本發(fā)明涉及金屬空氣電池，特別是涉及鋁空氣電池。本發(fā)明還涉及包括至少兩個這樣的電池的電池系統(tǒng)。另外，本發(fā)明涉及配備有至少一個這樣的電池或者至少一個這樣的電池系統(tǒng)的配備電動機的車輛。最后，本發(fā)明涉及操作這樣的電池的方法。

背景技術(shù)：

金屬氣體電池通常為初級電池，即，不能充電的伽凡尼電池(galvaniccell)，其通過相應的金屬與空氣氧化的化學反應而產(chǎn)生特定的電壓。這樣的初級電池也能夠被稱作燃料電池。與初級電池相反，二次電池，即所謂的蓄電池是可充電的。

從WO2012/156972A1已知用于鋅空氣電池的示例性結(jié)構(gòu)。

從WO2013/150519A1已知用于在可充電電池中重復使用的鋅電極。

從WO2013/128445A1已知一種金屬空氣電池，其中，消耗的燃料，即，鋅，通過液化劑的幫助而排放。

從WO2013/150520A1已知一種金屬空氣電池，其為了將電池轉(zhuǎn)換為待機模式而通過清洗液輻射電解液。

從WO2013/150521A1已知一種金屬空氣電池，其根據(jù)需要更新電解液。

從WO2014/009951A1已知以通過對金屬電池和相應的蓄電池的電源要求的分配而實現(xiàn)電源要求改變的方式將金屬電池與可充電能量儲存裝置連接，即，與蓄電池連接。由此，金屬電池通過蓄電池緩沖，并且由于電源波動能夠通過蓄電池抵消，所以金屬電池能夠被相對持續(xù)地操作。

從DE112010002707T5、DE112009000223T5、DE102011002549A1、DE102013107033A1以及DE2417571A1已知用于可充電電池的控制。

對于在電動車輛中的使用金屬空氣電池能夠是高度令人感興趣的，因為它們具有非常高的化學能量密度。通過這樣的金屬空氣電池的幫助，相比于蓄電池，電動車的行駛范圍能夠因此被顯著地增加。

金屬空氣電池的情況下產(chǎn)生的問題是電源控制的實現(xiàn)，這使得動態(tài)適應成為可能，以適合電能的車輛，所述電能能夠通過金屬空氣電池的幫助被供給至車輛當前所需的電能。在具有電動機驅(qū)動的車輛的情況下，所需的電能經(jīng)受通常從非靜止驅(qū)動操作產(chǎn)生的波動。如果金屬空氣電池被設計為用于高輸出，則甚至在特別是當只需要相對小的輸出時電池的壽命被縮短。因此，通常需要例如連同作為電源緩沖的蓄電池的復雜的電源控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決如下問題：提出一種用于金屬空氣電池的、或者用于相關操作方法的、或者用于配備有這樣的金屬空氣電池的車輛的改進的實施例，其特征特別是在于電池的高效率和長使用壽命。而且，期望電池的對于變化的電源需要的簡單的適應性。

根據(jù)本發(fā)明，該問題通過獨立權(quán)利要求的主題解決。有益的實施例為從屬權(quán)利要求的主題。

關于金屬空氣電池，本發(fā)明基于如下的主要構(gòu)思：在中空圓柱形的陰極中布置金屬的陽極，所述陰極轉(zhuǎn)而布置在電池的外殼中。在徑向上電解液空間位于陽極和陰極之間。在徑向上空氣空間位于陰極和外殼之間。由此，獲得了非常緊湊的電池結(jié)構(gòu)，其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)高的功率密度。而且，該結(jié)構(gòu)一方面對于電解液且另一方面對于空氣使得特別有利的流動路徑成為可能。因此，設置有穿過外殼的空氣路徑，其從流體地連接至空氣室的外殼的空氣入口通向流體地連接至空氣室的外殼的空氣出口。在空氣供給裝置的幫助下，因此能夠產(chǎn)生跟隨空氣路徑且沖擊陰極的氣流。而且，設置有穿過外殼的電解液路徑，其從流體地連接至電解液室的外殼的電解液入口通向流體地連接至電解液室的外殼的電解液出口。在電解液供給裝置的幫助下，現(xiàn)在能夠產(chǎn)生跟隨電解液路徑且沖擊陽極和陰極的電解液流。通過外殼、空氣室、陰極、電解液室以及陽極的共軸布置，對于空氣路徑和電解液路徑能夠?qū)崿F(xiàn)低流動阻力，以便一方面對于沿著空氣路徑的空氣且另一方面對于沿著電解液路徑的電解液能夠?qū)崿F(xiàn)特別大的容積流量。因此，特別容易地在陰極上能夠補充足夠的氧氣。在陽極上，能夠額外地補充足夠的未使用的電解液并且排出消耗的電解液。在本文中被流體“沖擊”的主體意味著不管流體是否通過正壓被供給或者通過負壓被吸入，相應的流體接觸主體。

而且特別地能夠構(gòu)造空氣供給裝置使得空氣的沿著空氣路徑的容積流量可調(diào)節(jié)，即，在相對大的范圍中可變化。同樣地，能夠容易地構(gòu)造電解液供給裝置使得電解液的容積流量可調(diào)節(jié)，即，在相對大的范圍中可變化。以這種方式，在金屬空氣電池上能夠分出的電源特別通過使電解液流變化而能夠容易地液壓地調(diào)節(jié)和/或通過使氣流變化而能夠容易地氣壓地調(diào)節(jié)。

根據(jù)優(yōu)選的實施例的金屬空氣電池被構(gòu)造為鋁空氣電池，使得陽極包括暴露至電解液的、包括鋁合金或由鋁合金組成的陽極主體。

根據(jù)有益的實施例，能夠設置用于運轉(zhuǎn)金屬空氣電池的控制裝置，其一方面電連接至空氣供給裝置并且另一方面電連接至電解液供給裝置?，F(xiàn)在能夠?qū)刂蒲b置進行構(gòu)造或編程，使得作為金屬空氣電池的當前電源要求的功能，其激活用于產(chǎn)生適于該電源要求的氣流的空氣供給裝置和/或激活用于產(chǎn)生適于該電源要求的電解液流的電解液供給裝置。使電解液的容積流量變化和/或能夠從金屬空氣電池分出的電源能夠變化。由于空氣和/或電解液的容積流量能夠相對容易且相對快速地在相對寬的范圍中變化，所以能夠從金屬空氣電池分出的電源能夠通過再次引入的步驟而相對快速地適應當前要求的電源。特別地，設置在金屬空氣電池上且能夠分出的電源通過降低空氣流和/或電解液流也能夠在短時間內(nèi)適應低的電源要求，其結(jié)果是，金屬空氣電池的使用壽命能夠被顯著地延長。在此引入的開環(huán)或閉環(huán)電源控制液壓地或液氣壓地運轉(zhuǎn)。

