從化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能或通過(guò)引入電能促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的裝置。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“電池組”涵蓋包含至少一個(gè)電化學(xué)電池的電儲(chǔ)存裝置?！岸坞姵亍笨稍俪潆?，而“原電池組”不可再充電。對(duì)于本發(fā)明的二次電池，電池組陽(yáng)極在放電期間稱為正電極并在充電期間稱為負(fù)電極。如本文所用，“電解質(zhì)”是指行為如同導(dǎo)電介質(zhì)的物質(zhì)。舉例來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)促進(jìn)電子和陽(yáng)離子在電池中移動(dòng)。電解質(zhì)包括例如金屬鹵化物鹽(例如znbr2、zncl2等等)的水溶液等物質(zhì)混合物。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“電極”是指用于接觸電路的非金屬部分(例如半導(dǎo)體、電解質(zhì)或真空)的電導(dǎo)體。電極也可指陽(yáng)極或陰極。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“陽(yáng)極”是指電池組中在放電階段期間電子從其中流出的負(fù)電極。陽(yáng)極也是在放電階段期間進(jìn)行化學(xué)氧化的電極。然而，在二次或可再充電電池中，陽(yáng)極為在電池充電階段期間進(jìn)行化學(xué)還原的電極。陽(yáng)極由導(dǎo)電或半導(dǎo)材料形成，例如金屬(例如鈦或tic涂布鈦)、金屬氧化物、金屬合金、金屬?gòu)?fù)合物、半導(dǎo)體等等。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“陰極”是指電池組中在放電階段期間電子流至其中的正電極。陰極也是在放電階段期間進(jìn)行化學(xué)還原的電極。然而，在二次或可再充電電池中，陰極為在電池充電階段期間進(jìn)行化學(xué)氧化的電極。陰極由導(dǎo)電或半導(dǎo)材料形成，例如金屬、金屬氧化物、金屬合金、金屬?gòu)?fù)合物、半導(dǎo)體等等。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“雙極性電極”是指充當(dāng)一個(gè)電池的陽(yáng)極和另一個(gè)電池的陰極的電極。舉例來(lái)說(shuō)，在電池組堆中，雙極性電極充當(dāng)一個(gè)電池中的陽(yáng)極并充當(dāng)緊鄰電池中的陰極。在一些實(shí)例中，雙極性電極包含兩個(gè)表面-陰極表面和陽(yáng)極表面，其中兩個(gè)表面由導(dǎo)電材料連接。舉例來(lái)說(shuō)，雙極性電極板可具有相對(duì)表面，其中一個(gè)表面為陽(yáng)極表面，另一表面為陰極表面，且導(dǎo)電材料為相對(duì)表面之間的板厚度。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“鹵化物”是指鹵素與負(fù)電性小于鹵素(或正電性更大)的另一元素或自由基的二元化合物，形成氟化物、氯化物、溴化物、碘化物或砹化物。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“鹵素”是指占據(jù)周期表第viia(17)族的元素氟、氯、溴、碘和砹中的任一者。鹵素為與氫形成強(qiáng)酸性化合物的反應(yīng)性非金屬元素，由此可制得簡(jiǎn)單鹽。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“陰離子”是指具有一或多個(gè)永久性負(fù)電荷的任何化學(xué)實(shí)體。陰離子的實(shí)例包括(但不限于)氟離子、氯離子、溴離子、碘離子、砷酸根、磷酸根、亞砷酸根、磷酸氫根、磷酸二氫根、硫酸根、硝酸根、硫酸氫根、亞硝酸根、硫代硫酸根、亞硫酸根、過(guò)氯酸根、碘酸根、氯酸根、溴酸根、亞氯酸根、次氯酸根、次溴酸根、碳酸根、鉻酸根、碳酸氫根(碳酸氫根)、重鉻酸根、乙酸根、甲酸根、氰化物、酰胺、氰酸根、過(guò)氧化物、硫代氰酸根、乙二酸根、氫氧根和過(guò)錳酸根。如本文所用，“乙二醇二甲醚”是指醚(例如二醇醚)。實(shí)例包括(但不限于)單乙二醇二甲醚(即1,2-二甲氧基乙烷)、二乙二醇二甲醚(即雙(2-甲氧基乙基)醚、四乙二醇二甲醚(即四乙二醇二甲醚)、五乙二醇二甲醚、六乙二醇二甲醚、七乙二醇二甲醚或其任何組合。如本文所用，“鈦材料”可包括但不限于鈦(任何氧化態(tài))、tic、tic合金(例如ticxm，其中x為0、1、2、3或4且m為金屬)、鈦碳?xì)浠?、非化學(xué)計(jì)量的鈦-碳化合物和其組合。如本文所用，“碳化鈦”可與“碳化鈦材料”互換使用，且包括(但不限于)tic、tic合金(例如ticxm，其中x為0、1、2、3或4且m為金屬)、鈦碳?xì)浠?、非化學(xué)計(jì)量的鈦-碳化合物和其組合。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“鋅金屬”是指元素鋅，通常也稱為zn(0)或zn0。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“二甲醚聚(乙二醇)”和其縮寫“dme-peg”可互換使用，是指具有結(jié)構(gòu)的聚合物，其中n為整數(shù)。dme-peg1000是指具有約1000數(shù)目平均分子量(mn)的dme-peg聚合物，且dme-peg2000是指具有約2000數(shù)目平均分子量(mn)的dme-peg聚合物。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“二甲醚”是指具有式ch3och3的有機(jī)化合物。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“醇”是指分子含有一或多個(gè)附接于碳原子的羥基的任何有機(jī)化合物。醇的實(shí)例包括甲醇、乙醇、1-丙醇(即正丙醇)、2-丙醇(即異丙醇)、1-丁醇(即正丁醇)、仲丁醇、異丁醇、叔丁醇、1-戊醇或其任何組合。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“羥基”是指-oh基團(tuán)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“二醇”是指屬于醇家族的一類有機(jī)化合物的任一者。在二醇分子中，兩個(gè)羥基(-oh)附接于不同碳原子。二醇的實(shí)例包括c1-10二醇，包括乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、己二醇或其任何組合。二醇的其它實(shí)例包括經(jīng)取代的乙二醇和經(jīng)取代的丙二醇。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“重量百分比”和其縮寫“wt％”可互換使用，是指100乘以一或多種組分的質(zhì)量除以含有所述組分的混合物或產(chǎn)物的總質(zhì)量的商的乘積：wt％＝100％×(組分質(zhì)量/總質(zhì)量)當(dāng)提及電解質(zhì)的組分或成分的濃度時(shí)，如本文所述，重量％是基于電解質(zhì)總重量。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“季銨試劑”是指包含季氮原子的任何化合物、鹽或物質(zhì)。舉例來(lái)說(shuō)，季銨試劑包括鹵化銨(例如nh4br、nh4cl或其任何組合)、鹵化四烷基銨(例如溴化四甲基銨、氯化四甲基銨、溴化四乙基銨、氯化四乙基銨、其組合等等)、鹵化雜環(huán)銨(例如鹵化n-甲基-n-乙基吡咯烷鎓、鹵化n-乙基-n-甲基吡咯烷鎓、其組合等等)或其任何組合。關(guān)于季氮原子的取代基，鹵化四烷基銨可經(jīng)對(duì)稱取代或不對(duì)稱取代。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“溴化銨絡(luò)合劑”是指其中季氮原子不為咪唑鎓、吡啶鎓、吡咯烷鎓、嗎啉鎓或鏻部分的一部分的包含季氮原子的任何化合物、鹽或物質(zhì)。溴化銨絡(luò)合劑的實(shí)例包括：溴化四乙基銨、溴化三甲基丙基銨、溴化十二烷基三甲基銨、溴化十六烷基三乙基銨和溴化己基三甲基銨。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“溴化咪唑鎓絡(luò)合劑”是指其中季氮原子為咪唑鎓部分的一部分的包含季氮原子的任何化合物、鹽或物質(zhì)。溴化咪唑鎓絡(luò)合劑的實(shí)例包括溴化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、溴化1-丁基-3-甲基咪唑鎓、溴化1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓、溴化1-癸基-3-甲基咪唑鎓、溴化1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓、溴化1-甲基-3-辛基咪唑鎓和溴化1-甲基-3-己基咪唑鎓。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“溴化吡啶鎓絡(luò)合劑”是指其中季氮原子為吡啶鎓部分的一部分的包含季氮原子的任何化合物、鹽或物質(zhì)。溴化吡啶鎓絡(luò)合劑的實(shí)例包括溴化1-乙基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓、溴化1-丁基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-丁基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-丁基-4-甲基吡啶鎓和溴化1-己基吡啶鎓。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“溴化吡咯烷鎓絡(luò)合劑”是指其中季氮原子為吡咯烷鎓部分的一部分的包含季氮原子的任何化合物、鹽或物質(zhì)。溴化吡咯烷鎓絡(luò)合劑的一實(shí)例為溴化1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“溴化嗎啉鎓絡(luò)合劑”是指其中季氮原子為嗎啉鎓部分的一部分的包含季氮原子的任何化合物、鹽或物質(zhì)。溴化嗎啉鎓絡(luò)合劑的一實(shí)例為溴化n-乙基-n-甲基嗎啉鎓。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“溴化鏻絡(luò)合劑”是指包含季鏻原子的任何化合物、鹽或物質(zhì)。溴化鏻絡(luò)合劑的一實(shí)例為溴化四乙基鏻。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“冠醚”是指由含有至少三個(gè)醚基的環(huán)組成的環(huán)狀化合物。冠醚的實(shí)例包括12-冠-4、15-冠-5、18-冠-6、二苯并-18-冠-6和二氮雜-18-冠-6。如本文所用，“烷基”是指含有1-20(例如1-16、1-12、1-8、1-6或1-4)個(gè)碳原子的飽和脂肪族烴基。烷基可為直鏈或分支鏈。烷基的實(shí)例包括(但不限于)甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、十二烷基和十六烷基。如本文所用，單獨(dú)或作為如“芳烷基”、“芳烷氧基”或“芳氧基烷基”中較大部分的一部分使用的“芳基”是指單環(huán)(例如苯基)；雙環(huán)(例如茚基、萘基、四氫萘基、四氫茚基)；三環(huán)(例如芴基、四氫芴基、蒽基或四氫蒽基)；或具有3個(gè)環(huán)的苯并稠合基團(tuán)。舉例來(lái)說(shuō)，苯并稠合基團(tuán)包括與兩個(gè)或兩個(gè)以上c4-8碳環(huán)部分稠合的苯基。芳基任選經(jīng)一或多個(gè)包括以下各基的取代基取代：脂肪族基(例如烷基、烯基或炔基)；環(huán)烷基；(環(huán)烷基)烷基；雜環(huán)烷基；(雜環(huán)烷基)烷基；芳基；雜芳基；烷氧基；環(huán)烷基氧基；雜環(huán)烷氧基；芳氧基；雜芳氧基；芳烷氧基；雜芳烷氧基；芳酰基；雜芳酰基；氨基；氨基烷基；硝基；羧基；羰基(例如烷氧羰基、烷基羰基、氨基羰基、(烷氨基)烷氨基羰基、芳基氨基羰基、雜芳基氨基羰基；或磺?；驶?；芳基烷基羰基氧基；磺酰基(例如烷基磺?；虬被酋；?；亞砜基(例如烷基亞磺?；?；硫基(例如烷基硫基)；氰基；鹵基；羥基；?；粠€基；硫氧基；脲；硫脲；胺磺酰基；硫酰胺；氧代基；或胺甲?；；蛘?，芳基可未經(jīng)取代。經(jīng)取代的芳基的實(shí)例包括鹵芳基、烷氧基羰基芳基、烷基氨基烷基氨基羰基芳基、對(duì),間-二鹵芳基、對(duì)氨基-對(duì)烷氧基羰基芳基、間氨基-間氰基芳基、氨基芳基、烷基羰基氨基芳基、氰基烷基芳基、烷氧基芳基、氨基磺?；蓟?、烷基磺酰基芳基、氨基芳基、對(duì)鹵-間氨基芳基、氰基芳基、羥基烷基芳基、烷氧基烷基芳基、羥基芳基、羧基烷基芳基、二烷基氨基烷基芳基、間雜環(huán)脂肪族基-鄰?fù)榛蓟?、雜芳基氨基羰基芳基、硝基烷基芳基、烷基磺?；被榛蓟㈦s環(huán)脂肪族基羰基芳基、烷基磺酰基烷基芳基、氰基烷基芳基、雜環(huán)脂肪族基羰基芳基、烷基羰基氨基芳基、羥基烷基芳基、烷基羰基芳基、氨基羰基芳基、烷基磺?；被蓟⒍榛被蓟?、烷基芳基和三鹵烷基芳基。如本文所用，“芳烷基”是指經(jīng)芳基取代的烷基(例如c1-4烷基)。本文定義“烷基”與“芳基”。芳烷基的一個(gè)實(shí)例為苯甲基?！半s芳烷基”是指經(jīng)雜芳基取代的烷基。如本文所用，“環(huán)烷基”是指具有3-10(例如5-10)個(gè)碳原子的飽和碳環(huán)單環(huán)、雙環(huán)或三環(huán)或多環(huán)(稠合或橋接)環(huán)。單環(huán)環(huán)烷基的實(shí)例包括不限于環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基等等。雙環(huán)環(huán)烷基的實(shí)例包括不限于八氫-茚基、十氫-萘基、雙環(huán)[3.2.1]辛基、雙環(huán)[2.2.2]辛基、雙環(huán)[3.3.1]壬基、雙環(huán)[3.3.2.]癸基、雙環(huán)[2.2.2]辛基、雙環(huán)[2.2.1]庚基、雙環(huán)[3.1.1]庚基等等。多環(huán)基團(tuán)包括不限于金剛烷基、立方烷基、降冰片烷基等等。環(huán)烷基環(huán)在任何化學(xué)可用環(huán)位置可任選經(jīng)取代。如本文所用，“雜環(huán)烷基”是指3至10員單環(huán)或雙環(huán)(稠合或橋接)(例如5至10員單環(huán)或雙環(huán))飽和環(huán)結(jié)構(gòu)，其中一或多個(gè)環(huán)原子為雜原子(例如n、o、s或其組合)。雜環(huán)烷基的實(shí)例包括任選經(jīng)取代的哌啶基、哌嗪基、四氫吡喃基、四氫呋喃基、1,4-二氧戊環(huán)基、1,4-二噻烷基、1,3-二氧戊環(huán)基、噁唑烷基、異噁唑烷基、嗎啉基、硫嗎啉基、八氫-苯并呋喃基、八氫-色烯基、八氫-硫色烯基、八氫-吲哚基、八氫-吡啶基、十氫-喹啉基、八氫-苯并[b]噻吩基、2-氧雜-雙環(huán)[2.2.2]辛基、1-氮雜-雙環(huán)[2.2.2]辛基、3-氮雜-雙環(huán)[3.2.1]辛基、2,6-二氧雜-三環(huán)[3.3.1.03,7]壬基、莨菪烷。單環(huán)雜環(huán)烷基可與苯基部分稠合，例如四氫異喹啉。雜環(huán)烷基環(huán)結(jié)構(gòu)可在環(huán)上任何化學(xué)上可用位置任選經(jīng)取代。如本文所用，“雜芳基”是指具有4至15個(gè)環(huán)原子的單環(huán)、雙環(huán)或三環(huán)環(huán)結(jié)構(gòu)，其中一或多個(gè)環(huán)原子為雜原子(例如n、o、s或其組合)且其中雙環(huán)或三環(huán)環(huán)結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)環(huán)為芳香族。雜芳基包括具有2至3個(gè)環(huán)的苯并稠合環(huán)系統(tǒng)。舉例來(lái)說(shuō)，苯并稠合基團(tuán)包括與一或兩個(gè)c4-8雜環(huán)部分稠合的苯并基團(tuán)(例如吲哚嗪基、吲哚基、異吲哚基、3h-吲哚基、吲哚啉基、苯并[b]呋喃基、苯并[b]噻吩基、喹啉基或異喹啉基)。雜芳基的一些實(shí)例為氮雜環(huán)丁烷基、吡啶基、1h-吲唑基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、噻唑基、噁唑基、咪唑基、四唑基、苯并呋喃基、異喹啉基、苯并噻唑基、二苯并吡喃、硫代二苯并吡喃、吩噻嗪、二氫吲哚、苯并[1,3]間二氧雜環(huán)戊烯、苯并[b]呋喃基、苯并[b]噻吩基、吲唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、嘌呤基、噌啉基、喹啉基、喹唑啉基、噌啉基、酞嗪基、喹唑啉基、喹喔啉基、異喹啉基、4h-喹嗪基、苯并-1,2,5-噻二唑基或1,8-萘啶基。ii.電化學(xué)電池和電池組堆參看圖1-23，在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了靜態(tài)(不流動(dòng))雙極性鹵化鋅可再充電電化學(xué)電池100和此類電池的電池組堆1000。a.雙極性電化學(xué)電池本發(fā)明的雙極性電化學(xué)電池100包含雙極性電極102、末端組合件104和鹵化鋅電解質(zhì)。