鹵化鋅電化學電池的制作方法

相關申請案的交叉參考此pct申請案要求2014年10月6日申請的美國臨時申請案第62/060,273號、2015年6月3日申請的美國臨時申請案第62/170,200號以及2015年6月10日申請的美國臨時申請案第62/173,415號的益處。這些文獻每一者以全文引用的方式并入本文中。本發明涉及一種用于可再充電雙極性電化學電池或可再充電雙極性電池組堆的組合件。更具體地說，本發明涉及一種用于可再充電雙極性電化學電池或可再充電雙極性電池組堆(例如鹵化鋅電池組)的末端組合件，其在電池組充電和放電期間產生基本上均勻電流到蓄電池以及從蓄電池產生基本上均勻電流。
背景技術：
：鹵化鋅電池組是作為儲存電能的裝置而研發出。傳統鹵化鋅電池組(例如鋅-溴電池組)采用安置于靜態，即不流動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程一般通過如鹵化鋅電解質中zn2+/zn(s)和x-/x2氧化還原對的反應實現。當電池組充電時，進行以下化學反應：zn2++2e-→zn2x-→x2+2e-，其中x為鹵素(例如cl、br或i)。相反，當電池組放電時，進行以下化學反應：zn→zn2++2e-x2+2e-→2x-。這些鹵化鋅蓄電池形成于雙極性電化學電池組中，其中每個電極包含兩極，使得陽極反應發生在電極一側上，且陰極反應發生在相同電極相對側上。在此情況下，雙極性電極常常被配置成板，且電池組被組裝成形成棱柱幾何形狀。在雙極性電池組充電和放電期間，電極板充當相鄰電池的導體，即每個電極板充當一個電池的陽極和相鄰電池的陰極。在此棱柱電池組幾何形狀中，將相鄰電化學電池隔開的電極板整個表面區域將電流從電池轉移到電池。因此，當傳統雙極性鹵化鋅電池組充電時，鋅金屬電解鍍覆在雙極性電極板的陽極側上，而分子鹵素物質在電極板陰極側形成。且當電池組放電時，鍍覆的鋅金屬氧化成游離電子，游離電子經電極板傳導且還原分子鹵素物質以產生鹵陰離子。然而，傳統鹵化鋅電池組的電池組性能因鋅在充電期間不均勻鍍覆在雙極性電極上而嚴重受限。鋅不均勻或不規則鍍覆在雙極性電極上會在電池組中產生鋅枝晶并降低電池組容量和循環壽命。此外，不均勻鋅鍍覆造成電池組放電的不均勻性，負面影響電池組作為電能儲存裝置的性能。技術實現要素：本發明提供了一種用于靜態(不流動)鹵化鋅電化學電池或電池組堆的雙極性電極。所述雙極性電極用以在電池或電池組堆充電期間介導鋅金屬在電化學電池或電池組堆內陽極表面上的鍍覆。雙極性電極也用以在電池或電池組堆放電期間介導鹵陰離子物質(例如br-、cl-、其任何組合等等)轉化成鹵素物質(例如br2、cl2、其任何組合等等)。在一個方面中，本發明提供了一種雙極性電極，其包含雙極性電極板，所述雙極性電極板包含前表面和后表面；以及陰極組合件，其包含碳材料、隔板和陰極籠，其中所述陰極籠保持所述碳材料與所述雙極性電極板的前表面的至少一部分電連通，且所述雙極性電極板和所述陰極籠包含鈦材料。在一些實施例中，所述雙極性電極板的后表面的至少一部分為粗糙表面。在一些實施例中，雙極性電極板的至少一部分和陰極籠的至少一部分包含碳化鈦涂層。在一些實施例中，雙極性電極板的前表面進一步包含凹入部分。在一些實施例中，雙極性電極板的前表面的凹入部分被配置成用于容納碳材料的至少一部分。在一些實施例中，陰極籠安置在碳材料上，使得碳材料安置于凹入部分與陰極籠之間。在一些實施例中，隔板安置于碳材料與陰極籠之間。在一些實施例中，陰極籠包含袋形區域，且袋形區域包含多個通孔。在一些實施例中，多個通孔均勻隔開并以交替重復圖案沿行分布。在一些實施例中，所述通孔中每一者包含基于在對應于多個孔的位置的多個位置中的每一者，在陰極組合件與相鄰雙極性電極板的后表面之間的間距計算的直徑。在一些實施例中，針對每個孔計算的直徑進一步基于標稱孔面積和陰極組合件與相鄰雙極性電極板的后表面之間的標稱最小間距。在一些實施例中，在每一位置，在陰極組合件與相鄰雙極性電極板的后表面之間的間距是使用基于在多個位置中的每一者，針對陰極組合件與相鄰雙極性電極板的后表面每一者所測量的離平坦的δ的擬合等式計算。在一些實施例中，隔板包含碳布或碳氈。舉例來說，隔板包含碳布或碳氈。在一些實施例中，雙極性電極的碳材料包含碳黑材料。在一些實施例中，碳材料進一步包含ptfe粘合劑。在一些實施例中，雙極性電極包含1到5塊碳材料。本發明的另一方面提供了一種可再充電雙極性電化學電池，其包含鹵化鋅水溶液電解質；雙極性電極，其包含雙極性電極板，所述雙極性電極板包含第一材料；碳材料；保持碳材料與雙極性電極板的前表面電連通的陰極籠，所述陰極籠包含第二鈦材料；和插入于至少一部分陰極籠與碳材料之間的隔板；以及與第一雙極性電極板平行并與其相鄰的末端終板，所述末端終板包含第二鈦材料，所述末端終板具有與第一雙極性電極前表面相對的內表面，且所述內表面的至少一部分為粗糙表面，其中雙極性電極和末端終板至少部分安置于所述電解質中。在一些實施例中，隔板包含碳布或碳氈。在一些實施例中，雙極性電極板包含至少部分用碳化鈦涂布的鈦材料。在一些實施例中，雙極性電極的碳材料包含碳黑材料。在一些實施例中，碳材料進一步包含ptfe粘合劑。在一些實施例中，電化學電池的雙極性電極包含1到5塊碳材料。在一些實施例中，末端終板包含至少部分用碳化鈦涂布的鈦材料。在一些實施例中，雙極性電極板進一步包含凹入部分。在一些實施例中，雙極性電極板的前表面的凹入部分被配置成用于容納碳材料的至少一部分。在一些實施例中，陰極籠安置在碳材料上，使得碳材料安置于凹入部分與陰極籠之間。在一些實施例中，鹵化鋅水溶液電解質包含溴化鋅、氯化鋅或其任何組合。在一些實施例中，鹵化鋅水溶液電解質包含含銦化合物、含錫化合物、含鉛化合物或其任何組合。在一些實施例中，陰極籠包含袋形區域，且袋形區域包含多個通孔。在一些實施例中，多個通孔均勻隔開并以交替重復圖案沿行分布。在一些實施例中，所述通孔中每一者包含基于在對應于多個孔的位置的多個位置中的每一者，在陰極組合件與相鄰雙極性電極板的后表面之間的間距計算的直徑。在一些實施例中，針對每個孔計算的直徑進一步基于標稱孔面積和陰極組合件與相鄰雙極性電極板的后表面之間的標稱最小間距。在一些實施例中，在每一位置，在陰極組合件與相鄰雙極性電極板的后表面之間的間距是使用基于在多個位置中的每一者，針對陰極組合件與相鄰雙極性電極板的后表面每一者所測量的離平坦的δ的擬合等式計算。本發明的另一方面提供了一種可再充電雙極性鹵化鋅電池組堆，其包含多個雙極性電極；末端陰極組合件；末端陽極組合件；和鹵化鋅水溶液電解質，其中每個雙極性電極包含陰極籠、碳材料、隔板和雙極性電極板；所述末端陰極組合件包含第一末端終板；所述末端陽極組合件包含第二末端終板；所述雙極性電極板、所述陰極籠、所述第一末端終板和所述第二末端終板每一者包含鈦材料且至少部分用碳化鈦涂布。在一些實施例中，隔板包含碳布或碳氈。在一些實施例中，碳材料包含碳黑材料。在一些實施例中，碳材料進一步包含ptfe粘合劑。在一些實施例中，每個雙極性電極進一步包含1到5塊碳材料。在一些實施例中，鹵化鋅水溶液電解質包含溴化鋅、氯化鋅或其任何組合。在一些實施例中，鹵化鋅水溶液電解質包含含銦化合物、含錫化合物、含鉛化合物或其任何組合。在一些實施例中，每個雙極性電極板的前表面進一步包含凹入部分。在一些實施例中，每個雙極性電極板的前表面的凹入部分被配置成用于容納碳材料的至少一部分。在一些實施例中，陰極籠安置在碳材料上，使得碳材料安置于凹入部分與陰極籠之間。在一些實施例中，隔板安置于碳材料與陰極籠之間。在一些實施例中，陰極籠包含袋形區域，且袋形區域包含多個通孔。在一些實施例中，多個通孔均勻隔開并以交替重復圖案沿行分布。在一些實施例中，所述通孔中每一者包含基于在對應于多個孔的位置的多個位置中的每一者，在陰極組合件與相鄰雙極性電極板的后表面之間的間距計算的直徑。在一些實施例中，針對每個孔計算的直徑進一步基于標稱孔面積和陰極組合件與相鄰雙極性電極板的后表面之間的標稱最小間距。在一些實施例中，在每一位置，在陰極組合件與相鄰雙極性電極板的后表面之間的間距是使用基于在多個位置中的每一者，針對陰極組合件與相鄰雙極性電極板的后表面每一者所測量的離平坦的δ的擬合等式計算。在一些實施例中，每個雙極性電極板的后表面的至少一部分為粗糙表面。附圖說明當參考隨附圖式閱讀以下具體實施方式時，將更好地理解本發明的這些和其它特征、方面和優勢。圖1展示根據本發明的一實施例的電化學電池的分解圖。圖2a和2b分別為根據本發明的一實施例的雙極性電極的前圖和側圖。圖3展示根據本發明的一實施例的雙極性電極的分解圖。圖4a展示根據本發明的一實施例的雙極性電極的正視圖。圖4b展示根據本發明的一實施例的雙極性電極的分解圖。圖5展示根據本發明的一實施例的具有噴沙區域的電極板的后表面的圖。圖6a和6b分別展示根據本發明的一實施例的陰極籠的前圖和側圖。圖7a和7b分別展示根據本發明的一實施例，陰極籠的正視圖和有孔穿過其的陰極籠材料的放大視圖。