特別地，將當前的電源要求作為設定點值并且將在金屬空氣電池的電或產(chǎn)生電流的接點上測量的電源進行作為實際值進行考慮，控制裝置能夠?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)電源控制。通過設定點-實際值的比較，控制裝置能夠因此跟蹤用于電解液和/或用于空氣的容積流量。

根據(jù)另一個有益的進一步的發(fā)展，能夠?qū)刂蒲b置進行構(gòu)造或編程，使得作為當前電源要求的功能其激活用于產(chǎn)生適于該電源要求的電解液流的電解液供給裝置，并且激活用于產(chǎn)生適于已適應的電解液流的空氣流的空氣供給裝置。換言之，控制裝置起初在第一步驟中確定當前的電源要求所需的電解液的容積流量并且因此激活電解液供給裝置。在幾乎能夠與前述的第一步驟同時進行的第二步驟中，控制裝置依據(jù)已確定的電解液容積流量確定為此目的所需的空氣容積流量并且因此激活空氣供給。

通過另一個有益的進一步的發(fā)展，能夠提供的是，對控制裝置進行構(gòu)造或編程，使得其激活用于排空用于切斷金屬空氣電池的電解液的電解液路徑。通過這樣的電解液路徑的排空，特別是電解液室的排空，金屬空氣電池中的陽極與電解液之間的化學反應被完全中斷，其結(jié)果是，大大地減少了陽極的分解或者溶解。因此延長了電池的使用壽命。

通過另一個有益的實施例，陽極能夠繞其縱向中心軸線在外殼上可旋轉(zhuǎn)地旋轉(zhuǎn)。通過陽極的相對外殼的旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)陽極的相對于靜止的外殼的旋轉(zhuǎn)。在此，陽極也相對于陰極旋轉(zhuǎn)，所述陰極相對于外殼可旋轉(zhuǎn)地固定。旋轉(zhuǎn)的陽極改善了關于具有電解液的陽極的流動循環(huán)。同時，反應產(chǎn)物由于離心力而能夠更好地從陽極分離，所述陽極擴大了用于電解的陽極的表面積。

假設陽極可旋轉(zhuǎn)地布置在外殼上，原則上能夠設置例如通過電動機的對應的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從而使陽極旋轉(zhuǎn)。可替換地，能夠提供的是，陽極被構(gòu)造，使得陽極的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電解液路徑中的電解液。這賦予了額外的功能。在此，進一步的發(fā)展是特別有益的，其中陽極在其暴露至電解液室的外側(cè)包括通過旋轉(zhuǎn)的陽極驅(qū)動電解液流的流動引導結(jié)構(gòu)?？上氲教貏e是螺旋地布置的移動的葉片。

根據(jù)另一個實施例，能夠提供的是，陽極由電解液流驅(qū)動，即，液壓地驅(qū)動。為此目的，電解液路徑被引導經(jīng)過陽極，使得電解液流旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動陽極。因此，電解液流的動能被利用，從而使陽極旋轉(zhuǎn)。因此能夠省略額外的耗能的電驅(qū)動。

根據(jù)有益的進一步的發(fā)展，電解液入口能夠與電解液室相切地布置在電解液室的第一端區(qū)域，同時電解液出口布置在電解液室的第二端區(qū)域，特別是沿軸向布置。通過電解液入口和電解液出口的間隔的布置，對于電解液實現(xiàn)了電解液室的幾乎軸向的通流。通過電解液入口的相切布置，在電解液室中實現(xiàn)了螺旋的通流，其也能夠被稱作渦流。通過表面摩擦，渦流導致了陽極的旋轉(zhuǎn)運動。在這種情況下的相切布置能夠在空氣室或陰極的橫截面中發(fā)現(xiàn)，其垂直于陰極的縱向中心軸線延伸。

額外地或可替換地，陽極能夠包括在其暴露至電解液室的外側(cè)的流動引導結(jié)構(gòu)，其當陽極被電解液流沖擊時向陽極傳遞轉(zhuǎn)矩。因此，電解液流的動能能夠被具體地用于驅(qū)動陽極。

通過電解液的對應的容積流量，陽極的旋轉(zhuǎn)能夠以相對高的轉(zhuǎn)速進行，所述相對高的轉(zhuǎn)速能夠被特別選擇為高的以便產(chǎn)生使反應產(chǎn)物能夠從陽極分離的足夠的離心力。例如可想到直到每分鐘300轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。

外殼實際上是絕緣的或者由例如塑料的電絕緣材料制造。陽極在外殼中的布置優(yōu)選地進行，使得陽極的縱向中心軸線并且因此陰極的縱向中心軸線在電池被使用的狀態(tài)下也基本上豎直地延伸。

根據(jù)另一個有益的實施例，陽極或陽極主體能夠被呈圓柱形地構(gòu)造并且機械地且電地連接至金屬的支撐板。通過該設計，陽極能夠更加容易地定位在外殼中，例如與陰極同軸。

根據(jù)有益的實施例，特別是圓形的支撐板能夠可旋轉(zhuǎn)地繞陽極的縱向中心軸線通過軸向軸承安裝在外殼上。因此，陽極在外殼的支撐板的區(qū)域中可旋轉(zhuǎn)地安裝在外殼上。支撐板能夠由不同于陽極的金屬合金制造，其結(jié)果是，簡化了在支撐板的區(qū)域中的合適的安裝的設計。通過軸向軸承，軸向力能夠特別容易地頂在陽極和外殼之間。軸向軸承例如能夠布置在外殼的軸向面上，其在電池的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下布置在頂部。

通過另一個進一步的發(fā)展，金屬空氣電池在陽極側(cè)的產(chǎn)生電流的表示電負極終端接點能夠形成在軸向軸承上。軸向軸承包括以固定的方式連接至外殼的區(qū)域，其也能夠被描述為靜止區(qū)域，并且其以特別的方式對于在陽極側(cè)形成電源接點是合適的。由此，所述陽極側(cè)的電源接點是靜止的，雖然陽極本身相對于外殼可旋轉(zhuǎn)。由此，簡化了電池的電源的采集。