1.雙極性電極本發(fā)明的雙極性電極102、102'包含具有前表面212和后表面214的雙極性電極板208，其中陰極組合件202貼附到雙極性電極板的前表面，使得陰極組合件與至少雙極性電極板208的前表面電連通。本發(fā)明的雙極性電極102被配置成用于將鋅金屬鍍覆在陽(yáng)極電極表面(例如相鄰雙極性電極的后表面或末端陽(yáng)極組合件的終板的內(nèi)表面)上并在電化學(xué)電池充電期間產(chǎn)生可逆地螯合在陰極組合件中的鹵化物或混合鹵化物物質(zhì)。相反，這些電極被配置成用于在電化學(xué)電池放電期間氧化鍍覆的鋅金屬，從而產(chǎn)生zn2+陽(yáng)離子并將鹵化物或混合鹵化物物質(zhì)還原成其對(duì)應(yīng)陰離子。a.雙極性電極板本發(fā)明的雙極性電極板208、208'包含前表面212和后表面214。陰極組合件位于雙極性電極板208的前表面212(例如陰極表面)上。在一些實(shí)施例中，雙極性電極板包含相對(duì)于用于電化學(xué)電池或電池組堆中的鹵化鋅電解質(zhì)呈惰性的導(dǎo)電材料。在一些實(shí)施例中，雙極性電極板208包含鈦材料(例如鈦或三氧化鈦)。在一些情況下，雙極性電極板208進(jìn)一步包含覆蓋前表面212的至少一部分、后表面214的至少一部分或兩個(gè)表面的至少一部分的涂層或膜。在其它實(shí)施例中，雙極性電極板包含用碳化鈦材料涂布的鈦材料。在這些實(shí)施例中，前表面212的至少一部分、后表面214的至少一部分或兩個(gè)表面的至少一部分用碳化鈦材料涂布。在一些實(shí)施例中，雙極性電極板包含導(dǎo)電碳材料(例如石墨板)。在一些情況下，雙極性電極板包含用碳化鈦材料涂布的石墨板。在這些實(shí)施例中，前表面212、后表面214的至少一部分或這些表面中任一者的至少一部分用碳化鈦材料涂布。本發(fā)明的雙極性電極板任選在雙極性電極板的前表面212上包含凹入部分215。在一些實(shí)施例中，雙極性電極板在雙極性電極板的前表面212上包含凹入部分215。在這些實(shí)施例中的一些中，凹入部分215的外圍邊緣基本上由陰極組合件202的陰極籠216的凸緣220的最外邊緣界定，使得當(dāng)組裝雙極性電極時(shí)陰極組合件至少部分配合在凹入部分215內(nèi)。在其它實(shí)施例中，凹入部分的外圍邊緣至少部分在陰極組合件202的陰極籠216的凸緣220的最外邊緣內(nèi)。在這些實(shí)施例中的一些中，凹入部分可由套在陰極組合件202的陰極籠216內(nèi)的碳材料224的最外邊緣界定，使得當(dāng)組裝雙極性電極102時(shí)碳材料224至少部分配合在雙極性電極板的凹入部分215內(nèi)。且在某些替代實(shí)施例中，雙極性電極板的前表面212缺乏凹入部分，使得表面至少基本上平坦。本發(fā)明的雙極性電極板可任選在板外周204或其附近包含一或多個(gè)通孔。參看圖2a-4，在一些實(shí)施例中，雙極性電極板在板外周204或其附近包含一或多個(gè)通孔206、210，其可用于將電化學(xué)電池填充液體電解質(zhì)或可用于將電極板在電池組堆中對(duì)準(zhǔn)。雙極性電極板可通過(guò)沖壓或其它適合工藝形成。前表面212的一部分、后表面214的一部分或兩個(gè)表面的部分可任選進(jìn)行表面處理(例如涂布或其類似處理)以增強(qiáng)電池或電池組堆的電化學(xué)特性。雙極性電極板的后表面可包括與電池或電池組堆充電時(shí)鋅金屬層的形成相關(guān)或由其界定的電化學(xué)活性區(qū)域。在一些實(shí)施例中，電極板的后表面可在電化學(xué)活性區(qū)域內(nèi)噴沙或以其它方式進(jìn)行處理。在其它實(shí)施例中，前表面也可在與由陰極組合件密封的區(qū)域相關(guān)的電化學(xué)活性區(qū)域內(nèi)噴沙。舉例來(lái)說(shuō)，在一些實(shí)施例中，對(duì)后表面的至少一部分、前表面的至少一部分或兩個(gè)表面的至少部分進(jìn)行處理(例如噴沙)以得到粗糙表面。在一些情況下，對(duì)雙極性電極板的后表面的至少一部分進(jìn)行處理(例如噴沙)以得到粗糙表面。在一些情況下，進(jìn)行處理以得到粗糙表面的后表面的區(qū)域基本上由貼附到電極板的前表面的陰極組合件的外周界定。b.陰極組合件本發(fā)明的電化學(xué)電池和電池組堆包含至少一個(gè)陰極組合件202，其中陰極組合件由陰極籠216、碳材料224和隔板222形成。i.陰極籠陰極籠216包含袋形部分218和凸緣220且在凸緣220安置于雙極性電極板的前表面212、212'或末端終板的內(nèi)表面316上。參看圖6a和6b，說(shuō)明陰極籠216的正視圖(圖6a)和側(cè)視圖(圖6b)。陰極籠216包括由長(zhǎng)度x1和寬度y1界定的整個(gè)區(qū)域，其包括凸緣220。為形成凸緣，將平坦金屬片安設(shè)在成型機(jī)中以在平坦薄片的四個(gè)邊緣中的每一者上按壓凸緣。在一些實(shí)施方案中，平坦金屬片包含鈦或碳化鈦材料。在一些實(shí)施例中，陰極籠進(jìn)一步在籠拐角處包含狹槽。這些狹槽可通過(guò)激光切割形成。陰極籠216包括由長(zhǎng)度x2和寬度y2界定的對(duì)應(yīng)于袋形部分218的減小區(qū)域。因此，x1大于x2且y1大于y2。在所示實(shí)例中，凸緣220相對(duì)于袋形部分218平坦彎曲，指示x1/x2和y1/y2尺寸和袋形部分的深度。在一些實(shí)施例中，由x2和y2界定的區(qū)域指示其中形成多個(gè)孔227的蝕刻區(qū)域。長(zhǎng)度x1/x2和寬度y1/y2可基于電化學(xué)電池100或電池組堆1000的操作要求變化。在一些實(shí)施例中，凸緣220包括與雙極性電極板的前表面212相鄰并接觸的表面且袋形部分218的深度在遠(yuǎn)離電極板的前表面的方向上從凸緣延伸。陰極籠的袋形部分218與電極板的前表面協(xié)同操作以形成其中隔板222和碳材料224所位于的腔室。在這些實(shí)施例中的一些中，陰極籠在其凸緣通過(guò)焊合、使用膠粘劑、使用機(jī)械扣件或其任何組合安置于電極板的前表面上。陰極籠由對(duì)電化學(xué)電池或電池組堆的電解質(zhì)基本上惰性的金屬或金屬合金形成。在一些實(shí)施例中，陰極籠由鈦材料(例如鈦或三氧化鈦)沖壓。在其它實(shí)施例中，陰極籠包含用碳化鈦材料涂布的鈦材料。在一些實(shí)施例中，陰極籠的袋形部分進(jìn)行化學(xué)蝕刻以形成多個(gè)間隔孔227。在一些實(shí)施例中，對(duì)孔大小進(jìn)行設(shè)定并間隔開以形成通過(guò)補(bǔ)償在電化學(xué)電池操作(例如充電或放電)期間發(fā)生的陰極籠的袋形部分的變形或彎曲，增加電流和/或電荷跨越陰極籠分布的均勻性的孔圖案(例如調(diào)變孔圖案)。圖7a說(shuō)明由圖6a描繪的陰極籠216的正視圖，其包括通過(guò)化學(xué)蝕刻，穿過(guò)袋形部分218的化學(xué)蝕刻表面形成的多個(gè)孔227。圖7b為由圖7a說(shuō)明的部分的詳細(xì)視圖，其展示多個(gè)孔227的分布?；瘜W(xué)蝕刻工藝是消除待去除以形成多個(gè)孔227的固體材料的消減制造工藝。在化學(xué)蝕刻工藝第一步期間，陰極籠216開始呈平坦金屬片，使用剪切力切割其，以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于x1和y1的尺寸。隨后，可清洗金屬片并在熱輥層壓機(jī)中用干膜防焊罩涂布，接著在黑暗環(huán)境中冷卻。接著保護(hù)膜可施加在真空暴露單元內(nèi)以暴露金屬片。在一些實(shí)例中，暴露量值可使用步進(jìn)指示物測(cè)量，且當(dāng)實(shí)現(xiàn)所需量值的暴露時(shí)測(cè)定暴露。隨后，金屬片穿過(guò)顯影劑，以去除保護(hù)膜，同時(shí)顯影劑中的消除清潔劑施加到金屬片以去除不必要的未暴露抗蝕劑。接著金屬片可放入鍋爐托架中并在預(yù)定溫度下烘烤預(yù)定時(shí)段。舉例來(lái)說(shuō)，烘烤溫度可為約250℉，歷時(shí)約60分鐘。烘烤循環(huán)后，每個(gè)金屬片經(jīng)空氣冷卻，且化學(xué)蝕刻裝置按程序規(guī)范所需蝕刻區(qū)域，例如由x2和y2界定的區(qū)域，且經(jīng)烘烤和冷卻的金屬片穿過(guò)化學(xué)蝕刻裝置以去除不必要材料，從而形成孔227?，F(xiàn)參看圖7b，多個(gè)孔227間隔開并以一定圖案沿行分布。在一些實(shí)施例中，圖案為交替重復(fù)圖案。在一些實(shí)施例中，對(duì)圖案進(jìn)行選擇以允許在電化學(xué)電池或電池組堆充電期間在陰極籠彎曲和變形存在下電流跨越陰極籠216均勻分布。還參看圖30a-31c，給陰極籠提供根據(jù)本發(fā)明的孔圖案增強(qiáng)了電荷和/或電流的均勻分布，使得鋅金屬在電荷循環(huán)期間在雙極性電極板的陽(yáng)極表面(例如雙極性電極板的后表面214，或終板的內(nèi)表面318，或兩個(gè)表面)更均勻地鍍覆。同樣，還可增強(qiáng)在陰極籠216或其附近，溴與溴陰離子之間的轉(zhuǎn)化。在一些實(shí)施例中，基于當(dāng)電化學(xué)電池或電池組堆進(jìn)行充電和放電時(shí)產(chǎn)生陰極籠和雙極性電極的彎曲或變形的量，可選擇在x方向上沿行的多個(gè)孔227的每個(gè)孔之間的間距、在y方向上交替行之間的間距和孔的直徑以實(shí)現(xiàn)電荷和/或電流跨越陰極籠216的基本上均勻分布。在一些實(shí)施方案中，x和y每個(gè)方向上x和y孔位置的分布(例如間距)是基于陰極籠216的標(biāo)稱孔面積和推薦網(wǎng)長(zhǎng)度。袋形部分218的表面的厚度可規(guī)定標(biāo)稱孔面積和推薦網(wǎng)長(zhǎng)度的尺寸。在一些實(shí)例中，沿行的相鄰多個(gè)孔227的中心在x方向上相隔約0.067cm，且每?jī)尚性趛方向上相隔約0.152cm。如以下更詳細(xì)描述，陰極籠216和雙極性電極板208、208'或末端終板302將在每個(gè)部分在離周邊更遠(yuǎn)的區(qū)域從平坦彎曲更大距離，使得在中心區(qū)域，相對(duì)于靠近周邊的外部區(qū)域，陽(yáng)極與陰極電極之間的間距更短。一般來(lái)說(shuō)，因?yàn)殛?yáng)極與陰極電極之間的間距減小，所以對(duì)應(yīng)x和y孔位置的所計(jì)算的孔直徑將增加。在一些實(shí)施例中，在沿陰極籠的蝕刻區(qū)域(例如由x2和y2界定的區(qū)域)的多個(gè)均勻分布的x和y孔位置中的每一者上，計(jì)算電極之間(例如陰極籠216與后表面214或雙極性電極板208、208'、302的內(nèi)表面318之間)的間距。x-y起點(diǎn)可包括其中x和y軸相交的圖7b中所展示的袋形部分218的左下界限。此后，可基于x和y位置中的每一者上陰極與陽(yáng)極電極之間的所計(jì)算的間距、電極之間的預(yù)定最小間距和標(biāo)稱孔面積，計(jì)算多個(gè)孔227中每一者的孔面積。在一些實(shí)施例中，多個(gè)孔227的數(shù)目可進(jìn)一步基于陰極籠216的袋形部分218的表面的厚度。在一些實(shí)例中，預(yù)定最小間距為約7.45mm且標(biāo)稱孔面積為約1.08mm2。在一些實(shí)施方案中，使用以下擬合等式，計(jì)算沿蝕刻區(qū)域的多個(gè)x和y位置中的每一者上陽(yáng)極與陰極電極之間的間距：f＝y(tǒng)0+a*x+b*y+c*x2+d*y2[1]等式[1]的擬合等式的系數(shù)可通過(guò)針對(duì)每個(gè)陰極籠216以及每個(gè)雙極性電極的電極板208'或末端終板302，測(cè)量離平坦的δ來(lái)確定。從跨越每個(gè)陰極籠216的多個(gè)x和y孔位置和電極板208'的對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行測(cè)量。針對(duì)多個(gè)雙極性電極102中的每一者、陰極籠216與電極板208'或末端終板302，在每一位置，計(jì)算平均值。利用對(duì)應(yīng)于所計(jì)算的平均值的數(shù)據(jù)來(lái)確定陰極籠和電極板中每一者的系數(shù)y0、a、b、c和d。在一些實(shí)施例中，對(duì)兩個(gè)電極中每一者的δ的方向進(jìn)行調(diào)整，使得兩者之間的平坦距離為所需間距，例如約10.0mm，且電極板的δ從約0mm向上延伸，且陰極籠的δ從約10.0mm向下延伸。因此，針對(duì)電極板和陰極籠中每一者所確定的系數(shù)如下：電極板/末端終板y0＝-1.5787a＝0.8948b＝2.4920c＝-0.1268d＝-0.9132陰極籠y0＝10.8602a＝-0.5295b＝-1.5860c＝0.0814d＝0.6857放入等式[1]的擬合等式中的新系數(shù)可通過(guò)從陰極系數(shù)減去陽(yáng)極系數(shù)來(lái)確定。因此，輸入等式[1]的新系數(shù)如下：y0＝12.4389a＝-1.4243b＝-4.078c＝0.2082d＝1.5989在輸入等式[1]用于計(jì)算多個(gè)孔227的間距前，x和y孔位置必須由蝕刻區(qū)域校正。舉例來(lái)說(shuō)，每個(gè)x位置除以袋形部分218的長(zhǎng)度x2，且每個(gè)y位置除以袋形部分的寬度y2。此后，每個(gè)校正的x和y孔位置以及以上確定的新系數(shù)輸入等式[1]以確定每個(gè)x和y孔位置陽(yáng)極與陰極電極之間的間距。等式[1]的擬合等式為非線性三維拋物面等式。在一些實(shí)施方案中，使用思陶軟件公司(systalsoftware,inc.)授權(quán)的sigmaplottm軟體執(zhí)行等式[1]。在一些實(shí)施方案中，每個(gè)x和y位置的多個(gè)孔227的每個(gè)孔的面積可如下計(jì)算：其中為在每個(gè)孔位置所計(jì)算的直徑，f為利用等式1計(jì)算的每個(gè)孔位置的電極之間的間距a標(biāo)稱為標(biāo)稱孔面積，且s標(biāo)稱_最小值為標(biāo)稱最小孔間距。在一些實(shí)例中，標(biāo)稱孔面積為約1.08mm2且標(biāo)稱最小間距為約7.45mm2。用于計(jì)算孔直徑的實(shí)例利用混合單位，其中英寸用于每個(gè)x和y孔位置和由x2和y2界定的蝕刻區(qū)域，而毫米用于計(jì)算電極之間的間距。等式[2]證實(shí)孔直徑隨著陽(yáng)極與陰極電極之間的間距增加而增加。將針對(duì)雙極性電極102、102'每一者，利用等式2計(jì)算的每個(gè)孔位置的平均孔直徑求平均值。實(shí)施方案包括利用在多個(gè)雙極性電極102、102'每一者的陰極籠216中形成的多個(gè)孔227的平均孔直徑。圖10和11說(shuō)明相對(duì)于x軸(圖10)和y軸(圖11)，雙極性電極板208'與陰極籠216的三維形狀型態(tài)之間的平均間距的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明獲自電池組模塊1000的二十個(gè)雙極性電極102、102'的平均值。電極板208′和陰極籠216在充電時(shí)從平坦彎曲。在所示的實(shí)例中，陰極籠和電極板被布置成使得相對(duì)于z軸，從平坦，陰極籠與電極板之間的間距為約10mm。電極板在直接中心(例如相對(duì)于x軸約3.5mm)沿z軸具有約1.566mm離平坦的最大δ，且陰極籠在右邊中心(例如相對(duì)于x軸約2.0mm)沿x軸具有約0.565mm離平坦的最大δ。多個(gè)雙極性電極從左邊中心到右邊中心的平均電極間距為約7.78mm。ii.碳材料碳材料224與雙極性電極板208、208'的前表面212、212'電連通，且由陰極籠216、216'、隔板222和雙極性電極板的前表面212、212'限制。適合于本發(fā)明的電化學(xué)電池的碳材料可包含可逆地吸收溴物質(zhì)水溶液(例如溴水溶液或溴化物水溶液)(統(tǒng)稱為702)并在電解質(zhì)存在下基本上為化學(xué)惰性的任何碳材料。在一些實(shí)施例中，碳材料包含碳黑或其它鍋爐工藝碳。適合碳黑材料包括(但不限于)卡博特(cabot)xc72r、阿克蘇諾貝爾凱琴碳黑(akzo-nobelketjenblack)ec600jd和導(dǎo)電鍋爐工藝碳黑的其它無(wú)光黑色混合物。在一些實(shí)施例中，碳材料還可包括其它組分，包括(但不限于)ptfe粘合劑和去離子水。舉例來(lái)說(shuō)，碳材料具有按碳材料重量計(jì)小于50wt％(例如約0.01wt％到約30wt％)的水含量。在一些實(shí)施例中，碳材料包含ptfe(例如按碳材料重量計(jì)約0.5wt％到約5wt％)。在一些實(shí)施例中，碳材料模制成使得碳材料可由陰極籠至少部分套合的尺寸和形狀。在一些實(shí)例中，碳材料可呈一或多個(gè)薄矩形塊形式。舉例來(lái)說(shuō)，碳材料成形為一或多個(gè)具有圓拐角的薄矩形塊，使得在組裝陰極組合件時(shí)拐角不刺穿隔板。在一些實(shí)施例中，碳材料可包含單一固體塊。在其它實(shí)施例中，碳材料可包含一到五塊、一到三塊或一到兩塊碳黑固體。iii.隔板適用于本發(fā)明的電化學(xué)電池或電池組堆的隔板222能夠在至少陰極籠的袋形部分的減小表面與碳材料之間形成多孔屏障。在一些實(shí)施例中，隔板由可潤(rùn)濕的紡織布或可潤(rùn)濕的無(wú)紡布形成。且在一些實(shí)例中，紡織或無(wú)紡布包含多個(gè)孔隙，所述孔隙大小允許電解質(zhì)穿過(guò)其，同時(shí)至少基本上限制碳材料粒子穿過(guò)其。在其它實(shí)施例中，隔板由包括fm10acc100％活化紡織碳布的具有極其大表面積(例如1000-2000m2/g)的碳布形成和/或顯示快速反應(yīng)和吸附動(dòng)力學(xué)。在一些實(shí)施例中，隔板222插入至少一部分陰極籠與碳材料之間。