圖8展示根據本發明的一實施例，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表面之間的界面的電化學電池一部分的橫截面圖。圖9展示適用作根據本發明的一實施例的陰極的碳材料的前、側和頂部透視圖。圖10說明根據本發明的一實施例，相對于z軸和x軸，雙極性電極板與陰極籠的三維形狀型態之間的間距的實驗數據。圖11說明根據本發明的一實施例，相對于z軸和y軸，雙極性電極板與陰極籠的三維形狀型態之間的間距的實驗數據。圖12展示根據本發明的一實施例的末端組合件的透視圖。圖13展示根據本發明的一實施例，包含末端終板和具有與終板接合的基本上橢圓邊緣的導電杯狀構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，根據本發明的一實施例，其具有包含由導電杯狀構件的邊緣密封的第一表面區域和由邊緣外圍和電化學活性區域的周圍邊緣界定的剩余第二表面的電化學活性區域。圖15為沿圖13的線17-17獲取的橫截面圖，根據本發明的一實施例，其展示導電杯狀構件和由邊緣外圍和電化學活性區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，其展示根據本發明的一實施例的雙極性終板和包含基本上圓形邊緣的導電杯狀構件。圖17為沿圖13的線15-15獲取的橫截面圖，其展示根據本發明的一實施例，末端組合件進一步包含在與導電杯狀構件相對的側面上與末端終板的第二表面相對并容納末端終板的第二表面的框架構件。圖18為根據本發明的一實施例，在壓板之間具有雙極性電極和框架構件的包含陰極末端和陽極末端的電池組堆的側視圖。圖19為根據本發明的一實施例，在電池組模塊的對應近端和遠端包含一對末端組合件的電池組堆的頂部透視圖。圖20為根據本發明的一實施例的圖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展示根據本發明的一實施例，圖18電池組堆的陰極末端和陽極末端的壓縮板的頂部透視圖。圖23展示根據本發明的一實施例，用于圖18電池組堆的框架的正視圖和側視圖。圖24展示在若干充電循環期間根據放電能量，根據本發明的一實施例的電池組堆的代表性行為。圖25a和25b展示根據本發明的一實施例的電池組模塊的代表性行為。圖25a展示運行時間相對于電池組平均放電功率的曲線圖。圖25b展示能量效率相對于電池組平均放電功率的曲線圖。圖26展示根據放電能量相對于平均放電功率，根據本發明的一實施例的電池組的代表性行為。圖27a和27b展示根據本發明的一實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期間電池組的能量效率。圖27b展示在若干充電循環期間電池組的放電運行時間。圖28展示根據采用本發明的電解質和公開文獻中報導的電解質的測試電池中能量作為充電循環函數的曲線圖，根據本發明的一實施例的電解質的代表性行為。圖29a展示根據采用本發明的電解質和公開文獻中報導的電解質的測試電池中電容作為充電循環函數的曲線圖，根據本發明的一實施例的電解質的代表性行為。圖29b展示根據采用本發明的電解質和公開文獻中報導的電解質的測試電池中電位作為充電循環函數的曲線圖，根據本發明的一實施例的電解質的代表性行為。圖30a和30b為鍍覆在電極板的背表面上的鋅金屬的相片，其中對應陰極籠具有未調變的孔圖案。圖31a、31b和31c為鍍覆在電極板的背表面上的鋅金屬的相片，其中對應陰極籠具有調變的孔圖案。圖32展示根據功率(在還原br2的限制電流下的最大功率)作為穩定性(在60℃下7天后ph值的改變)的函數，各種溴絡合劑的代表性行為。圖33展示根據對數電流作為電壓函數，各種乙基甲基吡啶鎓的溴活性的比較。圖34展示根據功率(在還原br2的限制電流下的最大功率)作為穩定性(在60℃下7天后ph值的改變)的函數，不同聚醚作為溴絡合劑的比較。圖35為被組裝成包括來自實例編號1的電解質配方的本發明的電化學電池的放電容量(mah)對比充電循環次數的曲線圖。圖36為被組裝成包括來自實例編號1的電解質配方的本發明的電化學電池的庫倫效率(％)對比充電循環次數的曲線圖。圖37為被組裝成包括來自實例編號1的電解質配方的本發明的電化學電池的運行時間(hrs)對比充電循環次數的曲線圖。圖38為被組裝成包括來自實例編號1的電解質配方的本發明的電化學電池的能量效率(％)對比充電循環次數的曲線圖。所述圖以實例方式提供且不意圖限制本發明的范圍。具體實施方式本發明提供了用于二次，即可再充電鹵化鋅蓄電池(例如雙極性流動或不流動電池組)的電解質。i.定義如本文所用，術語“電化學電池”或“電池”可互換使用，是指能夠從化學反應產生電能或通過引入電能促進化學反應的裝置。如本文所用，術語“電池組”涵蓋包含至少一個電化學電池的電儲存裝置。“二次電池”可再充電，而“原電池組”不可再充電。對于本發明的二次電池，電池組陽極在放電期間稱為正電極并在充電期間稱為負電極。如本文所用，“電解質”是指行為如同導電介質的物質。舉例來說，電解質促進電子和陽離子在電池中移動。電解質包括例如金屬鹵化物鹽(例如znbr2、zncl2等等)的水溶液等物質混合物。如本文所用，術語“電極”是指用于接觸電路的非金屬部分(例如半導體、電解質或真空)的電導體。電極也可指陽極或陰極。如本文所用，術語“陽極”是指電池組中在放電階段期間電子從其中流出的負電極。陽極也是在放電階段期間進行化學氧化的電極。然而，在二次或可再充電電池中，陽極為在電池充電階段期間進行化學還原的電極。陽極由導電或半導材料形成，例如金屬(例如鈦或tic涂布鈦)、金屬氧化物、金屬合金、金屬復合物、半導體等等。如本文所用，術語“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行化學還原的電極。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行化學氧化的電極。陰極由導電或半導材料形成，例如金屬、金屬氧化物、金屬合金、金屬復合物、半導體等等。如本文所用，術語“雙極性電極”是指充當一個電池的陽極和另一個電池的陰極的電極。舉例來說，在電池組堆中，雙極性電極充當一個電池中的陽極并充當緊鄰電池中的陰極。在一些實例中，雙極性電極包含兩個表面-陰極表面和陽極表面，其中兩個表面由導電材料連接。舉例來說，雙極性電極板可具有相對表面，其中一個表面為陽極表面，另一表面為陰極表面，且導電材料為相對表面之間的板厚度。如本文所用，術語“鹵化物”是指鹵素與負電性小于鹵素(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，術語“鹵素”是指占據周期表第viia(17)族的元素氟、氯、溴、碘和砹中的任一者。鹵素為與氫形成強酸性化合物的反應性非金屬元素，由此可制得簡單鹽。如本文所用，術語“陰離子”是指具有一或多個永久性負電荷的任何化學實體。陰離子的實例包括(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、過氧化物、硫代氰酸根、乙二酸根、氫氧根和過錳酸根。如本文所用，“乙二醇二甲醚”是指醚(例如二醇醚)。實例包括(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)、tic、tic合金(例如ticxm，其中x為0、1、2、3或4且m為金屬)、鈦碳氫化物、非化學計量的鈦-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)、鈦碳氫化物、非化學計量的鈦-碳化合物和其組合。如本文所用，術語“鋅金屬”是指元素鋅，通常也稱為zn(0)或zn0。如本文所用，術語“二甲醚聚(乙二醇)”和其縮寫“dme-peg”可互換使用，是指具有結構的聚合物，其中n為整數。dme-peg1000是指具有約1000數目平均分子量(mn)的dme-peg聚合物，且dme-peg2000是指具有約2000數目平均分子量(mn)的dme-peg聚合物。如本文所用，術語“二甲醚”是指具有式ch3och3的有機化合物。如本文所用，術語“醇”是指分子含有一或多個附接于碳原子的羥基的任何有機化合物。醇的實例包括甲醇、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，術語“羥基”是指-oh基團。如本文所用，術語“二醇”是指屬于醇家族的一類有機化合物的任一者。在二醇分子中，兩個羥基(-oh)附接于不同碳原子。二醇的實例包括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。二醇的其它實例包括經取代的乙二醇和經取代的丙二醇。