根據(jù)另一個進一步的發(fā)展，軸向軸承能夠被構(gòu)造為滑動軸承并且包括金屬的滑動環(huán)，所述金屬的滑動環(huán)位于外殼上的環(huán)形軸承殼體中并且支撐板支撐在金屬的滑動環(huán)上，且支撐板在金屬的滑動環(huán)上與旋轉(zhuǎn)的陽極滑動。通過將軸向軸承構(gòu)造為滑動軸承，能夠?qū)崿F(xiàn)支撐板與軸向軸承之間或者與減摩擦金屬環(huán)之間的相對大的接觸面積，這簡化了陽極與軸向軸承之間的電源傳輸。

特別有益的實施例是，其中減摩擦金屬合金包括由減摩擦金屬合金制成的環(huán)形主體，并且至少一個優(yōu)選的金屬加熱導體布置在環(huán)形主體中，通過所述金屬加熱導體能夠?qū)Νh(huán)形主體進行加熱。通過加熱環(huán)形主體，能夠改善減摩擦金屬環(huán)與支撐板之間的電源傳輸。

特別有益的進一步的發(fā)展是，其中構(gòu)造加熱導體的電源使得加熱導體將環(huán)形主體加熱至預定的運轉(zhuǎn)溫度，所述預定的運轉(zhuǎn)溫度位于減摩擦金屬合金的熔點以下并且同時接近減摩擦金屬合金的熔點使得在環(huán)形主體上發(fā)生表面熔化。減摩擦金屬合金在這種情況下為熔點能夠例如位于50℃和300℃之間的低熔點合金。預定的運轉(zhuǎn)溫度例如位于熔化溫度的10％至15％以下，特別是熔點以下大約40℃。通過表面熔化所以在減摩擦金屬環(huán)的表面上創(chuàng)建了液態(tài)的金屬薄膜，在所述金屬薄膜上支撐板以液壓軸承的方式滑動。一方面，這顯著地降低了支撐板與減摩擦金屬環(huán)之間的摩擦。另一方面，通過液態(tài)的金屬薄膜實現(xiàn)了顯著改善的電接觸。例如，能夠例如在液態(tài)的金屬薄膜中減少彼此接觸的表面的氧化層的形成。通過在此引入的構(gòu)造，能夠因此實現(xiàn)支撐板與軸向軸承之間的非常低損失的電接觸，其結(jié)果是，能夠通過低電壓實現(xiàn)高電流。

加熱導體的電源控制能夠例如通過溫度測量而影響，通過加熱導體的幫助能夠在環(huán)形主體中調(diào)節(jié)期望的運轉(zhuǎn)溫度。同樣可想到將相應的加熱導體與PTC元件串聯(lián)，PTC代表正溫度系數(shù)。相應的PTC元件在這種情況下與期望的運轉(zhuǎn)溫度匹配。以這種方式，無需大的電子嘗試創(chuàng)建了相應的加熱導體的自我調(diào)整的加熱，經(jīng)由所述自我調(diào)整的加熱環(huán)形主體能夠被具體地加熱至預定的運轉(zhuǎn)溫度。

相應的加熱導體的電源實際上能夠在陽極與陽極側(cè)的產(chǎn)生電流的電流接點直接的電流路徑中合并。

在另一個有益的實施例中，空氣供給裝置能夠包括空氣入口上游的集中裝置，其增加了氣流中的氧氣比例。因此，氣流相對于其運載的氧氣被充實，這因此改善了陰極上的電解功能。這樣的集中裝置能夠配備例如合適的過濾膜或者合適的分子濾網(wǎng)，通過其一方面氮的比例增加并且氧的比例減小，而另一方面氮的比例減小并且氧的比例增加。例如，在這樣的集中裝置的幫助下，正常的氧含量能夠從大約空氣中的20％增加到超過90％。

假設采用必須周期性更新的過濾介質(zhì)，集中裝置包括兩個或更多的集中單元使得通過至少一個集中單元的氧氣比例的增加能夠持續(xù)實行，而另一個集中單元同時更新。

在另一個有益的實施例中，電解液供給裝置能夠包括電解液回路，所述電解液回路包括推進線和返回線。推進線在此情況下從電解液罐通向電解液入口，而返回線從電解液出口通向電解液罐。通過使用這樣的閉合的電解液回路，能夠長久地使用電解液。特別地，對于電解液而言甚至更高的容積流量成為可能，這是重要的以便在流過電解液路徑時電解液不變?yōu)橥耆豢捎玫摹?/p>

根據(jù)有益的進一步的發(fā)展，能夠在推進線中布置用于驅(qū)動電解液的推進泵。通過推進泵，例如能夠調(diào)節(jié)通過電解液路徑引導的當前的電解液的容積流量。

在另一個實施例中，能夠在返回線中布置用于驅(qū)動電解液的返回泵。返回泵用作從電解液出口向電解液罐運送電解液。特別也能夠用于將電解液室或電解液路徑排空，例如通過可激活的電解液回路的通風和放氣。

在另一個實施例中，能夠在返回線中布置從電解液去除反應產(chǎn)物的電解液清潔裝置。這樣的電解液清潔裝置在該情況下實際上布置在返回泵的下游并且例如能夠構(gòu)造為具有薄膜的離心機。通過電解液清潔裝置的幫助，來自電解液室的電解液的調(diào)節(jié)能夠以經(jīng)調(diào)節(jié)的電解液能夠再次被供給至電解液室的方式實現(xiàn)。由此，電解液消耗被最小化。

在另一個有益的實施例中，能夠在返回線中布置用于從液態(tài)的電解液去除氣體的氣體分離裝置。在金屬空氣電池中的電解反應期間，能夠產(chǎn)生氣體，特別是氫氣。氣體必須從液態(tài)的電解液分離例如從而改善電解功能的效率。特別地，也會避免在電解液中的泡沫的形成。氣體分離裝置例如能夠通過噴嘴運轉(zhuǎn)，其結(jié)果是在電解液中形成特別大的能夠相對容易地被分離的泡沫。根據(jù)有益的進一步的發(fā)展，氣體分離裝置通過氣體管線能夠流體地與用于將被分離氣體的化學能轉(zhuǎn)化為電和/或熱能的轉(zhuǎn)換裝置連接。因此，作為廢品增加的氣體的化學能能夠被利用，從而改善金屬空氣電池的整個能量效率。