且在其它實(shí)施例中，隔板基本上包裹碳材料，使得隔板插入碳材料與陰極籠的基本上所有袋形部分之間，且隔板插入至少一部分碳材料與至少一部分雙極性電極板之間。舉例來(lái)說(shuō)，隔板至少插入具有孔圖案(例如多個(gè)孔227)的陰極籠的袋形部分的減小表面與碳材料之間。2.末端組合件本發(fā)明的另一方面提供了一種用于雙極性電化學(xué)電池或電池組的末端組合件。參看圖12-17，本發(fā)明的末端組合件104包含導(dǎo)電杯狀構(gòu)件310，其包含末端壁312、側(cè)壁304和與末端壁由側(cè)壁隔開的邊緣306。雙極性電化學(xué)電池或電池組堆的末端308被連接成與導(dǎo)電杯狀構(gòu)件310的末端壁312電連通。在一些實(shí)施例中，末端308包含黃銅(例如末端為電連通或接觸末端壁的黃銅塞)。在一些實(shí)施例中，一部分與末端308接觸的末端壁312包含銅。在這些實(shí)施例中，末端壁可由鈦形成并包括用以接觸由銅形成的末端并電連接其到導(dǎo)電杯狀構(gòu)件的末端壁的銅板。末端組合件進(jìn)一步包含末端終板302，其具有內(nèi)表面318和外表面316，所述表面至少基本上與末端壁共面并在外表面316上接合于邊緣。末端終板302可被成形成包含雙極性電極板中存在的任一特征，包括(但不限于)用碳化鈦材料涂布的鈦材料、通孔、粗糙內(nèi)表面等等。杯狀構(gòu)件的邊緣接合于末端終板302，使得邊緣大約居中于末端終板的電化學(xué)活性區(qū)域322。在一些實(shí)施例中，電化學(xué)活性區(qū)域322對(duì)應(yīng)于在末端終板的內(nèi)表面與外表面之間延伸，在電化學(xué)電池或電池組堆的充電和放電循環(huán)期間與相鄰雙極性電極化學(xué)或電連通的區(qū)域。在這些實(shí)施例中，與電池組的負(fù)陰極末端相關(guān)的末端終板的電化學(xué)活性區(qū)域?qū)?yīng)于由安置在末端終板(例如末端陰極終板)的內(nèi)表面上的陰極組合件密封的區(qū)域或由其界定。與電池組的正陽(yáng)極末端相關(guān)的末端終板的電化學(xué)活性區(qū)域可對(duì)應(yīng)于其內(nèi)表面上與安置于相鄰雙極性電極板的前表面上的陰極組合件相對(duì)并在電池組(末端陽(yáng)極組合件)充電時(shí)形成鋅金屬層的區(qū)域。在一些實(shí)施例中，末端陽(yáng)極組合件的末端終板的至少一部分內(nèi)表面(例如至少化學(xué)活性區(qū)域)為粗糙表面。圖14提供末端終板的俯視圖，其展示末端終板的電化學(xué)活性區(qū)域，所述電化學(xué)活性區(qū)域包含密封于與邊緣外周對(duì)應(yīng)的虛線橢圓306內(nèi)的第一表面區(qū)域326和由邊緣306的外周和電化學(xué)活性區(qū)域322的外圍邊緣界定的剩余第二表面區(qū)域324。在圖14中，出于清楚起見(jiàn)，去除導(dǎo)電杯狀構(gòu)件310，使得第一表面區(qū)域可展示出。因此，當(dāng)導(dǎo)電杯狀構(gòu)件接合于末端終板的外表面時(shí)，第一表面區(qū)域由邊緣密封。第一表面區(qū)域326和第二表面區(qū)域324基本上相同。在一些實(shí)施例中，邊緣基本上為橢圓形且由長(zhǎng)軸amaj和垂直于長(zhǎng)軸的短軸amin界定，長(zhǎng)軸與短軸在邊緣中心以及電化學(xué)活性區(qū)域的中心交叉。如本文所用，基本上橢圓形的邊緣是指具有基本上矩形形狀且拐角切成圓角或以其它方式彎曲和磨圓的邊緣。在一些實(shí)施例中，邊緣基本上為矩形。圖15提供沿圖13的線15-15獲取的橫截面圖，其展示邊緣的主半徑rmaj基本上等于沿長(zhǎng)軸從邊緣外周延伸到電化學(xué)活性區(qū)域的外圍邊緣的平行于短軸的第一距離d1；且圖13展示邊緣的次半徑rmin基本上等于沿短軸從邊緣外周延伸到電化學(xué)活性區(qū)域的外圍邊緣的平行于長(zhǎng)軸的第二距離d2。在一些實(shí)施例中，邊緣界定由末端壁和側(cè)壁的內(nèi)表面與當(dāng)接合于邊緣時(shí)包圍內(nèi)部區(qū)域開口的末端終板的外表面界定的內(nèi)部區(qū)域330的開口。在一些實(shí)施例中，邊緣居中于終板的電化學(xué)活性區(qū)域內(nèi)。在一些實(shí)施例中，邊緣為基本上圓形或基本上橢圓形。在一些實(shí)施例中，側(cè)壁垂直于或基本上垂直于末端壁和邊緣。在其它實(shí)施例中，側(cè)壁從末端壁向外徑向延伸到邊緣。在一些實(shí)施例中，邊緣為基本上圓形。舉例來(lái)說(shuō)，圖16提供包含導(dǎo)電杯狀構(gòu)件的末端組合件的頂部透視圖，所述導(dǎo)電杯狀構(gòu)件包含末端壁、側(cè)壁和與末端壁由側(cè)壁隔開的基本上圓形邊緣306'。在這些實(shí)施例中，邊緣的半徑r1基本上等于電化學(xué)活性區(qū)域322的外圍邊緣與邊緣外周之間的距離d3。參看圖17，沿著圖13的17-17獲取的橫截面圖展示包含導(dǎo)電杯狀構(gòu)件、末端終板、任選的框架構(gòu)件114的末端組合件和緊鄰末端組合件的雙極性電極，其中所述雙極性電極包含陰極組合件202和雙極性電極板208。參看圖17和23，在一些實(shí)施例中，框架構(gòu)件114包含第一側(cè)面614和第二側(cè)面616，所述第一側(cè)面在與導(dǎo)電杯狀構(gòu)件312相對(duì)的側(cè)面上與末端終板302的內(nèi)表面318相對(duì)并容納其。在這些實(shí)施例中的一些中，框架構(gòu)件的第二側(cè)面與雙極性電極的陰極組合件202相對(duì)，且雙極性電極包含含有緊固到框架構(gòu)件的第二側(cè)面616的前表面212的雙極性電極板208；和位于雙極性電極板的前表面上的陰極組合件202，所述陰極組合件插入雙極性電極板的前表面與末端終板的內(nèi)表面之間。在一些實(shí)施例中，位于末端終板的內(nèi)表面的電化學(xué)活性區(qū)域322與位于雙極性電極板的前表面的陰極組合件相對(duì)并包括基本上與陰極組合件的尺寸和形狀相同的尺寸和形狀。以上參看圖3和4b更詳細(xì)地論述，陰極組合件202包含陰極籠216、隔板222和位于雙極性電極板的前表面212、212'上的碳材料224。在一些實(shí)施例中，末端組合件為末端陰極組合件，其中所述末端陰極組合件包含：具有電化學(xué)活性區(qū)域的末端終板302；導(dǎo)電杯狀構(gòu)件，例如本文所述的任一杯狀構(gòu)件，其安置于末端終板的外表面上且大約居中于電化學(xué)活性區(qū)域；和陰極組合件，例如本文所述的任一陰極組合件，其安置于末端終板的內(nèi)表面上。在一些實(shí)施例中，末端組合件包含末端陽(yáng)極組合件，其中所述末端陽(yáng)極組合件包含：具有電化學(xué)活性區(qū)域的末端終板；導(dǎo)電杯狀構(gòu)件，例如本文所述的任一杯狀構(gòu)件，其安置于末端終板的外表面上且大約居中于電化學(xué)活性區(qū)域，且其中所述末端陽(yáng)極組合件缺乏陰極組合件。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電杯狀構(gòu)件的邊緣通過(guò)焊接件或膠粘劑接合到末端終板的外表面。在一些情況下，膠粘劑是導(dǎo)電性的。適合導(dǎo)電膠粘劑的實(shí)例包括石墨填充的膠粘劑(例如石墨填充的環(huán)氧樹脂、石墨填充的聚硅氧、石墨填充的彈性體或其任何組合)、鎳填充的膠粘劑(例如鎳填充的環(huán)氧樹脂)、銀填充的膠粘劑(例如銀填充的環(huán)氧樹脂)、銅填充的膠粘劑(例如銅填充的環(huán)氧樹脂)、其任何組合等等。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電杯狀構(gòu)件由銅合金、銅/鈦包層、鋁和導(dǎo)電陶瓷構(gòu)成。舉例來(lái)說(shuō)，末端壁和側(cè)壁的內(nèi)表面包含銅。在其它情況下，末端壁和側(cè)壁的外表面包含銅、鈦和導(dǎo)電陶瓷中的至少一者。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電杯狀構(gòu)件或末端終板中的至少一者包含鈦。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電杯狀構(gòu)件或末端終板中的至少一者包含用碳化鈦材料涂布的鈦材料。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電杯狀構(gòu)件包含第一金屬且終板包含第二金屬。在一些實(shí)施例中，邊緣包含從側(cè)壁向外徑向延伸的凸緣328(圖15)。再次參看圖15，根據(jù)以下表達(dá)式概括鹵化鋅電化學(xué)電池或電池組堆在其操作(例如充電或放電)期間示例性末端組合件的電特性：va≈ve≈vc表達(dá)式1vd≈vb表達(dá)式2vf≈vg表達(dá)式3δvg-d≈δvf-b>>δvh-g≈δvf-h表達(dá)式4δvg-d≈δvf-b>>δvb-c≈δvd-c表達(dá)式5b和d鑒別杯狀構(gòu)件的邊緣與雙極性終板的第一表面之間的兩個(gè)電接觸點(diǎn)。h表示導(dǎo)電杯狀構(gòu)件的對(duì)稱性倒置中心，且c表示h疊加到雙極性終板的第一表面，使得沿短軸amin延伸且接合c與h的線ch與終板的第一表面正交。f和g鑒別其中末端壁312和側(cè)壁304相接的接合點(diǎn)，且a和e鑒別電化學(xué)活性區(qū)域322的相對(duì)外圍邊緣。a處的電荷va大約等于e處的電荷ve和c處的電荷vc。d處的電荷vd大約等于b處的電荷vb。f處的電荷vf大約等于g處的電荷vg。g到d的電位差異或電壓δvg-d大約等于f到b的電壓δvf-b，h到g的電壓δvh-g大約等于f到h的電壓δvf-h，且δvg-d和δvf-b基本上大于δvh-g和δvf-h。且電壓δvg-d和δvf-b基本上大于b到c的電壓δvb-c和d到c的電壓δvd-c。因?yàn)間到d和f到b的電壓，即δvg-d和δvf-b基本上大于h到g的電壓和f到h的電壓，即δvh-g和δvf-h，所以從本發(fā)明的末端組合件的末端放出的電流基本上比從末端直接附接于終板的傳統(tǒng)雙極性電池組放出的電流更均勻。3.鹵化鋅電解質(zhì)在本發(fā)明的電化學(xué)電池和電池組堆中，電解質(zhì)水溶液(即，鹵化鋅電解質(zhì))插入末端終板的內(nèi)表面、陰極組合件、雙極性電極的前表面和框架的內(nèi)表面(如果存在)之間。在這些實(shí)施例中，當(dāng)電化學(xué)電池或電池組堆充電時(shí)，在暴露于電解質(zhì)的陰極組合件的陰極籠的表面上溴陰離子氧化成溴。相反，在放電期間溴還原成溴陰離子。在陰極組合件的陰極籠處或其附近，溴與溴陰離子232之間的轉(zhuǎn)化可如下表述：br2+2e-→2br-。本發(fā)明提供了一種電解質(zhì)水溶液，其適用于流動(dòng)或不流動(dòng)(即靜態(tài))的可再充電鹵化鋅電化學(xué)電池或電池組堆。在這些電池或電池組堆中，存在于電解質(zhì)中的溴化鋅、氯化鋅或兩者的任何組合充當(dāng)電化學(xué)活性材料。本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種用于二次鋅溴電化學(xué)電池的電解質(zhì)，其包含約30wt％到約40wt％znbr2；約5wt％到約15wt％kbr；約5wt％到約15wt％kcl；以及一或多種季銨試劑，其中所述電解質(zhì)包含約0.5wt％到約10wt％一或多種季銨試劑。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約4wt％到約12wt％(例如約6wt％到約10wt％)溴化鉀(kbr)。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約8wt％到約12wt％溴化鉀(kbr)。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約4wt％到約12wt％(例如約6wt％到約10wt％)氯化鉀(kcl)。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約8wt％到約14wt％氯化鉀(kcl)。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約11wt％到約14wt％氯化鉀(kcl)。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約0.5wt％到約10wt％(例如約1wt％到約7.5wt％)乙二醇二甲醚。在一些實(shí)例中，乙二醇二甲醚包含單乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、五乙二醇二甲醚、六乙二醇二甲醚或其任何組合。舉例來(lái)說(shuō)，乙二醇二甲醚包含四乙二醇二甲醚。在其它實(shí)例中，電解質(zhì)包含約1wt％到約5wt％四乙二醇二甲醚。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約0.05wt％到約4wt％(例如約0.1wt％到約1wt％)醚。在一些實(shí)施例中，乙醚為冠醚、dme-peg、二甲醚或其任何組合。在另一個(gè)實(shí)施例中，醚為冠醚。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約0.5wt％到約2.5wt％(例如約1wt％到約2.25wt％)dme-peg或二甲醚。在一些實(shí)例中，dme-peg具有約350amu到約3000amu的平均分子量(例如數(shù)目平均分子量mn)。在其它實(shí)例中，dme-peg具有約1200amu到約3000amu的平均分子量。且在一些實(shí)例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約5wt％到約10wt％dme-peg，其中dme-peg具有約1500amu到約2500amu(例如約2000amu)的平均分子量(例如數(shù)目平均分子量mn)。在一些實(shí)施例中，醚為冠醚。舉例來(lái)說(shuō)，冠醚為18-冠-6。舉例來(lái)說(shuō)，冠醚為15-冠-5。舉例來(lái)說(shuō)，冠醚為12-冠-4。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約0.1wt％到約1.0wt％醇，其中所述醇基本上可互溶于水中。舉例來(lái)說(shuō)，醇包含c1-4醇。在其它實(shí)例中，醇包含甲醇、乙醇、1-丙醇(即正丙醇)、2-丙醇(即異丙醇)、1-丁醇(即正丁醇)、仲丁醇、異丁醇、叔丁醇、1-戊醇或其任何組合。且在一些實(shí)例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約0.25wt％到約0.75wt％叔丁醇。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約0.25wt％到約5wt％(例如約0.5wt％到約4wt％)c1-10二醇。在一些實(shí)例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約0.25wt％到約5wt％(例如約0.5wt％到約4wt％)經(jīng)取代的乙二醇或經(jīng)取代的丙二醇。在一些實(shí)例中，二醇包含乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、己二醇或其任何組合。且在一些實(shí)例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約0.25wt％到約2.5wt％新戊二醇。在一些實(shí)施例中，一或多種季銨試劑為式i的鹽其中為飽和、部分不飽和或完全不飽和；x1、x2、x3、x4和x5各獨(dú)立地選自碳、氧和氮，其限制條件為x1、x2、x3、x4和x5中的至少一者為氮；每個(gè)r獨(dú)立地為氫、烷基、環(huán)烷基、芳基、芳基烷基、雜環(huán)烷基或雜芳基，其中每個(gè)r獨(dú)立且任選地經(jīng)以下基團(tuán)取代：鹵基、-cn、-no2、-oq2、-s(o)zq2、-s(o)zn(q2)2、-n(q2)2、-c(o)oq2、-c(o)q2、-c(o)n(q2)2、-c(o)n(q2)(oq2)、-n(q2)c(o)q2、-n(q2)c(o)n(q2)2、-n(q2)c(o)oq2、-n(q2)s(o)zq2或任選經(jīng)1-3個(gè)q3取代基取代的雜環(huán)烷基或烷基；每個(gè)q2獨(dú)立地為氫、烷基、環(huán)烷基、芳基、芳基烷基、雜環(huán)烷基或雜芳基，每一者任選地經(jīng)1-3個(gè)q3取代基取代；每個(gè)q3獨(dú)立地為鹵基、氧代基、cn、no2、cf3、ocf3、oh、-s(o)z(c1-6烷基)、-n(c1-6烷基)2、-coo(c1-6烷基)、-c(o)(c1-6烷基)、-o(c1-6烷基)或任選經(jīng)1-3個(gè)選自以下基團(tuán)的取代基取代的c1-6烷基：鹵基、氧代基、-cn、-no2、-cf3、-ocf3、-oh、-sh、-s(o)zh、-nh2或-cooh；m為0、1、2、3、4或5；n為0、1或2；且y為陰離子。在一個(gè)實(shí)施例中，x1、x2、x3、x4和x5中的一或兩者為氮且其余為碳。在另一個(gè)實(shí)施例中，x1、x2、x3、x4和x5中的一者為氮且其余為碳。在又一個(gè)實(shí)施例中，x1、x2、x3、x4和x5中的兩者為氮且其余為碳。在再一個(gè)實(shí)施例中，選自吡啶、嘧啶、吡嗪、哌嗪、哌啶、嗎啉、1,3-噁嗪、1,2-噁嗪、吡咯烷、吡咯、吡唑、咪唑、噁唑、異噁唑、1,2,3-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、1,2,3,4-噁三唑、1,2,3,5-噁三唑、1,2,4,5-噁三唑和四唑。