如本文所用，術語“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量除以含有所述組分的混合物或產物的總質量的商的乘積：wt％＝100％×(組分質量/總質量)當提及電解質的組分或成分的濃度時，如本文所述，重量％是基于電解質總重量。如本文所用，術語“季銨試劑”是指包含季氮原子的任何化合物、鹽或物質。舉例來說，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。關于季氮原子的取代基，鹵化四烷基銨可經對稱取代或不對稱取代。如本文所用，術語“溴化銨絡合劑”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。溴化銨絡合劑的實例包括：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，術語“溴化咪唑鎓絡合劑”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。溴化咪唑鎓絡合劑的實例包括溴化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，術語“溴化吡啶鎓絡合劑”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。溴化吡啶鎓絡合劑的實例包括溴化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，術語“溴化吡咯烷鎓絡合劑”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。溴化吡咯烷鎓絡合劑的一實例為溴化1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓。如本文所用，術語“溴化嗎啉鎓絡合劑”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。溴化嗎啉鎓絡合劑的一實例為溴化n-乙基-n-甲基嗎啉鎓。如本文所用，術語“溴化鏻絡合劑”是指包含季鏻原子的任何化合物、鹽或物質。溴化鏻絡合劑的一實例為溴化四乙基鏻。如本文所用，術語“冠醚”是指由含有至少三個醚基的環組成的環狀化合物。冠醚的實例包括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(例如苯基)；雙環(例如茚基、萘基、四氫萘基、四氫茚基)；三環(例如芴基、四氫芴基、蒽基或四氫蒽基)；或具有3個環的苯并稠合基團。舉例來說，苯并稠合基團包括與兩個或兩個以上c4-8碳環部分稠合的苯基。芳基任選經一或多個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)；環烷基；(環烷基)烷基；雜環烷基；(雜環烷基)烷基；芳基；雜芳基；烷氧基；環烷基氧基；雜環烷氧基；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；或磺酰基羰基)；芳基烷基羰基氧基；磺酰基(例如烷基磺酰基或氨基磺酰基)；亞砜基(例如烷基亞磺酰基)；硫基(例如烷基硫基)；氰基；鹵基；羥基；酰基；巰基；硫氧基；脲；硫脲；胺磺酰基；硫酰胺；氧代基；或胺甲酰基。或者，芳基可未經取代。經取代的芳基的實例包括鹵芳基、烷氧基羰基芳基、烷基氨基烷基氨基羰基芳基、對,間-二鹵芳基、對氨基-對烷氧基羰基芳基、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、氨基磺酰基芳基、烷基磺酰基芳基、氨基芳基、對鹵-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、間雜環脂肪族基-鄰烷基芳基、雜芳基氨基羰基芳基、硝基烷基芳基、烷基磺酰基氨基烷基芳基、雜環脂肪族基羰基芳基、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、烷基磺酰基氨基芳基、二烷基氨基芳基、烷基芳基和三鹵烷基芳基。如本文所用，“芳烷基”是指經芳基取代的烷基(例如c1-4烷基)。本文定義“烷基”與“芳基”。芳烷基的一個實例為苯甲基。“雜芳烷基”是指經雜芳基取代的烷基。如本文所用，“環烷基”是指具有3-10(例如5-10)個碳原子的飽和碳環單環、雙環或三環或多環(稠合或橋接)環。單環環烷基的實例包括不限于環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基等等。雙環環烷基的實例包括不限于八氫-茚基、十氫-萘基、雙環[3.2.1]辛基、雙環[2.2.2]辛基、雙環[3.3.1]壬基、雙環[3.3.2.]癸基、雙環[2.2.2]辛基、雙環[2.2.1]庚基、雙環[3.1.1]庚基等等。多環基團包括不限于金剛烷基、立方烷基、降冰片烷基等等。環烷基環在任何化學可用環位置可任選經取代。如本文所用，“雜環烷基”是指3至10員單環或雙環(稠合或橋接)(例如5至10員單環或雙環)飽和環結構，其中一或多個環原子為雜原子(例如n、o、s或其組合)。雜環烷基的實例包括任選經取代的哌啶基、哌嗪基、四氫吡喃基、四氫呋喃基、1,4-二氧戊環基、1,4-二噻烷基、1,3-二氧戊環基、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[2.2.2]辛基、1-氮雜-雙環[2.2.2]辛基、3-氮雜-雙環[3.2.1]辛基、2,6-二氧雜-三環[3.3.1.03,7]壬基、莨菪烷。單環雜環烷基可與苯基部分稠合，例如四氫異喹啉。雜環烷基環結構可在環上任何化學上可用位置任選經取代。如本文所用，“雜芳基”是指具有4至15個環原子的單環、雙環或三環環結構，其中一或多個環原子為雜原子(例如n、o、s或其組合)且其中雙環或三環環結構的一或多個環為芳香族。雜芳基包括具有2至3個環的苯并稠合環系統。舉例來說，苯并稠合基團包括與一或兩個c4-8雜環部分稠合的苯并基團(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)。雜芳基的一些實例為氮雜環丁烷基、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.電化學電池和電池組堆參看圖1-23，在一個方面中，本發明提供了靜態(不流動)雙極性鹵化鋅可再充電電化學電池100和此類電池的電池組堆1000。a.雙極性電化學電池本發明的雙極性電化學電池100包含雙極性電極102、末端組合件104和鹵化鋅電解質。1.雙極性電極本發明的雙極性電極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。本發明的雙極性電極102被配置成用于將鋅金屬鍍覆在陽極電極表面(例如相鄰雙極性電極的后表面或末端陽極組合件的終板的內表面)上并在電化學電池充電期間產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。相反，這些電極被配置成用于在電化學電池放電期間氧化鍍覆的鋅金屬，從而產生zn2+陽離子并將鹵化物或混合鹵化物物質還原成其對應陰離子。a.雙極性電極板本發明的雙極性電極板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。在一些實施例中，雙極性電極板包含相對于用于電化學電池或電池組堆中的鹵化鋅電解質呈惰性的導電材料。在一些實施例中，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表面的至少一部分的涂層或膜。在其它實施例中，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表面的至少一部分用碳化鈦材料涂布。在一些實施例中，雙極性電極板包含導電碳材料(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，使得當組裝雙極性電極時陰極組合件至少部分配合在凹入部分215內。在其它實施例中，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。在這些實施例中的一些中，凹入部分可由套在陰極組合件202的陰極籠216內的碳材料224的最外邊緣界定，使得當組裝雙極性電極102時碳材料224至少部分配合在雙極性電極板的凹入部分215內。且在某些替代實施例中，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通孔。參看圖2a-4，在一些實施例中，雙極性電極板在板外周204或其附近包含一或多個通孔206、210，其可用于將電化學電池填充液體電解質或可用于將電極板在電池組堆中對準。雙極性電極板可通過沖壓或其它適合工藝形成。