根據(jù)有益的進一步的發(fā)展，轉(zhuǎn)換裝置能夠為例如包括鉑網(wǎng)的催化蕊頭(catalytic burner)。氣態(tài)的氫在該情況下通過空氣氧氣被轉(zhuǎn)化為水。在此產(chǎn)生的熱能夠被用來加熱電池?？商鎿Q此的，轉(zhuǎn)換裝置能夠由氫空氣燃料電池形成，其中氫氣通過氧氣被轉(zhuǎn)換為電流和熱。熱能夠被再次用于加熱電池。電能能夠同樣在金屬空氣電池內(nèi)使用或者被用作額外的電源。合適的氫空氣燃料電池在該情況下能夠被構(gòu)造為低溫燃料電池或PEM燃料電池，其中PEM代表質(zhì)子交換膜。原則上，也可想到實施例作為高溫燃料電池，特別是作為SOFC燃料電池，SOFC代表固體氧化物燃料電池。

轉(zhuǎn)換裝置與剩余的金屬空氣電池之間的熱轉(zhuǎn)移例如能夠在換熱器的幫助下進行，所述換熱器適當?shù)卦陔娊庖夯芈分泻喜?。過多的熱也能夠在該換熱器的幫助下從電解液獲得。熱能夠隨后具體地被利用，從而對陽極和/或陰極進行加熱，從而改善電解反應。

通過另一個有益的實施例，能夠與空氣室相切地布置空氣入口。額外地或可替換地，能夠與空氣室相切地布置空氣出口。能夠利用空氣入口或空氣出口的相切的布置，從而在空氣室內(nèi)將氣流螺旋地構(gòu)造為渦流，其結(jié)果是，對于空氣室內(nèi)的氣流實現(xiàn)了延長的閉合角持續(xù)時間。由此，改善了氣流與陰極之間的氧氣的轉(zhuǎn)移。

根據(jù)另一個有益的實施例，能夠設置用于加熱陽極的感應加熱器。這樣的感應加熱器例如通過至少一個在陽極的區(qū)域中產(chǎn)生靜止的、空間上不均勻的磁場的感應線圈而運轉(zhuǎn)。通過在該磁場中使陽極移動或旋轉(zhuǎn)，在陽極中(特別是在面向電解液室的壁區(qū)域中)感應熱，所述熱顯著改善電解反應。

相應的感應加熱器在該情況下能夠布置在陰極的區(qū)域中，其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)特別緊湊的設計。通過感應加熱器的幫助，能夠加熱陽極，即，具體地在面向電解液室的壁區(qū)域中。由此，只需要相對少的能量對實際的反應地帶加熱。反應地帶中增加的溫度改善金屬空氣電池的能量效率。

根據(jù)本發(fā)明的電池系統(tǒng)包括多個上述類型的金屬空氣電池，并且其特征在于共同的空氣供給裝置和/或共同的電解液供給裝置和/或共同的控制裝置，所述共同的空氣供給裝置用于產(chǎn)生通過電池的空氣路徑的相應的氣流，所述共同的電解液供給裝置用于產(chǎn)生通過電池的電解液路徑的相應的電解液流，所述共同的控制裝置用于操作電池。在此，電池能夠流體地與它們的空氣路徑和/或它們的電解液路徑串聯(lián)或并聯(lián)。通過該設計，實現(xiàn)了對高效的電池系統(tǒng)的簡化。特別地，共同的空氣運送裝置能夠被用于多個電池。另外或可替換地，電解液運送裝置能夠被用于多個電池。額外地或可替換地，由于共同的控制裝置能夠被用于多個電池，電池系統(tǒng)的開環(huán)或閉環(huán)控制也被簡化。

根據(jù)本發(fā)明的車輛，其能夠優(yōu)選地為運輸車輛，包括電動驅(qū)動器并且配備有至少一個上述類型的金屬空氣電池或者配備有上述類型的電池系統(tǒng)。所述車輛的特征特別在于用于電驅(qū)動器的電源的電源系統(tǒng)，所述電源系統(tǒng)以無緩沖的狀態(tài)聯(lián)接至相應的金屬空氣電池或者電池系統(tǒng)。電非緩沖聯(lián)接相當于直接電連接，其無需電能存儲單元的中間連接(即，特別是無需蓄電池的中間連接)而起作用。本發(fā)明關于車輛因此基于如下的主要構(gòu)思：直接利用用于電驅(qū)動器的電源的相應的金屬空氣電池，使得諸如例如蓄電池的額外的電能存儲單元的中間連接能夠被省略。

關于方法，本發(fā)明基于如下的主要構(gòu)思：液壓或氣壓地開環(huán)或閉環(huán)控制金屬空氣電池的電源輸出。換言之，經(jīng)由電解液和/或空氣的容積流量的具體變化使金屬空氣電池的開環(huán)或閉環(huán)電源控制起作用。這樣的氣壓或液壓閉環(huán)或開環(huán)電源控制通過諸如例如鼓風機或泵的傳統(tǒng)部件而特別容易地實現(xiàn)。

因此，根據(jù)有益的實施例，能夠提供的是，為了適應電解液流，至少一個電解液運送裝置(例如合適的泵)被合適地激活以增加或減少其運送輸出。額外地或可替換地，能夠提供的是，為了適應氣流，至少一個空氣運送裝置(例如合適的鼓風機)被合適地激活以增加或減少其運送輸出。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方案或者相當于另一個有益的實施例，陽極能夠包括在鈉的基體中包含鋁合金的顆粒的陽極主體。連通包含水的電解液，當鈉與水接觸時通常發(fā)生劇烈的反應，然而這在該情況下通過鋁顆粒而被鎮(zhèn)定。然而，在相應的電解液中實現(xiàn)陽極或陽極主體的良好的溶解性，這使得高的電輸出成為可能。

優(yōu)選的實施例是，其中顆粒具有10μm至100μm的顆粒尺寸，優(yōu)選40μm至60μm。特別優(yōu)選的實施例是，其中顆粒具有大約50μm的顆粒尺寸。通過所選擇的顆粒尺寸，對于鋁合金而言獲得了相對大的表面面積，這有利于期望的電解反應。

通過另一個有益的實施例，陽極主體中的顆粒的比例能夠位于從40％至80％的范圍中，優(yōu)選從60％至70％。在該情況下特別有益的實施例是，其中陽極主體中的顆粒的比例位于大約65％。上述比例信息基于重量百分比。陽極主體中的剩余的比例于是由鈉基體形成。以65％的顆粒比例，基體因此在陽極主體中具有35％的比例。

特別重要的實施例是，其中鋁合金包含鋯。通過將鋯作為合金加入鋁，在到形成氫氣為止的陽極的暴露至電解液的表面上形成鈍化層并非優(yōu)選的，而同時顯著地減少通過過電壓造成的損失。在陽極表面的電解導致限定通過過電壓的陽極表面的鈍化處理。鈍化層越大，需要穿透鈍化層所需的通過過電壓就越高。通過加入鋯，因此能夠減少鈍化層的形成，這降低了通過過電壓。重要的是通過將鋯作為合金加入并不完全地防止鈍化層的形成。缺少具有鋁的鈍化層將會導致甚至當與經(jīng)受形成氫氣的水接觸時鋁會分解。然而在電解液中的這樣劇烈的氫氣形成在金屬空氣電池內(nèi)是不期望的。