在一個(gè)實(shí)施例中，選自吡啶、嘧啶、吡嗪、哌嗪、哌啶、嗎啉、1,3-噁嗪和1,2-噁嗪。在一個(gè)實(shí)施例中，選自吡啶、嘧啶和吡嗪。在另一個(gè)實(shí)施例中，為吡啶。在一個(gè)實(shí)施例中，選自哌啶、嗎啉、1,3-噁嗪和1,2-噁嗪。在另一個(gè)實(shí)施例中，選自哌啶和嗎啉。在一個(gè)實(shí)施例中，為哌啶。在一個(gè)實(shí)施例中，為嗎啉。在一個(gè)實(shí)施例中，選自吡咯烷、吡咯、吡唑、咪唑、噁唑、異噁唑、1,2,3-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、1,2,3,4-噁三唑、1,2,3,5-噁三唑、1,2,4,5-噁三唑和四唑。在另一實(shí)施例中，選自吡咯、吡唑和咪唑。在一個(gè)實(shí)施例中，為吡咯。在一個(gè)實(shí)施例中，為吡唑。在一個(gè)實(shí)施例中，為咪唑。在一個(gè)實(shí)施例中，為吡咯烷。在一個(gè)實(shí)施例中，n為1。在另一實(shí)施例中，n為0。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)r獨(dú)立地為烷基或環(huán)烷基，其中每個(gè)r獨(dú)立且任選地經(jīng)以下基團(tuán)取代：鹵基、-cn、-no2、-oq2、-s(o)zq2、-s(o)zn(q2)2、-n(q2)2、-c(o)oq2、-c(o)q2、-c(o)n(q2)2、-c(o)n(q2)(oq2)、-n(q2)c(o)q2、-n(q2)c(o)n(q2)2、-n(q2)c(o)oq2、-n(q2)s(o)zq2或任選經(jīng)1-3個(gè)q3取代基取代的雜環(huán)烷基或烷基。在另一實(shí)施例中，每個(gè)r獨(dú)立地為烷基或環(huán)烷基，其中每個(gè)r獨(dú)立且任選地經(jīng)以下基團(tuán)取代：鹵基、雜環(huán)烷基、-cn、-no2、-oq2、-n(q2)2、-c(o)oq2、-c(o)q2或-c(o)n(q2)2。在另一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)r為烷基，其獨(dú)立且任選地經(jīng)以下基團(tuán)取代：鹵基、雜環(huán)烷基、-cn、-no2、-oq2、-n(q2)2、-c(o)oq2、-c(o)q2或-c(o)n(q2)2。在再一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)r為烷基，其獨(dú)立且任選地經(jīng)以下基團(tuán)取代：鹵基、雜環(huán)烷基、-cn、-no2、-n(q2)2或-c(o)n(q2)2。在又一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)r為烷基，其獨(dú)立且任選地經(jīng)以下基團(tuán)取代：鹵基或雜環(huán)烷基。在另一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)r為烷基，其經(jīng)雜環(huán)烷基取代。在另一個(gè)實(shí)施例中，r為烷基，其經(jīng)吡咯烷取代。在另一個(gè)實(shí)施例中，r為丙基，其經(jīng)雜環(huán)烷基取代。在另一個(gè)實(shí)施例中，r為丙基，其經(jīng)吡咯烷取代。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)r為未經(jīng)取代的烷基。在另一實(shí)施例中，r選自甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、十二烷基和十六烷基。在一個(gè)實(shí)施例中，r選自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基和十六烷基。在一個(gè)實(shí)施例中，r為甲基。在一個(gè)實(shí)施例中，r為乙基。在一個(gè)實(shí)施例中，r為丙基。在一個(gè)實(shí)施例中，r為丁基。在一個(gè)實(shí)施例中，r為戊基。在一個(gè)實(shí)施例中，r為己基。在一個(gè)實(shí)施例中，r為庚基。在一個(gè)實(shí)施例中，r為辛基。在一個(gè)實(shí)施例中，r為十二烷基。在一個(gè)實(shí)施例中，r為壬基。在一個(gè)實(shí)施例中，r為癸基。在一個(gè)實(shí)施例中，r為十二烷基。在一個(gè)實(shí)施例中，r為十六烷基。在一個(gè)實(shí)施例中，y為選自氟離子、氯離子、溴離子、碘離子、砷酸根、磷酸根、亞砷酸根、磷酸氫根、磷酸二氫根、硫酸根、硝酸根、硫酸氫根、亞硝酸根、硫代硫酸根、亞硫酸根、過(guò)氯酸根、碘酸根、氯酸根、溴酸根、亞氯酸根、次氯酸根、次溴酸根、碳酸根、鉻酸根、碳酸氫根(碳酸氫根)、重鉻酸根、乙酸根、甲酸根、氰化物、酰胺、氰酸根、過(guò)氧化物、硫代氰酸根、乙二酸根、氫氧根和過(guò)錳酸根的陰離子。在另一個(gè)實(shí)施例中，y為選自氟離子、氯離子、溴離子、碘離子、磷酸二氫根、硝酸根、過(guò)氯酸根、次氯酸根、碳酸氫根(碳酸氫根)、乙酸根、甲酸根、氰化物和氫氧根的單價(jià)陰離子。在又一個(gè)實(shí)施例中，y為選自磷酸氫根、硫酸根和碳酸根的二價(jià)陰離子。在再一個(gè)實(shí)施例中，y選自氟離子、氯離子、溴離子和碘離子。在一個(gè)實(shí)施例中，y為氯離子。在一個(gè)實(shí)施例中，y為溴離子。在一個(gè)實(shí)施例中，y為碘離子。在一些實(shí)施例中，一或多種季銨試劑為式ia、式ib、式ic、式id或式ie的鹽。其中每個(gè)r、r'和r"獨(dú)立地為氫、烷基、環(huán)烷基、芳基、芳基烷基、雜環(huán)烷基或雜芳基，其中每個(gè)r、r'和r"獨(dú)立且任選地經(jīng)以下基團(tuán)取代：鹵基、-cn、-no2、-oq2、-s(o)zq2、-s(o)zn(q2)2、-n(q2)2、-c(o)oq2、-c(o)q2、-c(o)n(q2)2、-c(o)n(q2)(oq2)、-n(q2)c(o)q2、-n(q2)c(o)n(q2)2、-n(q2)c(o)oq2、-n(q2)s(o)zq2或任選經(jīng)1-3個(gè)q3取代基取代的雜環(huán)烷基或烷基；每個(gè)q2獨(dú)立地為氫、烷基、環(huán)烷基、芳基、芳基烷基、雜環(huán)烷基或雜芳基，每一者任選地經(jīng)1-3個(gè)q3取代基取代；每個(gè)q3獨(dú)立地為鹵基、氧代基、cn、no2、cf3、ocf3、oh、-s(o)z(c1-6烷基)、-n(c1-6烷基)2、-coo(c1-6烷基)、-c(o)(c1-6烷基)、-o(c1-6烷基)或任選經(jīng)1-3個(gè)選自以下基團(tuán)的取代基取代的c1-6烷基：鹵基、氧代基、-cn、-no2、-cf3、-ocf3、-oh、-sh、-s(o)zh、-nh2或-cooh；k為0、1或2；且y為陰離子。在式ia-ie的一些實(shí)施例中，每個(gè)r、r'和r"獨(dú)立地為烷基或環(huán)烷基，其中每個(gè)r、r'和r"獨(dú)立且任選地經(jīng)以下基團(tuán)取代：鹵基、-cn、-no2、-oq2、-s(o)zq2、-s(o)zn(q2)2、-n(q2)2、-c(o)oq2、-c(o)q2、-c(o)n(q2)2、-c(o)n(q2)(oq2)、-n(q2)c(o)q2、-n(q2)c(o)n(q2)2、-n(q2)c(o)oq2、-n(q2)s(o)zq2或任選經(jīng)1-3個(gè)q3取代基取代的雜環(huán)烷基或烷基。在另一實(shí)施例中，每個(gè)r、r'和r"獨(dú)立地為烷基或環(huán)烷基，其中每個(gè)r、r'和r"獨(dú)立且任選地經(jīng)以下基團(tuán)取代：鹵基、雜環(huán)烷基、-cn、-no2、-oq2、-n(q2)2、-c(o)oq2、-c(o)q2或-c(o)n(q2)2。在另一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)r、r'和r"獨(dú)立地為烷基，其獨(dú)立且任選地經(jīng)以下基團(tuán)取代：鹵基、雜環(huán)烷基、-cn、-no2、-oq2、-n(q2)2、-c(o)oq2、-c(o)q2或-c(o)n(q2)2。在再一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)r、r'和r"獨(dú)立地為烷基，其獨(dú)立且任選地經(jīng)以下基團(tuán)取代：鹵基、雜環(huán)烷基、-cn、-no2、-n(q2)2或-c(o)n(q2)2。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)r、r'和r"獨(dú)立地為未經(jīng)取代的烷基。在另一實(shí)施例中，每個(gè)r、r'和r"獨(dú)立地選自甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、十二烷基和十六烷基。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)r、r'和r"獨(dú)立地選自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基和十六烷基。在式ia-ie的一些實(shí)施例中，y選自氟離子、氯離子、溴離子、碘離子、砷酸根、磷酸根、亞砷酸根、磷酸氫根、磷酸二氫根、硫酸根、硝酸根、硫酸氫根、亞硝酸根、硫代硫酸根、亞硫酸根、過(guò)氯酸根、碘酸根、氯酸根、溴酸根、亞氯酸根、次氯酸根、次溴酸根、碳酸根、鉻酸根、碳酸氫根(碳酸氫根)、重鉻酸根、乙酸根、甲酸根、氰化物、酰胺、氰酸根、過(guò)氧化物、硫代氰酸根、乙二酸根、氫氧根和過(guò)錳酸根。在另一個(gè)實(shí)施例中，y為選自氟離子、氯離子、溴離子、碘離子、磷酸二氫根、硝酸根、過(guò)氯酸根、次氯酸根、碳酸氫根(碳酸氫根)、乙酸根、甲酸根、氰化物和氫氧根的單價(jià)陰離子。在又一個(gè)實(shí)施例中，y選自選自磷酸氫根、硫酸根和碳酸根的二價(jià)陰離子。在再一個(gè)實(shí)施例中，y選自氟離子、氯離子、溴離子和碘離子。在一個(gè)實(shí)施例中，y為氯離子。在一個(gè)實(shí)施例中，y為溴離子。在一個(gè)實(shí)施例中，y為碘離子。在式ia-ie的一些實(shí)施例中，k為0或1。在另一個(gè)實(shí)施例中，k為0。在又一個(gè)實(shí)施例中，k為1。在式ia的一些實(shí)施例中，每個(gè)r和r'獨(dú)立地選自甲基、乙基、丁基和己基。在另一個(gè)實(shí)施例中，k為1；r'選自乙基、丁基和己基；且r為甲基。在又一個(gè)實(shí)施例中，k為0且r'選自乙基、丁基和己基。在一個(gè)實(shí)施例中，式ia的鹽選自溴化1-乙基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓、溴化1-丁基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-丁基-4-甲基吡啶鎓和溴化1-己基吡啶鎓。在式ib的一些實(shí)施例中，每個(gè)r、r'和r"獨(dú)立地選自甲基和丙基。在一個(gè)實(shí)施例中，式ib的鹽為溴化1-甲基-1-丙基哌啶鎓。在式ic的一些實(shí)施例中，每個(gè)r、r'和r"獨(dú)立地選自甲基、乙基和丁基。在另一個(gè)實(shí)施例中，k為0。在一個(gè)實(shí)施例中，式ic的鹽選自溴化n-甲基-n-乙基嗎啉鎓和溴化n-甲基-n-丁基嗎啉鎓。在式id的一些實(shí)施例中，每個(gè)r、r'和r"獨(dú)立地選自甲基、乙基、丁基、己基、辛基和癸基。在另一個(gè)實(shí)施例中，k為1且r為甲基。在一個(gè)實(shí)施例中，式id的鹽選自溴化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、溴化1-丁基-3-甲基咪唑鎓、溴化1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓、溴化1-癸基-3-甲基咪唑鎓、溴化1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓、溴化1-甲基-3-辛基咪唑鎓和溴化1-甲基-3-己基咪唑鎓。在式ie的一些實(shí)施例中，每個(gè)r、r'和r"獨(dú)立地選自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基。在另一實(shí)施例中，k為0且每個(gè)r'和r"獨(dú)立地為烷基，其任選經(jīng)雜環(huán)烷基或鹵基取代。在另一個(gè)實(shí)施例中，k為0且每個(gè)r'和r"獨(dú)立地選自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、2-氯乙基或3-(n-甲基吡咯烷鎓)丙基。在一個(gè)實(shí)施例中，式ie的鹽選自溴化n-甲基-n-乙基吡咯烷鎓、溴化n-乙基-n-丙基吡咯烷鎓、溴化n-丙基-n-丁基吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-丁基吡咯烷鎓、溴化n-乙基-n-(2-氯乙基)吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-己基吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-戊基吡咯烷鎓、溴化n-乙基-n-戊基吡咯烷鎓、溴化n-乙基-n-丁基吡咯烷鎓、溴化n-丁基-n-戊基吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-丙基吡咯烷鎓、二溴化三亞甲基-雙(n-甲基吡咯烷鎓)和溴化n-丙基-n-戊基吡咯烷鎓。在一些實(shí)施例中，一或多種季銨試劑包含具有化學(xué)式的試劑，其中r1、r2、r3和r4各獨(dú)立地為氫或烷基且y為如本文所定義的陰離子。在一些實(shí)施例中，一或多種季銨試劑包鹵化含銨(例如nh4br、nh4cl或其任何組合)；鹵化四烷基銨(例如溴化四甲基銨、氯化四甲基銨、溴化四乙基銨、氯化四乙基銨、其組合等等)；鹵化雜環(huán)銨(例如鹵化n-甲基-n-乙基吡咯烷鎓、鹵化n-乙基-n-甲基吡咯烷鎓、其組合等等)；或其任何組合。在一些實(shí)施例中，一或多種季銨試劑包含選自由以下各物組成的群組的季銨試劑：氯化銨、溴化銨、溴化四乙基銨、溴化三甲基丙基銨、溴化n-甲基-n-乙基嗎啉鎓、溴化n-乙基-n-甲基嗎啉鎓、溴化n-甲基-n-丁基嗎啉鎓、溴化n-甲基-n-乙基吡咯烷鎓、溴化n,n,n-三乙基-n-丙基銨、溴化n-乙基-n-丙基吡咯烷鎓、溴化n-丙基-n-丁基吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-丁基吡咯烷鎓、溴化n-乙基-n-(2-氯乙基)吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-己基吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-戊基吡咯烷鎓、溴化n-乙基-n-戊基吡咯烷鎓、溴化n-乙基-n-丁基吡咯烷鎓、二溴化三亞甲基-雙(n-甲基吡咯烷鎓)、溴化n-丁基-n-戊基吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-丙基吡咯烷鎓、溴化n-丙基-n-戊基吡咯烷鎓和其任何組合。在一些實(shí)例中，電解質(zhì)包含約1wt％到約5wt％一或多種季銨試劑。在一些實(shí)例中，電解質(zhì)包含約3wt％到約7wt％一或多種季銨試劑。且在一些實(shí)施例中，一或多種季銨試劑包含溴化n-甲基-n-乙基嗎啉鎓。在其它實(shí)例中，電解質(zhì)包含約0.25wt％到約1.25wt％溴化n-甲基-n-乙基嗎啉鎓。且在一些實(shí)例中，一或多種季銨試劑包含溴化四乙銨、溴化三甲基丙基銨或其任何組合。舉例來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)包含約1wt％到約5wt％溴化四乙基銨。在一些實(shí)施例中，一或多種季銨試劑包含選自由以下各物組成的群組的季銨試劑：銨溴絡(luò)合劑、咪唑鎓溴絡(luò)合劑、吡咯烷鎓溴絡(luò)合劑、吡啶鎓溴絡(luò)合劑、鏻溴絡(luò)合劑和嗎啉鎓溴絡(luò)合劑。在一些實(shí)施例中，一或多種季銨試劑包含選自由以下各物組成的群組的季銨試劑：(tea)溴化四乙基銨、(mem)溴化n-乙基-n-甲基嗎啉鎓、溴化三甲基丙基銨、溴化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、溴化1-丁基-3-甲基咪唑鎓、溴化1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓、溴化1-乙基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-乙基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓、溴化1-甲基-1-丙基哌啶鎓、溴化十二烷基三甲基銨、溴化1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓、溴化1-癸基-3-甲基咪唑鎓、溴化1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓、溴化1-甲基-3-辛基咪唑鎓、溴化1-甲基-3-己基咪唑鎓、溴化1-丁基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-丁基-4-甲基吡啶鎓、溴化1-己基吡啶鎓、溴化四乙基鏻、溴化1-甲基-1-丙基吡咯烷鎓、溴化己基三甲基銨和溴化十六烷基三乙基銨。