前表面212的一部分、后表面214的一部分或兩個表面的部分可任選進行表面處理(例如涂布或其類似處理)以增強電池或電池組堆的電化學特性。雙極性電極板的后表面可包括與電池或電池組堆充電時鋅金屬層的形成相關或由其界定的電化學活性區域。在一些實施例中，電極板的后表面可在電化學活性區域內噴沙或以其它方式進行處理。在其它實施例中，前表面也可在與由陰極組合件密封的區域相關的電化學活性區域內噴沙。舉例來說，在一些實施例中，對后表面的至少一部分、前表面的至少一部分或兩個表面的至少部分進行處理(例如噴沙)以得到粗糙表面。在一些情況下，對雙極性電極板的后表面的至少一部分進行處理(例如噴沙)以得到粗糙表面。在一些情況下，進行處理以得到粗糙表面的后表面的區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.陰極組合件本發明的電化學電池和電池組堆包含至少一個陰極組合件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'或末端終板的內表面316上。參看圖6a和6b，說明陰極籠216的正視圖(圖6a)和側視圖(圖6b)。陰極籠216包括由長度x1和寬度y1界定的整個區域，其包括凸緣220。為形成凸緣，將平坦金屬片安設在成型機中以在平坦薄片的四個邊緣中的每一者上按壓凸緣。在一些實施方案中，平坦金屬片包含鈦或碳化鈦材料。在一些實施例中，陰極籠進一步在籠拐角處包含狹槽。這些狹槽可通過激光切割形成。陰極籠216包括由長度x2和寬度y2界定的對應于袋形部分218的減小區域。因此，x1大于x2且y1大于y2。在所示實例中，凸緣220相對于袋形部分218平坦彎曲，指示x1/x2和y1/y2尺寸和袋形部分的深度。在一些實施例中，由x2和y2界定的區域指示其中形成多個孔227的蝕刻區域。長度x1/x2和寬度y1/y2可基于電化學電池100或電池組堆1000的操作要求變化。在一些實施例中，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。在這些實施例中的一些中，陰極籠在其凸緣通過焊合、使用膠粘劑、使用機械扣件或其任何組合安置于電極板的前表面上。陰極籠由對電化學電池或電池組堆的電解質基本上惰性的金屬或金屬合金形成。在一些實施例中，陰極籠由鈦材料(例如鈦或三氧化鈦)沖壓。在其它實施例中，陰極籠包含用碳化鈦材料涂布的鈦材料。在一些實施例中，陰極籠的袋形部分進行化學蝕刻以形成多個間隔孔227。在一些實施例中，對孔大小進行設定并間隔開以形成通過補償在電化學電池操作(例如充電或放電)期間發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(例如調變孔圖案)。圖7a說明由圖6a描繪的陰極籠216的正視圖，其包括通過化學蝕刻，穿過袋形部分218的化學蝕刻表面形成的多個孔227。圖7b為由圖7a說明的部分的詳細視圖，其展示多個孔227的分布。化學蝕刻工藝是消除待去除以形成多個孔227的固體材料的消減制造工藝。在化學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，以實現對應于x1和y1的尺寸。隨后，可清洗金屬片并在熱輥層壓機中用干膜防焊罩涂布，接著在黑暗環境中冷卻。接著保護膜可施加在真空暴露單元內以暴露金屬片。在一些實例中，暴露量值可使用步進指示物測量，且當實現所需量值的暴露時測定暴露。隨后，金屬片穿過顯影劑，以去除保護膜，同時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定溫度下烘烤預定時段。舉例來說，烘烤溫度可為約250℉，歷時約60分鐘。烘烤循環后，每個金屬片經空氣冷卻，且化學蝕刻裝置按程序規范所需蝕刻區域，例如由x2和y2界定的區域，且經烘烤和冷卻的金屬片穿過化學蝕刻裝置以去除不必要材料，從而形成孔227。現參看圖7b，多個孔227間隔開并以一定圖案沿行分布。在一些實施例中，圖案為交替重復圖案。在一些實施例中，對圖案進行選擇以允許在電化學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，給陰極籠提供根據本發明的孔圖案增強了電荷和/或電流的均勻分布，使得鋅金屬在電荷循環期間在雙極性電極板的陽極表面(例如雙極性電極板的后表面214，或終板的內表面318，或兩個表面)更均勻地鍍覆。同樣，還可增強在陰極籠216或其附近，溴與溴陰離子之間的轉化。在一些實施例中，基于當電化學電池或電池組堆進行充電和放電時產生陰極籠和雙極性電極的彎曲或變形的量，可選擇在x方向上沿行的多個孔227的每個孔之間的間距、在y方向上交替行之間的間距和孔的直徑以實現電荷和/或電流跨越陰極籠216的基本上均勻分布。在一些實施方案中，x和y每個方向上x和y孔位置的分布(例如間距)是基于陰極籠216的標稱孔面積和推薦網長度。袋形部分218的表面的厚度可規定標稱孔面積和推薦網長度的尺寸。在一些實例中，沿行的相鄰多個孔227的中心在x方向上相隔約0.067cm，且每兩行在y方向上相隔約0.152cm。如以下更詳細描述，陰極籠216和雙極性電極板208、208'或末端終板302將在每個部分在離周邊更遠的區域從平坦彎曲更大距離，使得在中心區域，相對于靠近周邊的外部區域，陽極與陰極電極之間的間距更短。一般來說，因為陽極與陰極電極之間的間距減小，所以對應x和y孔位置的所計算的孔直徑將增加。在一些實施例中，在沿陰極籠的蝕刻區域(例如由x2和y2界定的區域)的多個均勻分布的x和y孔位置中的每一者上，計算電極之間(例如陰極籠216與后表面214或雙極性電極板208、208'、302的內表面318之間)的間距。x-y起點可包括其中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極電極之間的所計算的間距、電極之間的預定最小間距和標稱孔面積，計算多個孔227中每一者的孔面積。在一些實施例中，多個孔227的數目可進一步基于陰極籠216的袋形部分218的表面的厚度。在一些實例中，預定最小間距為約7.45mm且標稱孔面積為約1.08mm2。在一些實施方案中，使用以下擬合等式，計算沿蝕刻區域的多個x和y位置中的每一者上陽極與陰極電極之間的間距：f＝y0+a*x+b*y+c*x2+d*y2[1]等式[1]的擬合等式的系數可通過針對每個陰極籠216以及每個雙極性電極的電極板208'或末端終板302，測量離平坦的δ來確定。從跨越每個陰極籠216的多個x和y孔位置和電極板208'的對應位置進行測量。針對多個雙極性電極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，計算平均值。利用對應于所計算的平均值的數據來確定陰極籠和電極板中每一者的系數y0、a、b、c和d。在一些實施例中，對兩個電極中每一者的δ的方向進行調整，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，針對電極板和陰極籠中每一者所確定的系數如下：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可通過從陰極系數減去陽極系數來確定。因此，輸入等式[1]的新系數如下：y0＝12.4389a＝-1.4243b＝-4.078c＝0.2082d＝1.5989在輸入等式[1]用于計算多個孔227的間距前，x和y孔位置必須由蝕刻區域校正。舉例來說，每個x位置除以袋形部分218的長度x2，且每個y位置除以袋形部分的寬度y2。此后，每個校正的x和y孔位置以及以上確定的新系數輸入等式[1]以確定每個x和y孔位置陽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。在一些實施方案中，使用思陶軟件公司(systalsoftware,inc.)授權的sigmaplottm軟體執行等式[1]。在一些實施方案中，每個x和y位置的多個孔227的每個孔的面積可如下計算：其中為在每個孔位置所計算的直徑，f為利用等式1計算的每個孔位置的電極之間的間距a標稱為標稱孔面積，且s標稱_最小值為標稱最小孔間距。在一些實例中，標稱孔面積為約1.08mm2且標稱最小間距為約7.45mm2。用于計算孔直徑的實例利用混合單位，其中英寸用于每個x和y孔位置和由x2和y2界定的蝕刻區域，而毫米用于計算電極之間的間距。等式[2]證實孔直徑隨著陽極與陰極電極之間的間距增加而增加。將針對雙極性電極102、102'每一者，利用等式2計算的每個孔位置的平均孔直徑求平均值。實施方案包括利用在多個雙極性電極102、102'每一者的陰極籠216中形成的多個孔227的平均孔直徑。圖10和11說明相對于x軸(圖10)和y軸(圖11)，雙極性電極板208'與陰極籠216的三維形狀型態之間的平均間距的實驗數據。