根據(jù)有益的進一步的發(fā)展，鋁合金能夠包含0.01％至1.00％的鋯，優(yōu)選的是0.05％至0.80％的鋯的含量。特別有益的是大約0.5％的鋯的含量。特別地，除了正常的不可避免的污染物，其余的鋁合金由鋁形成。此處的百分比信息也基于重量百分比。

為了制造這樣的陽極，額外地提出了方法，其中鋁合金的顆粒被引入到熔體中，并且其中隨后從該鈉熔體使用引入其中的鋁顆粒鑄造陽極或陽極主體。特別地，能夠因此實現(xiàn)棒形的圓柱狀陽極主體。

根據(jù)本發(fā)明的進一步的獨立的方案或者根據(jù)另一個有益的實施例，通過包含至少一種鹵素和至少一種表面活性劑的酸的水溶液或者堿的水溶液能夠形成上述的用于金屬空氣電池的電解液。優(yōu)選的是堿的水溶液。通過相應的鹵素的幫助，由于通過鹵素的添加，陽極表面上的化學反應能夠被改善，酸的或堿的水溶液能夠更好地穿透相應的金屬陽極的鈍化層。通過添加相應的表面活性劑，由于表面活性劑通過電解液改善了陽極表面上的電子交換，所以能夠改善電化學反應。而且，表面活性劑帶來了在反應期間形成的氣體的改善的溶解，這同樣改善了電化學反應。

有益地，相應的酸溶液或堿溶液在水中具有10％至40％的比例。優(yōu)選地，是20％的酸溶液或堿溶液±5％。百分比信息在該情況下再次涉及重量百分比。

根據(jù)有益的實施例，鹵素在酸溶液或堿溶液中能夠總計0.1％至4％，優(yōu)選地0.5％至2％。信息也涉及重量百分比。優(yōu)選地，鹵素為氟，特別是五氟化鉀鋁。

在另一個實施例中，酸溶液或堿溶液能夠包含0.1％至2％的濃度的表面活性劑，優(yōu)選地，0.2％至1％的濃度。優(yōu)選地，表面活性劑為十二烷基硫酸鈉(sodium lauryl sulfate)。

本發(fā)明的進一步重要的特征和益處從從屬權(quán)利要求、附圖以及從通過附圖的相關附圖描述中獲得。

需要理解的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，上文中提到的特征以及將在下文中說明的特征不僅能夠用于所描述的相應的結(jié)合中，而且還能夠用于其他結(jié)合中或者它們本身。

附圖說明

本發(fā)明的優(yōu)選的示例性實施例示出在附圖中，并且在接下來的描述中被更詳細地說明，其中，相同的附圖標記涉及相同或相似或功能上相同的部件。

在每種情況下示意性地示出了，

圖1為以不具有周邊部件的金屬空氣電池的電路圖的方式大大簡化的圖形描述，

圖2為如圖1的具有周邊部件的視圖。

具體實施方式

對應于圖1和圖2，優(yōu)選為鋁空氣電池的金屬空氣電池1包括電絕緣并且優(yōu)選由例如塑料的電絕緣材料組成的外殼2。外殼2在示出的示例中構(gòu)造為圓柱狀容器并且包括圓柱狀殼體3和板狀特別是圓形的底部4。在接下來也能夠被縮寫描述為電池的金屬空氣電池1的安裝狀態(tài)或操作準備狀態(tài)下，外殼2被布置為以便外殼2的縱向中心軸線5基本上豎直地定向，即，基本上平行于在圖1中由箭頭指示的重力6的方向。電池1還包括至少一個中空圓柱形的陰極7，所述陰極7即優(yōu)選地布置在外殼中以便在電池1的操作準備狀態(tài)下陰極7的縱向中心軸線8基本上平行于重力6的方向延伸。在示出的示例中，外殼2和陰極7同軸且彼此同心布置以便兩個縱向中心軸線5，8重合。陰極7在外殼2中劃分出空氣室9和電解液室10。陰極7以通常的有孔材料的方式組成，其結(jié)果是，大的表面面積可用于通常液體的電解液，這使得能夠與包含在空氣中的氣態(tài)氧接觸。例如，陰極能夠由透性膜形成或包括這樣的透性膜。

而且，電池1包括至少一個金屬的陽極11，其布置在電解液室10中。在示例中，陽極11具有帶有縱向中心軸線13的圓柱形的陽極主體12并且與陰極7同軸布置且特別是與陰極7同心布置。因此，縱向中心軸線5，8，13在此重合。

空氣路徑14通過外殼2，所述空氣路徑14由圖1中的箭頭指示，并且在圖2中流體地將外殼2的穿過空氣室9的空氣入口15連接至外殼的出氣口16。另外，電解液路徑17通過外殼2，所述電解液路徑17由圖1中的箭頭指示，并且流體地將外殼2的穿過電解液室10的電解液入口18連接至外殼2的電解液出口19。

另外，電池1配備有空氣供給裝置20，通過所述空氣供給裝置20的幫助電池1的操作能夠產(chǎn)生氣流，所述氣流在電池1的操作期間跟隨空氣路徑14并因此沖擊，即，流到陰極7上或者在陰極7周圍循環(huán)。另外，設置有電解液供給裝置21，通過所述電解液供給裝置21的幫助，在電池1的操作期間能夠產(chǎn)生電解液流，所述電解液流在電池1的操作期間跟隨電解液路徑17并且因此沖擊，即，流到陽極11上或者在陽極11周圍循環(huán)，并且另一方面流到陰極7上或者在陰極7周圍循環(huán)。

為了操作電池1，根據(jù)圖2設置有控制裝置22，例如以控制單元的形式?？刂蒲b置22電連接至空氣供給裝置20和電解液供給裝置21，例如通過合適的控制線23。控制裝置22能夠額外地經(jīng)由合適的信號線24電連接至電池1的未在此詳細示出的傳感器系統(tǒng)。如果電池1應用在初級系統(tǒng)中，特別是在車輛中，用于提供電能，控制裝置22額外地經(jīng)由這樣的控制線24連接至在此未示出的系統(tǒng)的或者車輛的控制器，以便控制裝置22分別知曉系統(tǒng)的和車輛的當前的電源需求。該當前的電源需求相當于電池1所要求的當前的電源。