在一些實(shí)施例中，一或多種季銨試劑包含溴化1-乙基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓、溴化1-丁基-3-甲基吡啶鎓或溴化1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓。舉例來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)包含約1wt％到約5wt％(例如約1.5wt％到約4wt％)溴化1-乙基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓、溴化1-丁基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-乙基-1-甲基嗎啉鎓或溴化1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓。在一些實(shí)施例中，一或多種季銨試劑包含溴化十六烷基三乙基銨(ctab)。舉例來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)包含約0.01wt％到約1wt％(例如約0.05wt％到約0.5wt％)溴化十六烷基三乙基銨(ctab)。在一些實(shí)施例中，一或多種季銨試劑包含溴化四乙基銨、溴化三甲基丙基銨或其任何組合。舉例來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)包含約1wt％到約6wt％(例如約1.5wt％到約5wt％)溴化四乙基銨。舉例來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)包含約1wt％到約5wt％(例如約1.5wt％到約3.5wt％)溴化三甲基丙基銨。不受理論束縛，認(rèn)為季銨試劑通過(guò)溴與季銨試劑形成絡(luò)合物產(chǎn)生浮力作用來(lái)增強(qiáng)電化學(xué)。因?yàn)殡娊赓|(zhì)中的溴離子假聚合，所以其變得較重且沉至電解質(zhì)體積底部，降低電池中的動(dòng)力學(xué)。產(chǎn)生浮力作用的季銨試劑幫助緩和此問(wèn)題，使得假聚合的溴離子離開電解質(zhì)體積底部，并增加電池中的動(dòng)力學(xué)。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含小于1wt％的一或多種選自sn、in、ga、al、tl、bi、pb、sb、ag、mn、fe或其任何組合的添加劑。舉例來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)包含小于1wt％sn和in。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約30wt％到約50wt％水。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約35wt％到約45wt％水。在一些實(shí)例中，水進(jìn)行去礦化，直到其電阻大于約8mω·cm(例如約10mω·cm或更大或大于約10mω·cm)。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含足夠hbr以賦予電解質(zhì)約2到約4(約2.5到約3.5)的ph值。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約0.1wt％到約2wt％(例如約0.3wt％到約1wt％)乙酸。在替代實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約0.1wt％到約2wt％乙酸、乙酸鈉、乙酸鉀或其任何組合。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約2wt％到約8wt％(例如約3wt％到約5wt％)檸檬酸單水合物。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約2wt％到約8wt％(例如約3wt％到約5wt％)檸檬酸二氫鉀單水合物。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約2wt％到約8wt％(例如約3wt％到約5wt％)乙二酸。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含約2wt％到約8wt％(例如約3wt％到約5wt％)乙二酸。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)進(jìn)一步包含穩(wěn)定添加劑。舉例來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定添加劑為乙酸、乙酸鈉、乙二酸、乙二酸鈉、檸檬酸、檸檬酸鉀、18-冠-6、二氰二胺、丁二酸、甲烷磺酸鈉、丙酸鈉、丙二酸鈉、己酸鈉、六氟鋁酸鈉、癸二酸、三氟甲烷磺酸鉀、乙腈、丙腈、acquivion離聚物、丁酸鈉、三聚氰胺、癸二酸、2,2聯(lián)吡啶、十二烷二酸、三氯乙酸鈉、十二酸、十二烷酸鈉、15-冠-5或三氯乙酸。在一些實(shí)施例中，添加劑增強(qiáng)電化學(xué)。在其它實(shí)施例中，添加劑不改變電化學(xué)。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種用于二次鹵化鋅電化學(xué)電池的電解質(zhì)，其包含約30wt％到約40wt％znbr2、zncl2或其任何組合；約4wt％到約12wt％kbr；約4wt％到約12wt％kcl；約0.5wt％到約10wt％乙二醇二甲醚；以及約1wt％到約5wt％一或多種季銨試劑。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種用于二次鹵化鋅電化學(xué)電池的電解質(zhì)，其包含約30wt％到約40wt％znbr2；約4wt％到約12wt％kbr；約4wt％到約12wt％kcl；約0.5wt％到約10wt％乙二醇二甲醚；和約1wt％到約5wt％一或多種季銨試劑。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種用于二次鹵化鋅電化學(xué)電池的電解質(zhì)，其包含約30wt％到約40wt％znbr2和約0.01wt％到約0.9wt％一或多種選自sn、in、ga、al、tl、bi、pb、sb、ag、mn、fe或其任何組合的添加劑。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約30wt％到約40wt％znbr2；約5wt％到約15wt％kbr；約5wt％到約15wt％kcl；約0.5wt％到約10wt％一或多種季銨試劑；約0.1wt％到約2wt％乙酸；和約0.05wt％到約4wt％冠醚。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約30wt％到約40wt％znbr2；約5wt％到約15wt％kbr；約5wt％到約15wt％kcl；約0.5wt％到約10wt％一或多種季銨試劑；約0.1wt％到約2wt％乙酸；約0.05wt％到約4wt％冠醚；且其中一或多種季銨試劑包含溴化四乙基銨。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約30wt％到約40wt％znbr2；約5wt％到約15wt％kbr；約5wt％到約15wt％kcl；約0.5wt％到約10wt％一或多種季銨試劑；約0.1wt％到約2wt％乙酸；約0.05wt％到約4wt％冠醚；且其中一或多種季銨試劑包含溴化三甲基丙基銨。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約30wt％到約40wt％znbr2；約5wt％到約15wt％kbr；約5wt％到約15wt％kcl；約0.5wt％到約10wt％一或多種季銨試劑；約0.1wt％到約2wt％乙酸；約0.05wt％到約4wt％冠醚；且其中一或多種季銨試劑包含溴化四乙基銨、溴化甲基乙基吡啶鎓和溴化十六烷基三乙基銨。在另一個(gè)實(shí)施例中，溴化甲基乙基吡啶鎓為溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓。在另一個(gè)實(shí)施例中，溴化甲基乙基吡啶鎓為溴化1-乙基-3-甲基吡啶鎓。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約30wt％到約40wt％znbr2；約5wt％到約15wt％kbr；約5wt％到約15wt％kcl；約0.5wt％到約10wt％一或多種季銨試劑；約0.1wt％到約2wt％乙酸；約0.05wt％到約4wt％冠醚；且其中一或多種季銨試劑包含溴化三乙基丙基銨、溴化甲基乙基吡啶鎓和溴化十六烷基三乙基銨。在另一個(gè)實(shí)施例中，溴化甲基乙基吡啶鎓為溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約30wt％到約40wt％znbr2；約5wt％到約15wt％kbr；約5wt％到約15wt％kcl；約0.5wt％到約10wt％一或多種季銨試劑；約0.1wt％到約2wt％乙酸；約0.05wt％到約4wt％冠醚；且其中一或多種季銨試劑包含溴化三乙基丙基銨、溴化1-丁基-3-甲基吡啶鎓和溴化十六烷基三乙基銨。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約30wt％到約40wt％znbr2；約5wt％到約15wt％kbr；約5wt％到約15wt％kcl；約0.5wt％到約10wt％一或多種季銨試劑；約0.1wt％到約2wt％乙酸；約0.05wt％到約4wt％冠醚；且其中一或多種季銨試劑包含溴化四乙基銨、溴化1-丁基-3-甲基吡啶鎓和溴化十六烷基三乙基銨。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約30wt％到約40wt％znbr2；約5wt％到約15wt％kbr；約5wt％到約15wt％kcl；約0.5wt％到約10wt％一或多種季銨試劑；約0.1wt％到約2wt％乙酸；約0.05wt％到約4wt％冠醚；且其中一或多種季銨試劑包含溴化四乙基銨、溴化1-乙基-1-甲基嗎啉鎓和溴化十六烷基三乙基銨。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約30wt％到約40wt％znbr2；約5wt％到約15wt％kbr；約5wt％到約15wt％ofkcl；約0.5wt％到約10wt％一或多種季銨試劑；約0.1wt％到約2wt％乙酸；約0.05wt％到約4wt％冠醚；且其中一或多種季銨試劑包含溴化三甲基丙基銨、溴化1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓和溴化十六烷基三乙基銨。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約30wt％到約40wt％znbr2；約5wt％到約15wt％kbr；約5wt％到約15wt％kcl；約0.5wt％到約10wt％一或多種季銨試劑；其中一或多種季銨試劑包含溴化四乙基銨、溴化甲基乙基吡啶鎓和溴化十六烷基三乙基銨。在一些實(shí)施例中，電解質(zhì)包含約30wt％到約40wt％znbr2；約5wt％到約15wt％kbr；約5wt％到約15wt％kcl；約0.5wt％到約10wt％一或多種季銨試劑；其中一或多種季銨試劑包含溴化三甲基丙基銨、溴化1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓和溴化十六烷基三乙基銨。制備電解質(zhì)的方法本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種制備用于二次鹵化鋅電化學(xué)電池的電解質(zhì)的方法，所述方法包含將znbr2、kbr、kcl、水和一或多種季銨試劑混合以產(chǎn)生混合物，其中混合物包含約30wt％到約40wt％znbr2；約4wt％到約12wt％kbr；約4wt％到約12wt％kcl；約0.5wt％到約10wt％一或多種季銨試劑；和約25wt％到約45wt％水。或者，混合物包含約30wt％到約40wt％znbr2；約8wt％到約12wt％kbr；約8wt％到約14wt％kcl；約0.5wt％到約10wt％一或多種季銨試劑；和約25wt％到約45wt％水。在一些實(shí)施方案中，混合物包含約32wt％到約36wt％znbr2。在一些實(shí)施方案中，混合物包含約4wt％到約12wt％(例如約6wt％到約10wt％)溴化鉀(kbr)。在一些實(shí)施方案中，混合物包含約8wt％到約12wt％溴化鉀(kbr)。在一些實(shí)施方案中，混合物包含約4wt％到約12wt％(例如約6wt％到約10wt％)氯化鉀(kcl)。在一些實(shí)施方案中，混合物包含約8wt％到約14wt％氯化鉀(kcl)。在一些實(shí)施方案中，混合物包含約11wt％到約14wt％氯化鉀(kcl)。在一些實(shí)施方案中，混合物包含約27wt％到約43wt％(例如約30wt％到約40wt％或約35wt％到約41wt％)水。在一些實(shí)施方案中，一或多種季銨試劑為式i的鹽如本文中所述。在一些實(shí)施方案中，一或多種季銨包含選自由以下各物組成的群組的季銨試劑：鹵化銨(例如nh4br、nh4cl或其任何組合)；鹵化四烷基銨(例如溴化四甲基銨、氯化四甲基銨、溴化四乙基銨、氯化四乙基銨、其組合等等)；鹵化雜環(huán)銨(例如鹵化n-甲基-n-乙基吡咯烷鎓、鹵化n-乙基-n-甲基吡咯烷鎓、其組合等等)；或其任何組合。在其它實(shí)施方案中，一或多種季銨試劑包含選自由以下各物組成的群組的季銨試劑：氯化銨、溴化四乙基銨、溴化三甲基丙基銨、溴化n-甲基-n-乙基嗎啉鎓、溴化n-乙基-n-甲基嗎啉鎓、溴化n-甲基-n-丁基嗎啉鎓、溴化n-甲基-n-乙基吡咯烷鎓、溴化n,n,n-三乙基-n-丙基銨、溴化n-乙基-n-丙基吡咯烷鎓、溴化n-丙基-n-丁基吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-丁基吡咯烷鎓、溴化n-乙基-n-(2-氯乙基)吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-己基吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-戊基吡咯烷鎓、溴化n-乙基-n-戊基吡咯烷鎓、溴化n-乙基-n-丁基吡咯烷鎓、二溴化三亞甲基-雙(n-甲基吡咯烷鎓)、溴化n-丁基-n-戊基吡咯烷鎓、溴化n-甲基-n-丙基吡咯烷鎓、溴化n-丙基-n-戊基吡咯烷鎓和其任何組合。在一些實(shí)例中，混合物包含約1wt％到約5wt％一或多種季銨試劑。且在一些實(shí)施方案中，一或多種季銨試劑包含溴化n-甲基-n-乙基嗎啉鎓。在其它實(shí)例中，混合物包含約0.25wt％到約1.25wt％溴化n-甲基-n-乙基嗎啉鎓。且在一些實(shí)例中，一或多種季銨試劑包含溴化四乙基銨、溴化三甲基丙基銨或其任何組合。舉例來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)包含約1wt％到約5wt％溴化四乙基銨。在一些實(shí)施方案中，一或多種季銨試劑包含選自由以下各物組成的群組的季銨試劑：銨溴絡(luò)合劑、咪唑鎓溴絡(luò)合劑、吡咯烷鎓溴絡(luò)合劑、吡啶鎓溴絡(luò)合劑、鏻溴絡(luò)合劑和嗎啉鎓溴絡(luò)合劑。在一些實(shí)施方案中，一或多種季銨試劑包含選自由以下各物組成的群組的季銨試劑：(tea)溴化四乙基銨、(mem)溴化n-乙基-n-甲基嗎啉鎓、溴化三甲基丙基銨、溴化1-乙基-3-甲基咪唑鎓、溴化1-丁基-3-甲基咪唑鎓、溴化1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓、溴化1-乙基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-乙基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓、溴化1-甲基-1-丙基哌啶鎓、溴化十二烷基三甲基銨、溴化1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓、溴化1-癸基-3-甲基咪唑鎓、溴化1-丁基-2,3-二甲基咪唑鎓、溴化1-甲基-3-辛基咪唑鎓、溴化1-甲基-3-己基咪唑鎓、溴化1-丁基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-丁基-4-甲基吡啶鎓、溴化1-己基吡啶鎓、溴化四乙基鏻、溴化1-甲基-1-丙基吡咯烷鎓、溴化己基三甲基銨和溴化十六烷基三乙基銨。舉例來(lái)說(shuō)，一或多種季銨試劑包含溴化1-乙基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓、溴化1-丁基-3-甲基吡啶鎓或溴化1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓。舉例來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)包含約1wt％到約4wt％(例如約1.5wt％到約3wt％)溴化1-乙基-3-甲基吡啶鎓、溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓、溴化1-丁基-3-甲基吡啶鎓或溴化1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓。在一些實(shí)施例中，一或多種季銨試劑包含溴化十六烷基三乙基銨(ctab)。舉例來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)包含約0.05wt％到約1wt％(例如約0.1wt％到約0.5wt％)溴化十六烷基三乙基銨(ctab)。在一些實(shí)施例中，一或多種季銨試劑包含溴化四乙基銨、溴化三甲基丙基銨或其任何組合。舉例來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)包含約1wt％到約5wt％(例如約1.5wt％到約3.5wt％)溴化四乙基銨。