實驗數據說明獲自電池組模塊1000的二十個雙極性電極102、102'的平均值。電極板208′和陰極籠216在充電時從平坦彎曲。在所示的實例中，陰極籠和電極板被布置成使得相對于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(例如相對于x軸約2.0mm)沿x軸具有約0.565mm離平坦的最大δ。多個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。適合于本發明的電化學電池的碳材料可包含可逆地吸收溴物質水溶液(例如溴水溶液或溴化物水溶液)(統稱為702)并在電解質存在下基本上為化學惰性的任何碳材料。在一些實施例中，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和導電鍋爐工藝碳黑的其它無光黑色混合物。在一些實施例中，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。舉例來說，碳材料具有按碳材料重量計小于50wt％(例如約0.01wt％到約30wt％)的水含量。在一些實施例中，碳材料包含ptfe(例如按碳材料重量計約0.5wt％到約5wt％)。在一些實施例中，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。在一些實例中，碳材料可呈一或多個薄矩形塊形式。舉例來說，碳材料成形為一或多個具有圓拐角的薄矩形塊，使得在組裝陰極組合件時拐角不刺穿隔板。在一些實施例中，碳材料可包含單一固體塊。在其它實施例中，碳材料可包含一到五塊、一到三塊或一到兩塊碳黑固體。iii.隔板適用于本發明的電化學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。在一些實施例中，隔板由可潤濕的紡織布或可潤濕的無紡布形成。且在一些實例中，紡織或無紡布包含多個孔隙，所述孔隙大小允許電解質穿過其，同時至少基本上限制碳材料粒子穿過其。在其它實施例中，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/或顯示快速反應和吸附動力學。在一些實施例中，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。舉例來說，隔板至少插入具有孔圖案(例如多個孔227)的陰極籠的袋形部分的減小表面與碳材料之間。2.末端組合件本發明的另一方面提供了一種用于雙極性電化學電池或電池組堆的末端組合件。參看圖12-17，本發明的末端組合件104包含導電杯狀構件310，其包含末端壁312、側壁304和與末端壁由側壁隔開的邊緣306。雙極性電化學電池或電池組的末端308被連接成與導電杯狀構件310的末端壁312電連通。在一些實施例中，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)。在一些實施例中，一部分與末端308接觸的末端壁312包含銅。在這些實施例中，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電杯狀構件的末端壁的銅板。末端組合件進一步包含末端終板302，其具有內表面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、粗糙內表面等等。杯狀構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活性區域322。在一些實施例中，電化學活性區域322對應于在末端終板的內表面與外表面之間延伸，在電化學電池或電池組堆的充電和放電循環期間與相鄰雙極性電極化學或電連通的區域。在這些實施例中，與電池組的負陰極末端相關的末端終板的電化學活性區域對應于由安置在末端終板(例如末端陰極終板)的內表面上的陰極組合件密封的區域或由其界定。與電池組的正陽極末端相關的末端終板的電化學活性區域可對應于其內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并在電池組(末端陽極組合件)充電時形成鋅金屬層的區域。在一些實施例中，末端陽極組合件的末端終板的至少一部分內表面(例如至少化學活性區域)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活性區域，所述電化學活性區域包含密封于與邊緣外周對應的虛線橢圓306內的第一表面區域326和由邊緣306的外周和電化學活性區域322的外圍邊緣界定的剩余第二表面區域324。在圖14中，出于清楚起見，去除導電杯狀構件310，使得第一表面區域可展示出。因此，當導電杯狀構件接合于末端終板的外表面時，第一表面區域由邊緣密封。第一表面區域326和第二表面區域324基本上相同。在一些實施例中，邊緣基本上為橢圓形且由長軸amaj和垂直于長軸的短軸amin界定，長軸與短軸在邊緣中心以及電化學活性區域的中心交叉。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基本上等于沿長軸從邊緣外周延伸到電化學活性區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活性區域的外圍邊緣的平行于長軸的第二距離d2。在一些實施例中，邊緣界定由末端壁和側壁的內表面與當接合于邊緣時包圍內部區域開口的末端終板的外表面界定的內部區域330的開口。在一些實施例中，邊緣居中于終板的電化學活性區域內。在一些實施例中，邊緣為基本上圓形或基本上橢圓形。在一些實施例中，側壁垂直于或基本上垂直于末端壁和邊緣。在其它實施例中，側壁從末端壁向外徑向延伸到邊緣。在一些實施例中，邊緣為基本上圓形。舉例來說，圖16提供包含導電杯狀構件的末端組合件的頂部透視圖，所述導電杯狀構件包含末端壁、側壁和與末端壁由側壁隔開的基本上圓形邊緣306'。在這些實施例中，邊緣的半徑r1基本上等于電化學活性區域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電杯狀構件、末端終板、任選的框架構件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，在一些實施例中，框架構件114包含第一側面614和第二側面616，所述第一側面在與導電杯狀構件312相對的側面上與末端終板302的內表面318相對并容納其。在這些實施例中的一些中，框架的第二側面與雙極性電極的陰極組合件202相對，且雙極性電極包含含有緊固到框架的第二側面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表面之間。在一些實施例中，位于末端終板的內表面的電化學活性區域322與位于雙極性電極板的前表面的陰極組合件相對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：具有電化學活性區域的末端終板302；導電杯狀構件，例如本文所述的任一杯狀構件，其安置于末端終板的外表面上且大約居中于電化學活性區域；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表面上。在一些實施例中，末端組合件包含末端陽極組合件，其中所述末端陽極組合件包含：具有電化學活性區域的末端終板；導電杯狀構件，例如本文所述的任一杯狀構件，其安置于末端終板的外表面上且大約居中于電化學活性區域，且其中所述末端陽極組合件缺乏陰極組合件。在一些實施例中，導電杯狀構件的邊緣通過焊接件或膠粘劑接合到末端終板的外表面。在一些情況下，膠粘劑是導電性的。適合導電膠粘劑的實例包括石墨填充的膠粘劑(例如石墨填充的環氧樹脂、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(例如鎳填充的環氧樹脂)、銀填充的膠粘劑(例如銀填充的環氧樹脂)、銅填充的膠粘劑(例如銅填充的環氧樹脂)、其任何組合等等。在一些實施例中，導電杯狀構件由銅合金、銅/鈦包層、鋁和導電陶瓷構成。舉例來說，末端壁和側壁的內表面包含銅。在其它情況下，末端壁和側壁的外表面包含銅、鈦和導電陶瓷中的至少一者。在一些實施例中，導電杯狀構件或末端終板中的至少一者包含鈦。在一些實施例中，導電杯狀構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。在一些實施例中，導電杯狀構件包含第一金屬且終板包含第二金屬。在一些實施例中，邊緣包含從側壁向外徑向延伸的凸緣328(圖15)。再次參看圖15，根據以下表達式概括鹵化鋅電化學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表達式1vd≈vb表達式2vf≈vg表達式3δvg-d≈δvf-b>>δvh-g≈δvf-h表達式4δvg-d≈δvf-b>>δvb-c≈δvd-c表達式5b和d鑒別杯狀構件的邊緣與雙極性終板的第一表面之間的兩個電接觸點。