現(xiàn)對控制裝置22進行構(gòu)造或編程，以便其根據(jù)電池1要求的當前的電源以如下方式激活空氣供給裝置20和/或電解液供給裝置21：空氣供給裝置20產(chǎn)生適于當前的電源要求的氣流和/或電解液供給裝置21產(chǎn)生適于當前的電源要求的電解液流。優(yōu)選地，控制裝置22的構(gòu)造或編程以如下的方式進行：其起初根據(jù)當前的電源要求在第一步驟中確定電解液流以適應所述電源要求，例如通過特性曲線或特性圖或通過合適的計算方程，并且隨后激活電解液供給裝置21以便同樣產(chǎn)生確定的電解液流。在能夠幾乎同時進行第二步驟中，控制裝置22能夠確定所確定的電解液流所要求的氣流，同樣通過特性曲線或特性圖的方式，或者通過合適的計算方程，以便其能夠相繼激活空氣供給裝置20來產(chǎn)生確定的氣流。

控制裝置22因此使得電池1的液壓或液氣壓的開環(huán)或閉環(huán)電源控制成為可能。當電源要求增加時，電解液和空氣的容積流量適當?shù)卦黾?。當相反地電源要求減少時，電解液和空氣的容積流量適當?shù)亟档汀Ｒ虼?，電?的磨損，即，陽極11的溶解被最小化。由此，電池1具有相對長的使用壽命。

另外，能夠?qū)刂蒲b置22進行編程或構(gòu)造，使得其激活電解液供給裝置21例如用于關閉電池1使得其使電解液的電解液室10或者整個電解液路徑17排空。這能夠通過使用合適的中性或惰性的洗滌介質(zhì)進行洗滌而被額外地跟隨。

如特別從圖1顯而易見的，根據(jù)優(yōu)選的實施例，陽極11能夠繞其縱向中心軸線13可旋轉(zhuǎn)地安裝在外殼2上。對應的旋轉(zhuǎn)移動在圖中由旋轉(zhuǎn)箭頭25指示。通過陽極11的旋轉(zhuǎn)移動，改進了陽極11與電解液之間的接觸，這改進了用于電流產(chǎn)生的電解液反應。同時，陽極11以合適的轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)能夠產(chǎn)生能夠使反應產(chǎn)物從陽極11脫離的離心力，這同樣改進了電解液反應的效率。陽極11或其陽極主體12布置在金屬的支撐板26上并且機械且電地連接。在這一點上，支撐板26也能夠被視為陽極11的范圍的一部分。支撐板26繞陽極11的縱向中心軸線13經(jīng)由軸向軸承27可旋轉(zhuǎn)地安裝在外殼2上。為此目的的軸向軸承27布置在外殼殼體3的背向底部4的面端。

電池1包括兩個產(chǎn)生電流的或電源接點29，30，即代表電連接至陽極11的負極終端的第一電源接點29，以及代表電連接至陰極7的正極終端的第二電源接點30。

在此處示出的優(yōu)選的示例中，在陽極側(cè)的產(chǎn)生電流的電源接點29形成在軸向軸承27上或者以固定的方式連接至軸向軸承27，其結(jié)果是，其相對于外殼2固定，并且與非靜止的或旋轉(zhuǎn)的陽極11相比靜止地或可旋轉(zhuǎn)地固定。

軸向軸承27原則上能夠被構(gòu)造為滾動軸承。然而，優(yōu)選的是在示出的實施例中，軸向軸承27被構(gòu)造為滑動軸承。特別地，為此目的，軸向軸承27能夠包括減摩擦金屬環(huán)31已經(jīng)環(huán)形軸承殼體32。軸承殼體32布置為固定在外殼2上。減摩擦金屬環(huán)31插入在軸承殼體32中。為此目的，示例中的軸承殼體32包括沿軸向開口的環(huán)形溝槽33。減摩擦金屬環(huán)31位于環(huán)形溝槽33中。支撐板26支撐在減摩擦金屬環(huán)31上并且能夠在電池1的運轉(zhuǎn)期間在其上滑動。減摩擦金屬環(huán)31包括環(huán)形主體34和至少一個金屬加熱導體35，所述環(huán)形主體34由減摩擦金屬合金組成，所述至少一個金屬加熱導體35布置在環(huán)形主體34中。通過加熱導體35的幫助，環(huán)形主體34能夠被加熱。能夠構(gòu)造在此未示出的加熱導體35的電源，使得加熱導體35將環(huán)形主體34加熱至預定的運轉(zhuǎn)溫度，其一方面位于減摩擦金屬合金的熔點以下并且然而另一方面接近減摩擦金屬合金的熔點以便在環(huán)形主體34上發(fā)生表面熔化。例如，運轉(zhuǎn)溫度大約為減摩擦金屬合金的熔化溫度以下10％至20％。作為減摩擦金屬合金，實際上使用具有250℃至350℃的最大熔點的低熔點合金。通過將環(huán)形主體34加熱至預定的運轉(zhuǎn)溫度，在環(huán)形主體34上發(fā)生所述表面熔化，使得環(huán)形主體34的位于外側(cè)的表面至少在支撐板26的區(qū)域被液化。另一方面，這產(chǎn)生了非常低摩擦的液壓滑動安裝。另一方面，這顯著地改善了減摩擦金屬環(huán)31與支撐板26之間的電接觸，其結(jié)果是，能夠使用低電壓傳遞大電流。

上述的加熱導體35的電源能夠通過分開的電源實現(xiàn)，所述分開的電源能夠是在控制裝置22(例如與溫度傳感器關聯(lián))的幫助下控制的開環(huán)或閉環(huán)，從而在環(huán)形主體34上調(diào)節(jié)所需的運轉(zhuǎn)溫度。在簡化的情況下，電源也能夠在至少一個PTC元件的幫助下實現(xiàn)，所述至少一個PTC元件在合適的位置與加熱導體35串聯(lián)?？上氲?，特別地，將加熱導體35引入到支撐板26與軸向軸承32之間的電流路徑中，如果需要，包括相應的PTC元件。