舉例來(lái)說(shuō)，電解質(zhì)包含約1wt％到約5wt％(例如約1.5wt％到約3.5wt％)溴化三甲基丙基銨。一些實(shí)施方案另外包含將乙二醇二甲醚與znbr2和其它成分(例如kbr、kcl、季銨試劑和水)混合，其中所述混合物包含約0.5wt％到約10wt％(例如約1wt％到約7.5wt％)乙二醇二甲醚。在一些實(shí)例中，乙二醇二甲醚包含單乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚或其任何組合。舉例來(lái)說(shuō)，乙二醇二甲醚包含四乙二醇二甲醚。在其它實(shí)例中，混合物包含約1wt％到約5wt％四乙二醇二甲醚。一些實(shí)施方案另外包含將dme-peg與znbr2和其它成分(例如kbr、kcl、季銨試劑、水和/或乙二醇二甲醚)混合以產(chǎn)生混合物，其中所述混合物包含約0.5wt％到約2.5wt％例如約1wt％到約2.25wt％)mpeg。在一些實(shí)例中，dme-peg具有約350amu到約3000amu的平均分子量(例如數(shù)目平均分子量mn)。在其它實(shí)例中，dme-peg具有約1200amu到約3000amu的平均分子量(例如數(shù)目平均分子量mn)。且在一些實(shí)例中，混合物進(jìn)一步包含約5wt％到約10wt％dme-peg，其中dme-peg具有約1500amu到約2500amu(例如約2000amu)的平均分子量(例如數(shù)目平均分子量mn)。一些實(shí)施方案另外包含將冠醚與znbr2和其它成分(例如kbr、kcl、季銨試劑、水等)混合以產(chǎn)生混合物，其中所述混合物包含約0.05wt％到約4wt％冠醚。在一些實(shí)例中，冠醚為18-冠-6或15-冠-5。在一些實(shí)例中，混合物包含約0.1wt％到約1wt％冠醚。一些實(shí)施方案另外包含將基本上可互溶于水中的醇與znbr2和其它成分(例如kbr、kcl、季銨試劑、水、乙二醇二甲醚和/或dme-peg)混合以產(chǎn)生混合物，其中所述混合物包含約0.1wt％到約1.0wt％醇。舉例來(lái)說(shuō)，醇包含c1-4醇。在其它實(shí)例中，醇包含甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、1-丁醇、仲丁醇、異丁醇、叔丁醇或其任何組合。且在一些實(shí)例中，混合物進(jìn)一步包含約0.25wt％到約0.75wt％叔丁醇。一些實(shí)施方案另外包含將c1-10二醇與znbr2和其它成分(例如kbr、kcl、季銨試劑、水、乙二醇二甲醚、dme-peg和/或醇)混合以產(chǎn)生混合物，其中所述混合物包含約0.25wt％到約5wt％(例如約0.5wt％到約4wt％)c1-10二醇。在一些實(shí)例中，二醇包含乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、己二醇或其任何組合。且在一些實(shí)例中，混合物進(jìn)一步包含約0.25wt％到約2.5wt％新戊二醇。一些實(shí)施方案另外包含將一或多種選自sn、in、ga、al、tl、bi、pb、sb、ag、mn或fe的添加劑與znbr2和其它成分(例如kbr、kcl、季銨試劑、水、乙二醇二甲醚、dme-peg、醇和/或c1-10二醇)混合，其中所述混合物包含少于1wt％一或多種選自sn、in、ga、al、tl、bi、pb、sb、ag、mn或fe的添加劑。舉例來(lái)說(shuō)，混合物包含少于1wt％sn和in。一些實(shí)施方案另外包含添加足夠量的hbr至混合物以賦予混合物約2到約4(約2.5到約3.5)的ph值。一些實(shí)施方案另外包含將乙酸與znbr2和其它成分(例如kbr、kcl、季銨試劑、水等)混合以產(chǎn)生混合物，其中所述混合物包含約0.1wt％到約2wt％(例如約0.3wt％到約1wt％)乙酸。一些實(shí)施方案另外包含將檸檬酸單水合物與znbr2和其它成分(例如kbr、kcl、季銨試劑、水等)混合以產(chǎn)生混合物，其中所述混合物包含約2wt％到約8wt％(例如約3wt％到約5wt％)檸檬酸單水合物。一些實(shí)施方案另外包含將檸檬酸二氫鉀單水合物與znbr2和其它成分(例如kbr、kcl、季銨試劑、水等)混合以產(chǎn)生混合物，其中所述混合物包含約2wt％到約8wt％(例如約3wt％到約5wt％)檸檬酸二氫鉀單水合物。在一些實(shí)施方案中，znbr2、kbr、kcl、水和一或多種季銨試劑在約15℃到約30℃的溫度(例如室溫)下混合。在一些實(shí)施方案中，znbr2、kbr、kcl、水和一或多種季銨試劑在攪動(dòng)下混合(例如攪拌混合物)。在一些實(shí)施方案中，本文所述的混合物任選進(jìn)行過(guò)濾。在一些實(shí)施方案中，本文所述的混合物進(jìn)行過(guò)濾。在一些實(shí)施方案中，本文所述的混合物不進(jìn)行過(guò)濾。b.電池組堆參看圖18-20，本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種電池組堆，其包含多個(gè)至少部分安置于鹵化鋅電解質(zhì)中并插入陰極末端組合件與陽(yáng)極末端組合件之間的雙極性電極。陰極末端組合件、陽(yáng)極末端組合件、鹵化鋅電解質(zhì)和雙極性電極包括本文所述的任何實(shí)施例。1.框架構(gòu)件在一些實(shí)施例中，本發(fā)明的電池組堆或電化學(xué)電池包含框架構(gòu)件114，其插入兩個(gè)相鄰雙極性電極之間或插入雙極性電極與末端組合件(例如末端陽(yáng)極組合件或末端陰極組合件)之間。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖23中所示，框架構(gòu)件具有外圍邊緣604和界定空心內(nèi)部區(qū)域606的內(nèi)部周圍邊緣608。內(nèi)部周圍邊緣608界定空心內(nèi)部區(qū)域，使得雙極性電極的陰極組合件緊鄰末端終板的內(nèi)表面或相鄰雙極性電極板的后表面而不被框架構(gòu)件干擾或阻擋。因此，空心內(nèi)部區(qū)域至少與末端終板的電化學(xué)活性區(qū)域一樣大，且至少與陰極組合件的陰極籠的袋形部分的減小表面一樣大。在一些實(shí)施例中，框架構(gòu)件被配置成使得空心內(nèi)部區(qū)域大約以框架構(gòu)件所容納的末端終板的電化學(xué)活性區(qū)域的中心和/或安置于雙極性電極的雙極性電極板上的陰極組合件的中心為中心。在一些實(shí)施例中，框架構(gòu)件的外圍界定電池組堆或電化學(xué)電池的外表面。在一些實(shí)施例中，框架構(gòu)件包括：第一側(cè)面614，其與第一雙極性電極板或末端終板相對(duì)并固持其；和第二側(cè)面616，其安置于框架構(gòu)件的與第一側(cè)面相對(duì)的側(cè)面上，其與第二雙極性電極板相對(duì)并固持其。第一和第二電極板和末端終板可被配置成具有基本上相同尺寸和形狀。在一些實(shí)施例中，框架構(gòu)件的各側(cè)面包括密封凹槽612，其圍繞內(nèi)部周圍邊緣延伸。在一些實(shí)例中，各密封凹槽大小和形狀被設(shè)定成符合由框架構(gòu)件固持的對(duì)應(yīng)雙極性電極板或末端終板的周圍邊緣的輪廓。且在一些實(shí)施例中，各密封凹槽被配置成用于容納位于其中的密封件116(圖21)(例如o形環(huán)或墊片)，當(dāng)電化學(xué)電池或電池組堆被組裝成用于提供電極板或終板與框架構(gòu)件之間的密封界面時(shí)，在密封件壓縮在對(duì)應(yīng)電極板或終板與框架構(gòu)件之間時(shí)，所述密封件形成基本上不漏的密封。密封件合作以將電解質(zhì)固持在相對(duì)電極平板與框架構(gòu)件之間或電極板、終板和框架構(gòu)件之間。在一些實(shí)施例中，框架構(gòu)件具有一或多個(gè)固持柵欄610，其凸起至空心內(nèi)部區(qū)域并在組裝電池組時(shí)限制壓板105或電極板移動(dòng)。在其它實(shí)施例中，一或多個(gè)固持柵欄可自內(nèi)部周圍邊緣延伸到內(nèi)部區(qū)域。在一些實(shí)例中，固持柵欄用以接觸陰極籠的基本上平坦表面(例如陰極籠的袋形部分)，其在朝向框架構(gòu)件的方向上遠(yuǎn)離電極板的前表面凸起。固持柵欄可減少或防止在電池組模塊充電期間陰極籠從平坦產(chǎn)生的彎曲和變形。固持柵欄可包括開口或切口以減輕框架構(gòu)件的整個(gè)重量。各框架構(gòu)件可由阻燃性聚丙烯纖維形成。各框架構(gòu)件可容納兩個(gè)相鄰電極板或電極板和末端終板。且電極板之一可包括一表面，其接合到具有碳材料和以層狀組態(tài)配置的隔板以及密封碳材料和隔板的陰極籠的陰極組合件。各框架也可容納電解質(zhì)水溶液(例如鹵化鋅電解質(zhì)或溴化鋅電解質(zhì))。如圖19中所示，與壓板相鄰安置的框架構(gòu)件可任選包括一或多個(gè)釋壓閥以釋放來(lái)自電化學(xué)電池或電池組堆內(nèi)的過(guò)度壓力。在一些實(shí)施例中，釋壓閥包括被配置成延伸穿過(guò)框架的模制托架和釋壓閥頂罩。2.壓板在一些實(shí)施例中，電化學(xué)電池或電池組堆包含一對(duì)壓板105、105a、105b，其位于電化學(xué)電池或電池組堆的端部。在一些實(shí)施例中，各壓板包括外表面512和安置于壓板的與外表面相對(duì)的側(cè)面上并與相鄰框架構(gòu)件相對(duì)的內(nèi)表面504。圖22展示與電化學(xué)電池或電池組堆的正(+)陽(yáng)極末端關(guān)聯(lián)的壓板的外表面和與電化學(xué)電池或電池組堆的負(fù)(-)陰極關(guān)聯(lián)的壓板的內(nèi)表面。在一些實(shí)施例中，壓板由6061-t6鋁形成并可通過(guò)沖壓來(lái)制造。在其它實(shí)施例中，壓板由不銹鋼形成并可通過(guò)機(jī)械加工來(lái)制造。在一些實(shí)施例中，末端孔502a、502b延伸穿過(guò)各壓板以暴露用于與連接/電力電纜電連接的對(duì)應(yīng)末端。在一些實(shí)施例中，壓板具有穿過(guò)壓板形成的通孔，其用以容納一或多個(gè)框架螺栓或系桿120。舉例來(lái)說(shuō)，第一列四(4)個(gè)通孔可沿各壓板的頂部邊緣隔開(例如均勻隔開)，且第二列四(4)個(gè)通孔可沿各壓板的底部邊緣隔開(例如均勻隔開)。各壓板的外表面可包括切口508以減輕壓板的重量并界定加強(qiáng)構(gòu)件，所述加強(qiáng)構(gòu)件在壓板接觸相鄰末端框架構(gòu)件時(shí)減少應(yīng)力集中。此外，切口可耗散電化學(xué)電池或電池組堆產(chǎn)生的熱。外表面和切口可界定一或多個(gè)通道510，其用以容納和傳送與暴露末端電連接的連接/電力電纜和/或用于組裝電池組模塊的線束。且在一些實(shí)施例中，壓板的各內(nèi)部表面具有一或多個(gè)切口。在一些實(shí)施例中，各壓板的內(nèi)表面可包括基本上平坦的表面，其用以嚙合相鄰框架構(gòu)件的外表面。在一些實(shí)施例中，各壓板的內(nèi)表面還界定凹入?yún)^(qū)域，所述凹入?yún)^(qū)域的尺寸和形狀被配置成用于容納接合到與對(duì)應(yīng)相鄰壓板關(guān)聯(lián)的末端終板并從其凸起的導(dǎo)電杯狀構(gòu)件的至少一部分。在一些實(shí)施例中，孔口可延伸穿過(guò)壓板終板的內(nèi)表面和外表面，代替凹入?yún)^(qū)域，以暴露導(dǎo)電杯狀構(gòu)件的至少一部分和末端。在本發(fā)明的電化學(xué)電池或電池組堆的一些實(shí)施例中，各框架構(gòu)件和各對(duì)壓板具有對(duì)應(yīng)通孔，所述通孔被配置成用于容納螺栓或系桿穿過(guò)其并用以使用扣件(例如螺母108和/或墊圈106、110)壓縮這些組件，從而組裝基本上密封的電化學(xué)電池或電池組堆。在各框架構(gòu)件的一些實(shí)施例中，各壓板、各末端終板和每個(gè)雙極性電極板具有一或多個(gè)對(duì)應(yīng)通孔，所述一或多個(gè)通孔用以將所述組件對(duì)準(zhǔn)，使得末端、導(dǎo)電杯狀構(gòu)件、陰極組合件和電化學(xué)活性區(qū)域在梢釘112穿過(guò)其放置時(shí)共享相同近似中心。在一些實(shí)施例中，電池組堆包含第一雙極性電極、第二雙極性電極和框架構(gòu)件114，其中所述框架構(gòu)件插入第一雙極性電極之間，框架構(gòu)件具有第一側(cè)面和第二側(cè)面，第一雙極性電極具有第一電極板且第二雙極性電極具有第二雙極性板；且其中框架構(gòu)件的第一側(cè)面被配置成用于容納第一電極板的前側(cè)的至少一部分，且框架構(gòu)件的第二側(cè)面被配置成用于容納第二電極板的背側(cè)的至少一部分。參看圖19和20，本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種界定縱向軸線l的雙極性電池組堆，雙極性電池組1000在電池組對(duì)應(yīng)近端和遠(yuǎn)端包含一對(duì)末端組合件104，各末端組合件包含導(dǎo)電杯狀構(gòu)件310，所述導(dǎo)電杯狀構(gòu)件包含末端壁312、側(cè)壁304和與末端壁由側(cè)壁隔開的邊緣306；以及末端終板302，其具有與末端壁共面并在向外表面處接合到對(duì)應(yīng)邊緣的外表面316和內(nèi)表面318，所述接合實(shí)現(xiàn)當(dāng)對(duì)應(yīng)末端壁與對(duì)應(yīng)末端電接觸時(shí)在對(duì)應(yīng)末端308與終板之間穿過(guò)杯狀構(gòu)件的雙向均勻電流。在一些實(shí)施例中，末端組合件對(duì)應(yīng)于上文參考圖12-17所述的末端組合件104。在一些實(shí)施例中，電池組堆1000進(jìn)一步包含至少一對(duì)在所述對(duì)末端組合件之間以平行方向布置的中間雙極性電極102、102'。在這些實(shí)施例中，中間電池包含用于在末端組合件之間分布電流的雙極性電極。各中間電池包含框架構(gòu)件114，其容納電池的組件。圖20提供圖19的電池組堆的分解圖。在一些實(shí)施例中，各電池組堆或電化學(xué)電池進(jìn)一步包含與終板302的外表面相對(duì)且可解除式緊固接觸的對(duì)應(yīng)壓板105a、105b，各壓板包含被配置成用于容納對(duì)應(yīng)末端308的孔口502a、502b。在這些實(shí)施例中的一些中，導(dǎo)電杯狀構(gòu)件的末端壁的至少一部分通過(guò)壓板的孔口暴露。在其它實(shí)施例中，末端壁和至少一部分側(cè)壁通過(guò)壓板的孔口暴露。圖7說(shuō)明具有穿過(guò)其形成的其對(duì)應(yīng)孔口的壓板。在其它實(shí)施例中，凹入?yún)^(qū)域可安置在各壓板的向內(nèi)表面，其被配置成用于容納對(duì)應(yīng)杯狀構(gòu)件。在這些實(shí)施例中，末端孔可穿過(guò)各壓板的凹入?yún)^(qū)域形成以暴露末端。在一些實(shí)施例中，壓板的向外/外表面包括切口以減輕壓板的整個(gè)重量并幫助耗散由電池組產(chǎn)生的熱。在一些實(shí)施例中，壓板包括開口，其可操作的容納由扣件固定的系桿和/或螺栓，以在組裝電池組堆時(shí)沿著縱向軸線l(圖19)將兩個(gè)壓板和插入框架構(gòu)件壓縮在一起。在一些實(shí)施例中，各對(duì)應(yīng)末端終板的電化學(xué)活性區(qū)域包含由對(duì)應(yīng)邊緣密封的第一表面區(qū)域和在對(duì)應(yīng)邊緣外圍外部的剩余第二表面區(qū)域，第一和第二表面區(qū)域基本上相等。在一些實(shí)施例中，各末端壁遠(yuǎn)離對(duì)應(yīng)終板的向外表面突出。在一些實(shí)施例中，末端壁之一在沿縱向軸線的近端方向遠(yuǎn)離對(duì)應(yīng)終板的向外表面突出，且另一個(gè)末端壁在沿縱向軸線的相對(duì)遠(yuǎn)端方向遠(yuǎn)離對(duì)應(yīng)終板的向外表面突出。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電杯狀構(gòu)件的末端壁在電化學(xué)電池組合件的近端和遠(yuǎn)端的對(duì)應(yīng)處暴露。在一些實(shí)施例中，電池組堆或電化學(xué)電池中末端組合件之一進(jìn)一步在與對(duì)應(yīng)導(dǎo)電杯狀構(gòu)件相對(duì)的側(cè)面上包含安置于對(duì)應(yīng)終板的內(nèi)表面上的陰極組合件202，所述陰極組合件插入終板內(nèi)表面與相鄰雙極性電極板的后表面之間。在一些實(shí)施例中，各邊緣居中于對(duì)應(yīng)終板的電化學(xué)活性區(qū)域內(nèi)。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)電杯狀構(gòu)件的各邊緣通過(guò)焊接件或膠粘劑接合到對(duì)應(yīng)終板的向外表面。在一些情況下，膠粘劑是導(dǎo)電性的。在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)導(dǎo)電杯狀構(gòu)件包含銅/鈦包層。在一些實(shí)施例中，至少一個(gè)導(dǎo)電杯狀構(gòu)件的內(nèi)表面包含銅。在其它實(shí)施例中，至少一個(gè)導(dǎo)電杯狀構(gòu)件的外表面包含鈦。在一些實(shí)施例中，各對(duì)應(yīng)末端接觸對(duì)應(yīng)末端壁的中心位置。在一些實(shí)施例中，邊緣包含從側(cè)壁向外徑向延伸的凸緣。iv.實(shí)例實(shí)例1a-電解質(zhì)配方用于下文描述的電解質(zhì)配方的成分為試劑級(jí)。