h表示導電杯狀構件的對稱性倒置中心，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和側壁304相接的接合點，且a和e鑒別電化學活性區域322的相對外圍邊緣。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。因為g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雙極性電池組放出的電流更均勻。3.鹵化鋅電解質在本發明的電化學電池和電池組堆中，電解質水溶液(即，鹵化鋅電解質)插入末端終板的內表面、陰極組合件、雙極性電極的前表面和框架的內表面(如果存在)之間。在這些實施例中，當電化學電池或電池組堆充電時，在暴露于電解質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之間的轉化可如下表述：br2+2e-→2br-。本發明提供了一種電解質水溶液，其適用于流動或不流動(即靜態)的可再充電鹵化鋅電化學電池或電池組堆。在這些電池或電池組堆中，存在于電解質中的溴化鋅、氯化鋅或兩者的任何組合充當電化學活性材料。本發明的一個方面提供了一種用于二次鋅溴電化學電池的電解質，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，其中所述電解質包含約0.5wt％到約10wt％一或多種季銨試劑。在一些實施例中，電解質包含約4wt％到約12wt％(例如約6wt％到約10wt％)溴化鉀(kbr)。在一些實施例中，電解質包含約8wt％到約12wt％溴化鉀(kbr)。在一些實施例中，電解質包含約4wt％到約12wt％(例如約6wt％到約10wt％)氯化鉀(kcl)。在一些實施例中，電解質包含約8wt％到約14wt％氯化鉀(kcl)。在一些實施例中，電解質包含約11wt％到約14wt％氯化鉀(kcl)。在一些實施例中，電解質進一步包含約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。舉例來說，乙二醇二甲醚包含四乙二醇二甲醚。在其它實例中，電解質包含約1wt％到約5wt％四乙二醇二甲醚。在一些實施例中，電解質進一步包含約0.05wt％到約4wt％(例如約0.1wt％到約1wt％)醚。在一些實施例中，乙醚為冠醚、dme-peg、二甲醚或其任何組合。在另一個實施例中，醚為冠醚。在一些實施例中，電解質進一步包含約0.5wt％到約2.5wt％(例如約1wt％到約2.25wt％)dme-peg或二甲醚。在一些實例中，dme-peg具有約350amu到約3000amu的平均分子量(例如數目平均分子量mn)。在其它實例中，dme-peg具有約1200amu到約3000amu的平均分子量。且在一些實例中，電解質進一步包含約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(例如數目平均分子量mn)。在一些實施例中，醚為冠醚。舉例來說，冠醚為18-冠-6。舉例來說，冠醚為15-冠-5。舉例來說，冠醚為12-冠-4。在一些實施例中，電解質進一步包含約0.1wt％到約1.0wt％醇，其中所述醇基本上可互溶于水中。舉例來說，醇包含c1-4醇。在其它實例中，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。且在一些實例中，電解質進一步包含約0.25wt％到約0.75wt％叔丁醇。在一些實施例中，電解質進一步包含約0.25wt％到約5wt％(例如約0.5wt％到約4wt％)c1-10二醇。在一些實例中，電解質進一步包含約0.25wt％到約5wt％(例如約0.5wt％到約4wt％)經取代的乙二醇或經取代的丙二醇。在一些實例中，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。且在一些實例中，電解質進一步包含約0.25wt％到約2.5wt％新戊二醇。在一些實施例中，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r獨立地為氫、烷基、環烷基、芳基、芳基烷基、雜環烷基或雜芳基，其中每個r獨立且任選地經以下基團取代：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1-3個q3取代基取代的雜環烷基或烷基；每個q2獨立地為氫、烷基、環烷基、芳基、芳基烷基、雜環烷基或雜芳基，每一者任選地經1-3個q3取代基取代；每個q3獨立地為鹵基、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1-3個選自以下基團的取代基取代的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。在一個實施例中，x1、x2、x3、x4和x5中的一或兩者為氮且其余為碳。在另一個實施例中，x1、x2、x3、x4和x5中的一者為氮且其余為碳。在又一個實施例中，x1、x2、x3、x4和x5中的兩者為氮且其余為碳。在再一個實施例中，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。在一個實施例中，選自吡啶、嘧啶、吡嗪、哌嗪、哌啶、嗎啉、1,3-噁嗪和1,2-噁嗪。在一個實施例中，選自吡啶、嘧啶和吡嗪。在另一個實施例中，為吡啶。在一個實施例中，選自哌啶、嗎啉、1,3-噁嗪和1,2-噁嗪。在另一個實施例中，選自哌啶和嗎啉。在一個實施例中，為哌啶。在一個實施例中，為嗎啉。在一個實施例中，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。在另一實施例中，選自吡咯、吡唑和咪唑。在一個實施例中，為吡咯。在一個實施例中，為吡唑。在一個實施例中，為咪唑。在一個實施例中，為吡咯烷。在一個實施例中，n為1。在另一實施例中，n為0。在一個實施例中，每個r獨立地為烷基或環烷基，其中每個r獨立且任選地經以下基團取代：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1-3個q3取代基取代的雜環烷基或烷基。在另一實施例中，每個r獨立地為烷基或環烷基，其中每個r獨立且任選地經以下基團取代：鹵基、雜環烷基、-cn、-no2、-oq2、-n(q2)2、-c(o)oq2、-c(o)q2或-c(o)n(q2)2。在另一個實施例中，每個r為烷基，其獨立且任選地經以下基團取代：鹵基、雜環烷基、-cn、-no2、-oq2、-n(q2)2、-c(o)oq2、-c(o)q2或-c(o)n(q2)2。在再一個實施例中，每個r為烷基，其獨立且任選地經以下基團取代：鹵基、雜環烷基、-cn、-no2、-n(q2)2或-c(o)n(q2)2。在又一個實施例中，每個r為烷基，其獨立且任選地經以下基團取代：鹵基或雜環烷基。在另一個實施例中，每個r為烷基，其經雜環烷基取代。在另一個實施例中，r為烷基，其經吡咯烷取代。在另一個實施例中，r為丙基，其經雜環烷基取代。在另一個實施例中，r為丙基，其經吡咯烷取代。在一個實施例中，每個r為未經取代的烷基。在另一實施例中，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。在一個實施例中，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。在一個實施例中，r為甲基。在一個實施例中，r為乙基。在一個實施例中，r為丙基。在一個實施例中，r為丁基。在一個實施例中，r為戊基。在一個實施例中，r為己基。在一個實施例中，r為庚基。在一個實施例中，r為辛基。在一個實施例中，r為十二烷基。在一個實施例中，r為壬基。在一個實施例中，r為癸基。在一個實施例中，r為十二烷基。在一個實施例中，r為十六烷基。在一個實施例中，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、過氧化物、硫代氰酸根、乙二酸根、氫氧根和過錳酸根的陰離子。在另一個實施例中，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陰離子。在又一個實施例中，y為選自磷酸氫根、硫酸根和碳酸根的二價陰離子。在再一個實施例中，y選自氟離子、氯離子、溴離子和碘離子。在一個實施例中，y為氯離子。在一個實施例中，y為溴離子。在一個實施例中，y為碘離子。