根據(jù)另一個有益的實施例，其與在此示出的相同，電解液路徑17被引導經(jīng)過陽極11或者陽極主體12，使得電解液流在電池1的運轉(zhuǎn)期間旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動可旋轉(zhuǎn)地安裝的陽極11。為此目的，電解液入口18能夠與電解液室10相切地布置。因此，在陰極7附近發(fā)生電解液流入到電解液室17中。而且能夠假設電解液入口18布置在電解液室10的第一端區(qū)域，在此位于底部4的遠側(cè)或者在頂部處于安裝狀態(tài)，同時電解液出口19布置在電解液室10的第二端區(qū)域，所述第二端區(qū)域遠離第一端區(qū)域。在圖1的示例中或者在安裝狀態(tài)下，電解液出口19接近底部4布置，即位于底部。在已知的示例中，電解液出口19額外地沿軸向?qū)虿⑶掖┻^底部4。位于電解液室10的相對的軸線端的電解液入口18和電解液出口19的布置通過電解液引起電解液室10的軸向通流。電解液入口18的相切布置在電解液室10中產(chǎn)生回旋流或螺線流，這甚至是因為摩擦效果旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動陽極11。然而電解液室10中的回旋流也通過對于電解液室10中的電解液而言相對大的閉合角持續(xù)時間而使得相對大的流速成為可能。

在示例中，在暴露至電解液室10的外側(cè)36通過流動引導結(jié)構(gòu)37配備了陽極11或者陽極主體12。在此，構(gòu)造流動引導結(jié)構(gòu)37使得它們能夠當陽極11被電解液流沖擊時向陽極11傳遞轉(zhuǎn)矩。流動引導結(jié)構(gòu)37能夠因此利用針對陽極11的電解液流的動能。流動引導結(jié)構(gòu)37能夠例如通過螺旋葉片或者刀葉片形成。流動引導結(jié)構(gòu)37在此累計地設置至相切的電解液入口18，但是也能夠替換地設置至電解液入口18。

雖然通過上述示例已合適的方式產(chǎn)生的電解液流用于旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動陽極11，但根據(jù)另一個實施例能夠設置為使用用于驅(qū)動電解液(即，用于產(chǎn)生電解液流)的陽極11的旋轉(zhuǎn)。為此目的，能夠設置由圖2中的間斷線指示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器26，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器26旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動陽極11。在示例中，例如能夠為電動機的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器56驅(qū)動支撐陽極主體12的支撐板26。在該情況下，流動引導結(jié)構(gòu)37像移動例如作為螺旋槳的軸向流動機器的葉片一樣運轉(zhuǎn)。在這種情況下被驅(qū)動的陽極11形成電解液運送裝置?？刂蒲b置22能夠經(jīng)由合適的控制線23電連接至旋轉(zhuǎn)裝置56，從而能夠根據(jù)需要激活旋轉(zhuǎn)裝置56。

根據(jù)圖2，空氣供給裝置20能夠包括位于空氣入口15上游的集中裝置38，在集中裝置的幫助下能夠增加氣流總的氧氣比例。集中裝置38通過合適的過濾結(jié)構(gòu)(特別是膜等)能夠運轉(zhuǎn)。因此，相比于集中裝置38的上游的氣流，集中裝置38下游的氣流具有明顯提高的氧氣比例。通過廢氣線39，具有適當降低的氧氣比例或者提高的氮氣比例的氣流能夠從集中裝置38排出。在這種情況下，空氣供給裝置20額外地包括用于驅(qū)動或產(chǎn)生氣流的鼓風機40。鼓風機40能夠被控制裝置22激活。另外，在此未示出的“正常的”空氣過濾器能夠被包括在空氣供給裝置20中，通過空氣過濾器液體和/或固體污染物能夠被從空氣過濾出。

根據(jù)圖2的電解液供給裝置21配備有閉環(huán)的電解液回路41，其包括推進線42和返回線43。推進線42通過電解液入口18流體地連接用于電解液的存儲的電解液罐44。在推進線42中，布置有推進泵45，所述推進泵45在控制裝置22的幫助下能夠被激活。返回線43流體地將電解液出口19連接至電解液罐44并且包括返回泵46，所述返回泵46在控制裝置22的幫助下能夠被激活。推進泵45和返回泵46在該情況下形成電解液運送裝置。

在返回線43中，電解液清潔裝置47額外地布置在返回泵46的下游，在電解液清潔裝置47的幫助下反應產(chǎn)物能夠被從電解液去除。因此，在電解液清潔裝置47內(nèi)進行電解液的調(diào)節(jié)，使得已清潔的或者未消耗的電解液能夠被供給至電解液罐44。電解液清潔裝置47例如能夠被構(gòu)造為離心機，特別是具有膜。在此，離心機能夠被構(gòu)造為返回噴氣離心機，其能夠被電解液流的動能驅(qū)動。

在返回線43中，能夠額外地布置氣體分離裝置48，在氣體分離裝置48的幫助下氣體能夠被從液體電解液分離。在示例中，氣體分離裝置48布置在返回泵46的下游或電解液清潔裝置47的下游。被分離的氣體特別是在電解液室10中的電解液反應期間產(chǎn)生的氫氣。氣體分離裝置48能夠包括多個用于改善的氣體分離的噴嘴，通過所述噴嘴擠壓液態(tài)的電解液。已經(jīng)示出噴嘴放大了簡化氣體從液態(tài)的電解液的分離的泡沫形成。

氣體分離裝置48經(jīng)由氣體線路49流體地連接至轉(zhuǎn)換裝置50，通過所述轉(zhuǎn)換裝置50的幫助被分離的氣體的化學能能夠被轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎?或熱能。轉(zhuǎn)換裝置50例如為催化蕊頭(catalytic burner)，使得可燃氣體能夠被放熱地轉(zhuǎn)化，從而產(chǎn)生熱量?？商鎿Q地，轉(zhuǎn)換裝置50能夠為氫空氣燃料電池，其在氧氣的幫助下將被分離的氫氣轉(zhuǎn)換為熱能和電能。根據(jù)箭頭51，在轉(zhuǎn)換裝置50的幫助下轉(zhuǎn)換的能量能夠被從已分離的氣體供給至電池1或者相應的初級系統(tǒng)，即，特別是車輛。

而且，能夠在返回線43中布置換熱器55，在所述換熱器55的幫助下能夠冷卻返回的電解液。在過程中排出的熱量能夠或者供給至電解液室10內(nèi)的反應地帶或者供給至電池1的初級系統(tǒng)，特別是車輛。在圖2的示例中，換熱器55集成在氣體分離裝置48中。

根據(jù)圖1，能夠設置為至少與空氣室9相切地布置空氣入口15以增加空氣室9中的氣流的閉合角持續(xù)時間。而且，空氣入口15和空氣出口16布置在空氣室9的彼此遠離的端。在此，相比于電極液路徑17倒置的布置是優(yōu)選的，使得對于電解液路徑17和空氣路徑14能夠?qū)崿F(xiàn)所謂的逆流原理。因此，示例中的空氣入口15被接近底部4布置，而空氣出口16原理底部4布置。