表1：電解質(zhì)成分的成分本發(fā)明的電解質(zhì)如下調(diào)配：表2：電解質(zhì)1-1號(hào)配方(基礎(chǔ)配方)成分量(g)wt％znbr28536.31水9540.58kbr218.97kcl208.54乙酸1.110.47溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓4.962.12溴化四乙基銨6.12.6118-冠-60.550.23溴化十六烷基三甲基銨0.40.17總計(jì)：234.12100.00電解質(zhì)編號(hào)1-1產(chǎn)生未過(guò)濾的混濁混合物。電解質(zhì)編號(hào)1-2用相同量的相同成分調(diào)配，但此電解質(zhì)在測(cè)試前過(guò)濾。表3：電解質(zhì)1-3號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28534.82水9538.92kbr218.60kcl208.19乙酸1.110.45溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓4.962.03溴化四乙基銨6.12.5018-冠-60.550.23溴化十六烷基三甲基銨0.40.16檸檬酸104.10總計(jì)：244.12100.00表4：電解質(zhì)1-4號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28535.63水9539.82kbr218.80kcl208.38乙酸1.110.47溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓4.962.08溴化四乙基銨6.12.56dme-peg200041.68dme-peg200010.42溴化十六烷基三甲基銨0.40.17總計(jì)：238.57100.00測(cè)試電解質(zhì)配方3號(hào)以過(guò)濾與未過(guò)濾的混合物形式制備。表5：電解質(zhì)1-5號(hào)配方表6：電解質(zhì)1-6號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28536.31水9540.58kbr218.97kcl208.54乙酸1.110.47溴化1-丁基-1-甲基吡啶鎓4.962.12溴化三甲基丙基銨6.12.6118-冠-60.550.23溴化十六烷基三甲基銨0.40.17總計(jì)：234.12100.00表7：電解質(zhì)1-7號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28534.88水9538.98kbr218.62kcl208.21乙酸1.110.46溴化1-丁基-1-甲基吡啶鎓4.962.04溴化三甲基丙基銨6.12.5018-冠-60.550.23檸檬酸二氫鉀104.10總計(jì)：243.72100.00表8：電解質(zhì)1-8號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28536.37水9540.65kbr218.99kcl208.56乙酸1.110.47溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓4.962.12溴化四乙基銨6.12.6118-冠-60.550.24總計(jì)：234.12100.00表9：電解質(zhì)1-9號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28536.25水9540.52kbr218.96kcl208.53乙酸1.110.47溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓4.962.12溴化四乙基銨6.12.6018-冠-61.10.47溴化十六烷基三甲基銨0.20.09總計(jì)：234.47100.00表10：電解質(zhì)1-10號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28534.70水9538.78kbr218.57kcl208.16乙酸1.110.45溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓9.924.05溴化四乙基銨12.24.9818-冠-60.550.22溴化十六烷基三甲基銨0.20.08總計(jì)：244.98100.00表11：電解質(zhì)1-11號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28534.85水9538.95kbr218.61kcl208.20乙酸1.110.46溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓4.962.03溴化四乙基銨6.12.5018-冠-60.550.23溴化十六烷基三甲基銨0.20.08檸檬酸二氫鉀104.10總計(jì)：243.92100.00表12：電解質(zhì)1-12號(hào)配方表13：電解質(zhì)1-13號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28536.34水9540.61kbr218.98kcl208.55乙酸1.110.47溴化1-乙基-1-甲基嗎啉鎓4.962.12溴化四乙基銨6.12.6118-冠-60.550.24溴化十六烷基三甲基銨0.20.09總計(jì)：233.92100.00表14：電解質(zhì)1-14號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28536.34水9540.61kbr218.98kcl208.55乙酸1.110.47溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓4.962.12溴化三甲基丙基銨6.12.6118-冠-60.550.24溴化十六烷基三甲基銨0.20.09總計(jì)：233.92100.00表15：電解質(zhì)1-15號(hào)配方表16：電解質(zhì)1-16號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28534.69水9538.77kbr218.57kcl208.16乙酸1.110.45溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓9.924.05溴化四乙基銨12.24.9818-冠-60.550.22溴化十六烷基三甲基銨0.20.08sncl2·2h2o～0.0047～0.0019in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0010硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0106總計(jì)：～240.86～100.00表17：電解質(zhì)1-17號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28534.07水9538.08kbr218.42kcl208.02乙酸1.110.45溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓9.923.98溴化四乙基銨12.24.89dme-peg200041.60dme-peg100010.40溴化十六烷基三甲基銨0.20.08sncl2·2h2o～0.0047～0.0019in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0010硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0104總計(jì)：～249.46～100.00表18：電解質(zhì)1-18號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28534.00水9538.00kbr218.40kcl208.00乙酸1.110.44溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓9.923.97溴化四乙基銨12.24.8818-冠-60.550.22dme-peg200041.60dme-peg100010.40溴化十六烷基三甲基銨0.20.08sncl2·2h2o～0.0047～0.0019in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0010硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0104總計(jì)：～250.01～100.00表19：電解質(zhì)1-19號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28534.83水9538.93kbr5.32.17kcl29.812.21乙酸1.110.45溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓9.924.07溴化四乙基銨12.25.0018-冠-60.550.23dme-peg200041.64dme-peg100010.41溴化十六烷基三甲基銨0.10.04sncl2·2h2o～0.0047～0.0019in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0010硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0107總計(jì)：～244.01～100.00表20：電解質(zhì)1-20號(hào)配方表21：電解質(zhì)1-21號(hào)配方成分量(g)wt％znbr267.528.70水9540.39zncl210.64.51kcl33.214.12乙酸1.110.47溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓9.924.22溴化四乙基銨12.25.1918-冠-60.550.23dme-peg200041.70dme-peg100010.43溴化十六烷基三甲基銨0.10.04sncl2·2h2o～0.0047～0.0020in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0011硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0111總計(jì)：～235.21～100.00表22：電解質(zhì)1-22號(hào)配方表23：電解質(zhì)1-23號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28532.92水9536.80kbr218.13kcl207.75乙酸1.110.43溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓14.885.77溴化四乙基銨18.37.0918-冠-62.751.07溴化十六烷基三甲基銨0.10.04sncl2·2h2o～0.0047～0.0018in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0010硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0101總計(jì)：～258.17～100.00表24：電解質(zhì)1-24號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28534.40水9538.44kbr218.50kcl208.09乙酸1.110.45溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓11.924.82溴化四乙基銨10.24.1318-冠-62.751.11溴化十六烷基三甲基銨0.10.04sncl2·2h2o～0.0047～0.0019in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0010硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0105總計(jì)：～247.11～100.00表25：電解質(zhì)1-25號(hào)配方表26：電解質(zhì)1-26號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28534.40水9538.44kbr218.50kcl208.09乙酸1.110.45溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓9.924.01溴化四乙基銨12.24.9418-冠-62.751.11溴化十六烷基三甲基銨0.10.04sncl2·2h2o～0.0047～0.0019in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0010硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0105總計(jì)：～247.11～100.00表27：電解質(zhì)1-27號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28534.71水9538.79kbr218.57kcl208.17乙酸1.110.45溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓9.924.05溴化三乙基甲基銨12.24.9818-冠-60.550.22溴化十六烷基三甲基銨0.10.04sncl2·2h2o～0.0047～0.0019in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0010硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0106總計(jì)：～244.91～100.00表28：電解質(zhì)1-28號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28536.37水9540.65kbr218.99kcl208.56乙酸1.110.47溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓9.924.24溴化四乙基鏻10.4318-冠-60.550.24溴化十六烷基三甲基銨0.10.04sncl2·2h2o～0.0047～0.0020in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0011硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0111總計(jì)：～233.71～100.00表29：電解質(zhì)1-29號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28534.79水9538.89kbr218.60kcl208.19丙酸0.50.20溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓9.924.06溴化四乙基鏻12.24.9918-冠-60.550.23溴化十六烷基三甲基銨0.10.04sncl2·2h2o～0.0047～0.0019in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0010硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0106總計(jì)：～244.30～100.00表30：電解質(zhì)1-30號(hào)配方表31：電解質(zhì)1-31號(hào)配方成分量(g)wt％znbr28534.71水9538.79kbr218.57kcl208.17乙酸1.110.45溴化1-乙基-4-甲基吡啶鎓9.924.05溴化四乙基鏻12.24.9818-冠-60.550.22溴化十六烷基三甲基銨0.10.04sncl2·2h2o～0.0047～0.0019in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0010硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0106總計(jì)：～244.91～100.00在此實(shí)例1中，測(cè)試含有本發(fā)明的各種季銨試劑的電解質(zhì)以評(píng)估季銨試劑對(duì)溴化鋅電化學(xué)電池的功率和穩(wěn)定性的作用。圖32說(shuō)明針對(duì)測(cè)試且歸類為銨絡(luò)合劑、吡啶鎓或吡咯烷鎓絡(luò)合劑或咪唑鎓絡(luò)合劑的大部分季銨試劑，所觀測(cè)到的功率和穩(wěn)定性的典型范圍。穩(wěn)定電解質(zhì)，即在60℃下暴露于br2七天后顯示ph值微小改變的電解質(zhì)是所需的。具有更快br2動(dòng)力學(xué)，即在還原br的塔菲爾(tafel)限制電流下更大的最大功率的電解質(zhì)將產(chǎn)生具有更高功率的電池且也是所需的。ph穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)在此實(shí)例1中，對(duì)以上各電解質(zhì)進(jìn)行穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)以確定電解質(zhì)配方中的成分是否穩(wěn)定或當(dāng)在60℃下暴露于br2七天時(shí)經(jīng)歷ph顯著改變。在以上配方中，將znbr2、去離子水(di水)、kbr和kcl添加到500ml燒瓶并攪拌，直到所有鹽都溶解(約30分鐘)。接著添加乙酸，接著攪拌約5分鐘，接著添加冠醚(當(dāng)存在時(shí))、dme-peg(當(dāng)存在時(shí))和任何其它有機(jī)成分。