在一些實施例中，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r、r'和r"獨立地為氫、烷基、環烷基、芳基、芳基烷基、雜環烷基或雜芳基，其中每個r、r'和r"獨立且任選地經以下基團取代：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1-3個q3取代基取代的雜環烷基或烷基；每個q2獨立地為氫、烷基、環烷基、芳基、芳基烷基、雜環烷基或雜芳基，每一者任選地經1-3個q3取代基取代；每個q3獨立地為鹵基、氧代基、cn、no2、cf3、ocf3、oh，進一步包含-s(o)z(c1-6烷基)、-n(c1-6烷基)2、-coo(c1-6烷基)、-c(o)(c1-6烷基)，進一步包含-o(c1-6烷基)或任選經1-3個選自以下基團的取代基取代的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的一些實施例中，每個r、r'和r"獨立地為烷基或環烷基，其中每個r、r'和r"獨立且任選地經以下基團取代：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1-3個q3取代基取代的雜環烷基或烷基。在另一實施例中，每個r、r'和r"獨立地為烷基或環烷基，其中每個r、r'和r"獨立且任選地經以下基團取代：鹵基、雜環烷基、-cn、-no2、-oq2、-n(q2)2、-c(o)oq2、-c(o)q2或-c(o)n(q2)2。在另一個實施例中，每個r、r'和r"獨立地為烷基，其獨立且任選地經以下基團取代：鹵基、雜環烷基、-cn、-no2、-oq2、-n(q2)2、-c(o)oq2、-c(o)q2或-c(o)n(q2)2。在再一個實施例中，每個r、r'和r"獨立地為烷基，其獨立且任選地經以下基團取代：鹵基、雜環烷基、-cn、-no2、-n(q2)2或-c(o)n(q2)2。在一個實施例中，每個r、r'和r"獨立地為未經取代的烷基。在另一實施例中，每個r、r'和r"獨立地選自甲基、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。在一個實施例中，每個r、r'和r"獨立地選自甲基、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、過氧化物、硫代氰酸根、乙二酸根、氫氧根和過錳酸根。在另一個實施例中，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陰離子。在又一個實施例中，y選自選自磷酸氫根、硫酸根和碳酸根的二價陰離子。在再一個實施例中，y選自氟離子、氯離子、溴離子和碘離子。在一個實施例中，y為氯離子。在一個實施例中，y為溴離子。在一個實施例中，y為碘離子。在式ia-ie的一些實施例中，k為0或1。在另一個實施例中，k為0。在又一個實施例中，k為1。在式ia的一些實施例中，每個r和r'獨立地選自甲基、乙基、丁基和己基。在另一個實施例中，k為1；r'選自乙基、丁基和己基；且r為甲基。在又一個實施例中，k為0且r'選自乙基、丁基和己基。在一個實施例中，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的一些實施例中，每個r、r'和r"獨立地選自甲基和丙基。在一個實施例中，式ib的鹽為溴化1-甲基-1-丙基哌啶鎓。在式ic的一些實施例中，每個r、r'和r"獨立地選自甲基、乙基和丁基。在另一個實施例中，k為0。在一個實施例中，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的一些實施例中，每個r、r'和r"獨立地選自甲基、乙基、丁基、己基、辛基和癸基。在另一個實施例中，k為1且r為甲基。在一個實施例中，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的一些實施例中，每個r、r'和r"獨立地選自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基。在另一實施例中，k為0且每個r'和r"獨立地為烷基，其任選經雜環烷基或鹵基取代。在另一個實施例中，k為0且每個r'和r"獨立地選自甲基、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。在一個實施例中，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。在一些實施例中，一或多種季銨試劑包含具有化學式的試劑，其中r1、r2、r3和r4各獨立地為氫或烷基且y為如本文所定義的陰離子。在一些實施例中，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。在一些實例中，電解質包含約1wt％到約5wt％一或多種季銨試劑。在一些實例中，電解質包含約3wt％到約7wt％一或多種季銨試劑。且在一些實施例中，一或多種季銨試劑包含溴化n-甲基-n-乙基嗎啉鎓。在其它實例中，電解質包含約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。舉例來說，電解質包含約1wt％到約5wt％溴化四乙基銨。在一些實施例中，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：銨溴絡合劑、咪唑鎓溴絡合劑、吡咯烷鎓溴絡合劑、吡啶鎓溴絡合劑、鏻溴絡合劑和嗎啉鎓溴絡合劑。在一些實施例中，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。舉例來說，電解質包含約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)。舉例來說，電解質包含約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。舉例來說，電解質包含約1wt％到約6wt％(例如約1.5wt％到約5wt％)溴化四乙基銨。舉例來說，電解質包含約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，認為季銨試劑通過溴與季銨試劑形成絡合物產生浮力作用來增強電化學。因為電解質中的溴離子假聚合，所以其變得較重且沉至電解質體積底部，降低電池中的動力學。產生浮力作用的季銨試劑幫助緩和此問題，使得假聚合的溴離子離開電解質體積底部，并增加電池中的動力學。在一些實施例中，電解質進一步包含小于1wt％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。舉例來說，電解質包含小于1wt％sn和in。在一些實施例中，電解質進一步包含約30wt％到約50wt％水。在一些實施例中，電解質進一步包含約35wt％到約45wt％水。在一些實例中，水進行去礦化，直到其電阻大于約8mω·cm(例如約10mω·cm或更大或大于約10mω·cm)。在一些實施例中，電解質進一步包含足夠hbr以賦予電解質約2到約4(約2.5到約3.5)的ph值。在一些實施例中，電解質進一步包含約0.1wt％到約2wt％(例如約0.3wt％到約1wt％)乙酸。在替代實施例中，電解質包含約0.1wt％到約2wt％乙酸、乙酸鈉、乙酸鉀或其任何組合。在一些實施例中，電解質進一步包含約2wt％到約8wt％(例如約3wt％到約5wt％)檸檬酸單水合物。在一些實施例中，電解質進一步包含約2wt％到約8wt％(例如約3wt％到約5wt％)檸檬酸二氫鉀單水合物。在一些實施例中，電解質進一步包含約2wt％到約8wt％(例如約3wt％到約5wt％)乙二酸。在一些實施例中，電解質進一步包含約2wt％到約8wt％(例如約3wt％到約5wt％)乙二酸。在一些實施例中，電解質進一步包含穩定添加劑。舉例來說，穩定添加劑為乙酸、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。在一些實施例中，添加劑增強電化學。在其它實施例中，添加劑不改變電化學。本發明的另一個方面提供了一種用于二次鹵化鋅電化學電池的電解質，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。本發明的另一個方面提供了一種用于二次鹵化鋅電化學電池的電解質，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。本發明的另一個方面提供了一種用于二次鹵化鋅電化學電池的電解質，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。在一些實施例中，電解質包含約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。