為了加熱陽極11或者陽極主體12，能夠設置感應加熱器57，其例如布置在陰極7的區(qū)域中。在感應加熱器52的幫助下，能夠?qū)﹃枠O11或陽極主體12非接觸地加熱，同時另一方面，加熱具體在也暴露至電解液流的外側(cè)36的面對電解液室10的區(qū)域中進行。因此，加熱具體發(fā)生在期望用于改善的電解液反應的增加的溫度。特別構(gòu)造感應加熱器52以便產(chǎn)生具有沿圓周方向交替的磁極的直立的磁場，由于陽極11的或者陽極主體12的期望的表面加熱，所述直立的磁場只根據(jù)陽極11的相對移動通過感應發(fā)生。在這種情況下陽極11的相對運動通過陽極11的繞其縱向中心軸線的旋轉(zhuǎn)而受到影響。感應加熱為受控制的轉(zhuǎn)速，陽極11的根據(jù)電解液的容積流量的轉(zhuǎn)速。

雖然在此處示出的優(yōu)選示例中只有單獨的陰極7和只有單獨的陽極11布置在外殼2中，但在另一個實施例中能夠設置為在同樣的外殼2中布置多個陽極7和多個陰極11。同樣可想到在同樣的陰極7中布置多個陽極11。

圖2中的全局指定的電池系統(tǒng)57至少包括兩個上述類型的金屬空氣電池1，然而其中能夠共同使用周邊單元或部件。例如，多個電池1能夠通過共同的空氣供給裝置20供給相應的氣流。而且，多個電池1能夠通過共同的電解液供給裝置21供給相應的電解液。特別地，能夠使用共同的控制裝置22，從而操作多個電池1或電池系統(tǒng)57。特別地，針對各個電池1也能夠使用用于產(chǎn)生氣流或者電解液流的共同的運送裝置。能夠串聯(lián)或并聯(lián)地電連接電池。獨立與此，電池1的電解液路徑17能夠流體地并聯(lián)或串聯(lián)布置。例如，能夠設置共同的電解液回路41，多個電池1流體地合并到所述電解液回路41中，以便能夠共同使用更多的電解液回路41的部件，諸如例如電解液清潔裝置47和/或氣體分離裝置48。同樣地，能夠流體地并聯(lián)或串聯(lián)布置電池1的空氣路徑14，其中也能夠在此共同使用更多的空氣供給裝置20的部件，諸如例如集中裝置38或空氣過濾器。

具有電動驅(qū)動器的車輛能夠至少配備一個上述類型的電池或者具有上述的電池系統(tǒng)57，從而為相應的電動機提供電能。因為被引入的電池的液氣壓的開環(huán)或閉環(huán)控制、原則上非緩沖，所以特別有益的是在此引入的電池1能夠被電連接至車輛的相應的電流消耗器或者電連接至相應的電源電子系統(tǒng)，使得特別是重的蓄電池等被省略。

為了操作這樣的金屬空氣電池1或者這樣的電池系統(tǒng)57，現(xiàn)在能夠假設根據(jù)金屬空氣電池1或電池系統(tǒng)57的電源要求，適合該目的的電解液流和/或適合該目的的空氣流針對相應的電池1而產(chǎn)生。實際上為此目的能夠設置用于使電解液流適應相應的電解液運送裝置，即，優(yōu)選地，用于旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動陽極11的電解液泵47、46為了增加或降低它們的運送輸出而被適當?shù)丶せ?，?或用于使空氣流適應相應的空氣運送裝置，即，優(yōu)選地，鼓風機40為了增加或降低其運輸輸出而被適當?shù)丶せ睢?/p>

根據(jù)圖1并且根據(jù)特別有益的實施例，能夠制造陽極11使得其陽極主體12包括鈉的基體53，鋁的顆粒54嵌入到所述鈉的基體53中。因此，這不是鋁-鈉合金而是鋁-鈉復合材料。這由形成顆粒54的鋁合金的顆粒被引入到鈉的熔體中而實現(xiàn)，其在此過程中形成基體53。在包含鋁合金的顆粒54的該鈉熔體的幫助下，能夠鑄造陽極11或者陽極主體12。

顆粒54例如能夠具有10μm至100μm的顆粒尺寸。優(yōu)選的是40μm至60μm的顆粒尺寸。特別優(yōu)選的是大約50μm的顆粒尺寸。顆粒54在陽極主體12中的比例優(yōu)選在從40％至80％的范圍中。有益的是60％至70％的顆粒比例。特別優(yōu)選的是以重量百分比表示的大約65％的顆粒比例。

根據(jù)有益的實施例，生成顆粒54的鋁能夠包含鋯。已經(jīng)示出鋁合金中的鋯減少了陽極主體12的外側(cè)36上的屏障層的形成直到具有水的鋁向氧化鋁和氫的直接轉(zhuǎn)換被大大地防止。優(yōu)選地，鋁合金包含0.01％至1.00％的鋯。優(yōu)選的是0.05％至0.8％的鋯比例。特別有益的是大約0.5％的鋯比例。上述百分比信息表示為重量百分比。鋁合金或者僅僅由鋁組成，除了由于制造而產(chǎn)生的不可避免的污染物。

在此所采用的電解液優(yōu)選由酸的水溶液或者堿性水溶液組成，向所述電解液中加入至少一種鹵素和至少一種表面活性劑。鹵素為氟、氯、溴、碘、砹以及Uus(ununseptium)。對于電解液而言尤其可能的是氟、氯、溴和碘。在此情況下優(yōu)選的是氟。在此，鹵素并非以純的形式被采用，而是以氟的化合物的形式，特別是以包含氟的鹽(所謂的氟化物)的形式。表面活性劑為使液體的表面張力降低或者使兩相之間的內(nèi)部張力降低并且使散布的形成成為可能或者嘗試散布的形成或用作助溶劑的物質(zhì)。

用于電解液的酸或堿的溶液在水中具有10％至40％的濃度。在此優(yōu)選的是在從15％至25％的范圍中的濃度。特別有益的是大約20％的濃度。在酸或堿溶液內(nèi)，鹵素具有0.1％至4.0％的比例。優(yōu)選的是0.5％至2.0％的鹵素比例。在此情況下優(yōu)選的鹵素為五氟化鉀鋁(potassium aluminium pentafluoride)。酸或堿溶液中的表面活性劑具有0.1％至2.0％的比例。優(yōu)選的是0.2％至1.0％的表面活性劑比例。十二烷基硫酸鈉(Sodium Lauryl Sulfate)優(yōu)選作為表面活性劑。上述百分比信息在每種情況下由重量百分比表示。