接著添加季銨試劑，接著氯化錫二水合物(當(dāng)存在時(shí))和銦-硝酸溶液(當(dāng)存在時(shí))混合到配方。最后，濃hbr酸添加到以上各配方中以調(diào)整ph值到約3。200克電解質(zhì)置于琥珀色瓶中。使用琥珀色瓶以保持光遠(yuǎn)離感光性溴。測(cè)量電解質(zhì)的ph值。將3.75克溴添加到電解質(zhì)且所得混合物小心震蕩至少二十秒。接著在震蕩瓶震蕩后獲取外加溴的電解質(zhì)的ph值。隨后，將一片封口膜包裹在琥珀色瓶的頂部/蓋子周圍以使其氣密，并將外加的電解質(zhì)置于烘箱中60℃下7天。在7天時(shí)間后，測(cè)量外加電解質(zhì)的ph值(冷卻到室溫后)以評(píng)估溴對(duì)電解質(zhì)成分的作用。在測(cè)量和標(biāo)注一周溶液的ph值后，其必須用封口膜重新包裹且必須再次置于烘箱中。如果在外加溴并經(jīng)受高溫7天時(shí)間后電解質(zhì)配方的初始ph值改變不超過(guò)約1.0的值，則其表征為穩(wěn)定。功率實(shí)驗(yàn)各外加溴的電解質(zhì)添加到3頸圓底燒瓶。玻璃碳工作電極添加到燒瓶第一頸，zn金屬相對(duì)電極添加到燒瓶第二頸，且飽和甘汞參考電極添加到燒瓶第三頸。所有電極都浸沒(méi)在燒瓶中的外加電解質(zhì)中。進(jìn)行線性掃描伏安法(lsv)實(shí)驗(yàn)，其中電位相對(duì)于飽和甘汞電極從1.3v到0.4v掃描。電壓以1mv/s的速率掃描。br-氧化和br2還原的所得電流作為電壓的函數(shù)測(cè)量。在br2還原期間實(shí)現(xiàn)的最大功率通過(guò)還原br2的限制電流乘以在所述限制電流下實(shí)現(xiàn)的最高電壓計(jì)算。還原br2的最大功率通常在相對(duì)于飽和甘汞電極約0.4v實(shí)現(xiàn)。穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)和功率實(shí)驗(yàn)的結(jié)果提供于圖32-34中。實(shí)例1b-包括實(shí)例1a的電解質(zhì)配方的電化學(xué)電池參看圖35-38，將如以上實(shí)例1a中所述調(diào)配之所選電解質(zhì)添加至干電化學(xué)測(cè)試電池，評(píng)估這些電池隨充電循環(huán)次數(shù)而變的放電容量、庫(kù)倫效率、運(yùn)行時(shí)間和能量效率。此實(shí)例中所用的干電池如圖1中所示形成。每個(gè)測(cè)試電池都包括卡爾岡碳(calgoncarbon)zorflexaccfm-10碳布隔板，其使用包在相同形狀的zrn中的鋼制模具切割成矩形(寬度約5.31cm，長(zhǎng)度約12.076cm)。碳材料與20kgptfe分散液(60wt％)(杜邦(dupont)disp30ptfe分散液)、10kg卡博特pbx52碳黑、1kg碳纖維(3mm)、10kg阿克蘇諾貝爾凱琴碳黑ec600jd碳黑和10kg去離子水一起調(diào)配。無(wú)水成分預(yù)混合于具有抗靜電滾筒襯墊的55加侖滾筒中以形成相對(duì)均質(zhì)混合物，向其中添加ptfe分散液和去離子水，并攪拌所得混合物以產(chǎn)生面團(tuán)物質(zhì)。面團(tuán)物質(zhì)成塊(長(zhǎng)度約5.24cm，寬度約3.94cm，厚度約3.7mm)并經(jīng)鍋爐干燥，以去除水分，從而形成碳物質(zhì)塊。這些塊中的三者添加到測(cè)試電池中的陰極籠。電極板和末端板由用tic涂布的鈦金屬(可購(gòu)自賓夕法尼亞州埃克斯頓的鈦金屬公司(titaniummetalscorporation,exton,pa))形成并成形為具有45°斜切拐角的板(長(zhǎng)度約13.5cm，寬度約8.375cm，厚度約0.005cm)。對(duì)陰極籠進(jìn)行沖壓以具有袋形部分的減小表面區(qū)域(長(zhǎng)度約5.187cm，寬度約11.952cm)，且陰極籠從一個(gè)凸緣的外圍邊緣到相對(duì)凸緣的外圍邊緣的寬度得到總長(zhǎng)度約5.73cm且全寬度約12.495cm，且袋形深度約0.157cm。經(jīng)調(diào)變的孔圖案用酸化學(xué)蝕刻到陰極籠的袋形部分的減小表面區(qū)域中，其中沿行相鄰孔的中心在x方向上間隔約0.065cm且每?jī)尚性趛方向上間隔約0.152cm。陰極籠負(fù)載有隔板和3塊碳物質(zhì)以形成陰極組合件，其被激光焊接在電極板上，與電極板的底部邊緣的偏移為約0.694cm，且與電極板的每個(gè)側(cè)邊的偏移為約0.502cm。陰極組合件沿陰極籠的凸緣被激光焊接至電極板。在與陰極組合件相對(duì)的雙極性電極板的表面上，激光焊接導(dǎo)電杯狀構(gòu)件，使得杯狀構(gòu)件的中心近似與陰極籠的減小表面的中心對(duì)準(zhǔn)或以其為中心。因此，此組件用作測(cè)試電池的末端陰極組合件和雙極性電極。末端陽(yáng)極組合件同樣由尺寸基本上與具有被激光焊接到末端陽(yáng)極終板的外表面，使得杯狀構(gòu)件的中心近似與末端陰極組合件的杯狀構(gòu)件的中心共線的橢圓形杯狀構(gòu)件的雙極性電極板相同的末端終板形成。導(dǎo)電杯狀構(gòu)件由沖壓的碳化鈦物質(zhì)形成。最終通過(guò)其中容納密封環(huán)的單一高密度聚乙烯框架構(gòu)件插入末端陽(yáng)極組合件與末端陰極組合件之間并將組件壓縮在兩個(gè)相對(duì)6061-t6鋁壓縮板之間，來(lái)組裝測(cè)試電池。將干電池組用下文描述的所選電解質(zhì)構(gòu)筑并滿載。對(duì)于這些實(shí)驗(yàn)，如實(shí)例2中所述的對(duì)照電解質(zhì)1號(hào)用于對(duì)照電化學(xué)電池中。在電池循環(huán)期間，電池充電到750mah并以20ma/cm2放電。此測(cè)試的結(jié)果提供于圖35-38中。實(shí)例2-電解質(zhì)2-1號(hào)雙極性靜態(tài)(不流動(dòng))電池測(cè)試：以下電解質(zhì)配方在如圖18-20中所示的電池組堆中測(cè)試。電池組堆的28個(gè)雙極性電極每一者都包括卡爾岡碳zorflexaccfm-10碳布隔板，其使用包在相同形狀的zrn中的鋼制模具切割成矩形(寬度約5.31cm，長(zhǎng)度約12.076cm)。碳材料與20kgptfe分散液(60wt％)(杜邦disp30ptfe分散液)、10kg卡博特pbx52碳黑、1kg碳纖維(3mm)、10kg阿克蘇諾貝爾凱琴碳黑ec600jd碳黑和10kg去離子水一起調(diào)配。無(wú)水成分預(yù)混合于具有抗靜電滾筒襯墊的55加侖滾筒中以形成相對(duì)均質(zhì)混合物，向其中添加ptfe分散液和去離子水，并攪拌所得混合物以產(chǎn)生面團(tuán)物質(zhì)。面團(tuán)物質(zhì)成塊(長(zhǎng)度約5.24cm，寬度約3.94cm，厚度約3.7mm)并經(jīng)鍋爐干燥，以去除水分，從而形成碳物質(zhì)塊。這些塊中的三者添加到測(cè)試電池中的陰極籠。雙極性電極板由用tic涂布的鈦金屬(可購(gòu)自賓夕法尼亞州?？怂诡D的鈦金屬公司)形成并成形為具有45°斜切拐角的板(長(zhǎng)度約13.5cm，寬度約8.375cm，厚度約0.005cm)。對(duì)陰極籠進(jìn)行沖壓以具有袋形部分的減小表面區(qū)域(長(zhǎng)度約5.187cm，寬度約11.952cm)，且陰極籠從一個(gè)凸緣的外圍邊緣到相對(duì)凸緣的外圍邊緣的寬度得到總長(zhǎng)度約5.73cm且全寬度約12.495cm，且袋形深度約0.157cm。經(jīng)調(diào)變的孔圖案用酸化學(xué)蝕刻到陰極籠的袋形部分的減小表面區(qū)域中，其中沿行相鄰孔的中心在x方向上間隔約0.065cm且每?jī)尚性趛方向上間隔約0.152cm。陰極籠負(fù)載有隔板和3塊碳物質(zhì)以形成陰極組合件，其被激光焊接在電極板上，與電極板的底部邊緣的偏移為約0.694cm，且與電極板的每個(gè)側(cè)邊的偏移為約0.502cm。陰極組合件沿陰極籠的凸緣被激光焊接至電極板。末端陰極組合件通過(guò)在雙極性電極上，如上所述在與陰極組合件相對(duì)的側(cè)面上激光焊接導(dǎo)電杯狀構(gòu)件而形成，使得杯狀構(gòu)件的中心近似與陰極組合件的減小表面的中心對(duì)準(zhǔn)或以其為中心。末端陽(yáng)極組合件同樣由尺寸基本上與具有被激光焊接到末端陽(yáng)極終板的外表面，使得杯狀構(gòu)件的中心近似與末端陰極組合件的杯狀構(gòu)件的中心共線的橢圓形杯狀構(gòu)件的雙極性電極板相同的末端終板形成。導(dǎo)電杯狀構(gòu)件由沖壓的碳化鈦物質(zhì)形成。將與末端陰極組合件的相對(duì)陰極組合件的減小表面對(duì)應(yīng)的末端陽(yáng)極終板的一部分內(nèi)表面噴沙以提供粗糙表面。通過(guò)高密度聚乙烯框架構(gòu)件插入1)陰極末端終板與雙極性電極之間，2)每個(gè)雙極性電極之間，和3)末端陽(yáng)極終板與雙極性電極之間，組裝測(cè)試電池組堆，需要總共30個(gè)框架構(gòu)件。30個(gè)框架構(gòu)件每一者具有位于其第一表面上的密封環(huán)和位于其第二表面上的密封環(huán)。兩個(gè)相對(duì)6061-t6鋁壓板使用系桿和扣件與相鄰組件相抵來(lái)壓縮30個(gè)框架構(gòu)件，如圖18-20中所示。將干電池組堆用下文描述的電解質(zhì)構(gòu)筑并滿載。對(duì)照電解質(zhì)1號(hào)：對(duì)照電解質(zhì)1號(hào)的配方是基于美國(guó)專利第4,482,614號(hào)中描述的式。對(duì)照電解質(zhì)1號(hào)如下調(diào)配：表32：對(duì)照電解質(zhì)1號(hào)的配方成分量wt％znbr2675g67.5nh4cl100g10peg15g1.5di水210g21總計(jì)：1000g100對(duì)照電解質(zhì)2號(hào)：對(duì)照電解質(zhì)2號(hào)的配方是基于以下中所述的式：嚴(yán)政勛,嚴(yán)賢孫,雷元浩等人,表面活性劑對(duì)鋅/溴氧化還原液流電池的性能的作用：電流效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高,電源雜志275(2015)294-297(yan,junghoon,yan,hyeonsun,ra,howonetal.effectofasurfaceactiveagentonperformanceofzing/bromineredoxflowbatteries:improvementincurrentefficiencyandsystemstability,journalofpowersources275(2015)294-297)。對(duì)照電解質(zhì)2號(hào)如下調(diào)配：表33：對(duì)照電解質(zhì)2號(hào)的配方成分量wt％znbr2507g50.7zncl268g6.8溴化n-甲基-n-乙基吡咯烷鎓155g15.5di水270g27總計(jì)：1000g100電解質(zhì)配方2-1：本發(fā)明的電解質(zhì)如下調(diào)配：表34：測(cè)試電解質(zhì)2-1號(hào)配方成分量znbr2345gkbr85.2gkcl81.2g四乙二醇二甲醚32.5gdme-peg200016.2g溴化四乙基銨25.5gmembr8.5g新戊二醇16.2g叔丁醇4.1gdi水385gsncl2·2h2o10ppmin10ppm此電解質(zhì)的ph值用濃hbr調(diào)至3。對(duì)于這些測(cè)試，每種電解質(zhì)負(fù)載到兩個(gè)測(cè)試堆中以提供雙重測(cè)試數(shù)據(jù)(即n＝2)。每個(gè)測(cè)試堆最初以38.0v的恒定電壓充電，在15分鐘或小于100ma終止。繼續(xù)在+7.16安培恒定電流下充電，在58.5v或30ah總累積電荷下終止。電池在-8.0a恒定電流下放電，在33v下終止。結(jié)果：參看圖28、29a和29b，電池組堆能量(wh)作為充電循環(huán)次數(shù)函數(shù)的曲線證實(shí)使用測(cè)試電解質(zhì)的測(cè)試堆比對(duì)照電解質(zhì)中的任一者在更多個(gè)充電循環(huán)期間維持更大充電和放電能量。且電池組電容(ah)作為充電循環(huán)次數(shù)函數(shù)的曲線證實(shí)使用電解質(zhì)2-1配方的測(cè)試堆比對(duì)照電解質(zhì)中的任一者在更多個(gè)充電循環(huán)期間維持更大充電電容。實(shí)例3：陰極籠孔圖案陰性對(duì)照-如實(shí)例1b中描述，形成兩個(gè)干測(cè)試電池，其中例外為此兩個(gè)電池中的陰極籠在陰極籠的袋形部分上具有一系列未調(diào)變孔。將干測(cè)試電池用對(duì)照電解質(zhì)1號(hào)滿載并充電。測(cè)試電池-如實(shí)例1b中描述形成三個(gè)干測(cè)試電池，在陰極籠的袋形部分的減小表面上包括調(diào)變孔圖案。干測(cè)試電池用對(duì)照電解質(zhì)1號(hào)滿載并充電。參看圖30a-31c，在充電后，將測(cè)試電池解構(gòu)并評(píng)估鍍覆在電池的陽(yáng)極表面上的鋅。圖30a和30b展示陰性對(duì)照測(cè)試電池中的鋅鍍覆，而圖31a-31c展示測(cè)試電池上的鋅鍍覆。圖30a-31c說(shuō)明對(duì)由在相應(yīng)袋形區(qū)域上具有調(diào)變孔圖案的陰極籠形成的測(cè)試電池所觀測(cè)到的增強(qiáng)的鋅鍍覆。如圖30a和30b中所示，當(dāng)對(duì)應(yīng)陰極籠具有一系列未調(diào)變孔時(shí)，鋅金屬以不規(guī)律圖案沉積。相比之下且如圖31a、31b和31c中所示，當(dāng)對(duì)應(yīng)陰極籠具有一系列調(diào)變孔時(shí)，鋅金屬以更規(guī)則和完整的圖案沉積。實(shí)例4：電池組堆性能參看圖24、25a、25b、26、27a和27b，如實(shí)例1中所述的測(cè)試堆經(jīng)歷充電/放電循環(huán)，以評(píng)估測(cè)試堆的性能特性。來(lái)自此測(cè)試的數(shù)據(jù)繪制于此實(shí)例3中所提及的圖中。實(shí)例5：電解質(zhì)中的溴化烷基銨以下電解質(zhì)如下調(diào)配：表35：電解質(zhì)編號(hào)5-1配方成分量(g)wt％znbr28534.71水9538.79kbr218.57kcl208.17乙酸1.110.45溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓9.924.05氯化氯乙基銨12.24.9818-冠-60.550.22溴化十六烷基三甲基銨0.10.04sncl2·2h2o～0.0047～0.0019in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0010硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0106總計(jì)：～244.91～100.00表36：電解質(zhì)編號(hào)5-2配方成分量(g)wt％znbr28534.73水9538.82kbr218.58kcl208.17乙酸1.110.45溴化1-乙基-4-甲基吡啶鎓9.924.05溴化四乙基銨6.02.45溴化三甲基丙基銨6.02.4518-冠-60.550.22溴化十六烷基三甲基銨0.10.04sncl2·2h2o～0.0047～0.0019in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0010硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0106總計(jì)：～244.71～100.00表37：電解質(zhì)編號(hào)5-3配方成分量(g)wt％znbr28534.73水9538.82kbr218.58kcl208.17乙酸1.110.45溴化1-乙基-4-甲基吡啶鎓9.924.05溴化四乙基銨6.02.45溴化三乙基甲基銨6.02.4518-冠-60.550.22溴化十六烷基三甲基銨0.10.04sncl2·2h2o～0.0047～0.0019in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0010硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0106總計(jì)：～244.71～100.00表38：電解質(zhì)編號(hào)5-4配方表39：電解質(zhì)編號(hào)5-5配方成分量(g)wt％znbr28534.73水9538.82kbr218.58kcl208.17乙酸1.110.45溴化1-乙基-4-甲基吡啶鎓9.924.05溴化四乙基銨6.02.45溴化三乙基-n-甲氧基甲基銨6.02.4518-冠-60.550.22溴化十六烷基三甲基銨0.10.04sncl2·2h2o～0.0047～0.0019in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0010硝酸(來(lái)自溶液)～0.026～0.0106總計(jì)：～244.71～100.00如實(shí)例2中所述，將此實(shí)例中的每種溶液負(fù)載到干電池組堆中。每個(gè)測(cè)試堆最初用38.0v的恒定電壓充電，在15min或小于100ma時(shí)終止。在+7.16amp恒定電流下繼續(xù)充電，在58.5v或30ah總累積電荷下終止。電池在-8.0a恒定電流下放電，在33v下終止。每個(gè)測(cè)試堆的循環(huán)伏安法的曲線圖提供于圖39中。其它實(shí)施例顯然，以上僅僅涉及本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例并在不背離如以下權(quán)利要求書和其相等物所界定的本發(fā)明的精神和范文下可進(jìn)行大量改變和修改。當(dāng)前第1頁(yè)12