在一些實施例中，電解質包含約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。在一些實施例中，電解質包含約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。在一些實施例中，電解質包含約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。在另一個實施例中，溴化甲基乙基吡啶鎓為溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓。在另一個實施例中，溴化甲基乙基吡啶鎓為溴化1-乙基-3-甲基吡啶鎓。在一些實施例中，電解質包含約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。在另一個實施例中，溴化甲基乙基吡啶鎓為溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓。在一些實施例中，電解質包含約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。在一些實施例中，電解質包含約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。在一些實施例中，電解質包含約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。在一些實施例中，電解質包含約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。在一些實施例中，電解質包含約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。在一些實施例中，電解質包含約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。制備電解質的方法本發明的另一個方面提供一種制備用于二次鹵化鋅電化學電池的電解質的方法，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。在一些實施方案中，混合物包含約32wt％到約36wt％znbr2。在一些實施方案中，混合物包含約4wt％到約12wt％(例如約6wt％到約10wt％)溴化鉀(kbr)。在一些實施方案中，混合物包含約8wt％到約12wt％溴化鉀(kbr)。在一些實施方案中，混合物包含約4wt％到約12wt％(例如約6wt％到約10wt％)氯化鉀(kcl)。在一些實施方案中，混合物包含約8wt％到約14wt％氯化鉀(kcl)。在一些實施方案中，混合物包含約11wt％到約14wt％氯化鉀(kcl)。在一些實施方案中，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。舉例來說，電解質包含約1wt％到約5wt％溴化四乙基銨。在一些實施方案中，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：銨溴絡合劑、咪唑鎓溴絡合劑、吡咯烷鎓溴絡合劑、吡啶鎓溴絡合劑、鏻溴絡合劑和嗎啉鎓溴絡合劑。在一些實施方案中，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。舉例來說，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。舉例來說，電解質包含約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)。舉例來說，電解質包含約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。舉例來說，電解質包含約1wt％到約5wt％(例如約1.5wt％到約3.5wt％)溴化四乙基銨。舉例來說，電解質包含約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。舉例來說，乙二醇二甲醚包含四乙二醇二甲醚。在其它實例中，混合物包含約1wt％到約5wt％四乙二醇二甲醚。一些實施方案另外包含將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。在一些實例中，dme-peg具有約350amu到約3000amu的平均分子量(例如數目平均分子量mn)。在其它實例中，dme-peg具有約1200amu到約3000amu的平均分子量(例如數目平均分子量mn)。且在一些實例中，混合物進一步包含約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(例如數目平均分子量mn)。一些實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。在一些實例中，冠醚為18-冠-6或15-冠-5。在一些實例中，混合物包含約0.1wt％到約1wt％冠醚。一些實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)混合以產生混合物，其中所述混合物包含約0.1wt％到約1.0wt％醇。舉例來說，醇包含c1-4醇。在其它實例中，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。且在一些實例中，混合物進一步包含約0.25wt％到約0.75wt％叔丁醇。一些實施方案另外包含將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。且在一些實例中，混合物進一步包含約0.25wt％到約2.5wt％新戊二醇。一些實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。舉例來說，混合物包含少于1wt％sn和in。一些實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。在一些實施方案中，znbr2、kbr、kcl、水和一或多種季銨試劑在攪動下混合(例如攪拌混合物)。在一些實施方案中，本文所述的混合物任選進行過濾。在一些實施方案中，本文所述的混合物進行過濾。在一些實施方案中，本文所述的混合物不進行過濾。b.電池組堆參看圖18-20，本發明的另一個方面提供一種電池組堆，其包含多個至少部分安置于鹵化鋅電解質中并插入陰極末端組合件與陽極末端組合件之間的雙極性電極。陰極末端組合件、陽極末端組合件、鹵化鋅電解質和雙極性電極包括本文所述的任何實施例。1.框架構件在一些實施例中，本發明的電池組堆或電化學電池包含框架構件114，其插入兩個相鄰雙極性電極之間或插入雙極性電極與末端組合件(例如末端陽極組合件或末端陰極組合件)之間。在一個實施例中，如圖23中所示，框架構件具有外圍邊緣604和界定空心內部區域606的內部周圍邊緣608。內部周圍邊緣608界定空心內部區域，使得雙極性電極的陰極組合件緊鄰末端終板的內表面或相鄰雙極性電極板的后表面而不被框架構件干擾或阻擋。因此，空心內部區域至少與末端終板的電化學活性區域一樣大，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。在一些實施例中，框架構件被配置成使得空心內部區域大約以框架構件所容納的末端終板的電化學活性區域的中心和/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。在一些實施例中，框架構件的外圍界定電池組堆或電化學電池的外表面。在一些實施例中，框架構件包括：第一側面614，其與第一雙極性電極板或末端終板相對并固持其；和第二側面616，其安置于框架構件的與第一側面相對的側面上，其與第二雙極性電極板相對并固持其。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。在一些實施例中，框架構件的各側面包括密封凹槽612，其圍繞內部周圍邊緣延伸。在一些實例中，各密封凹槽大小和形狀被設定成符合由框架構件固持的對應雙極性電極板或末端終板的周圍邊緣的輪廓。且在一些實施例中，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形環或墊片)，當電化學電池或電池組堆經組裝以在電極板或終板與框架構件之間提供密封界面時，在密封件壓縮在對應電極板或終板與框架構件之間時，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固持在相對電極平板與框架構件之間或電極板、終板和框架構件之間。在一些實施例中，框架構件具有一或多個固持柵欄610，其凸起至空心內部區域并在組裝電池組時限制壓板105或電極板移動。在其它實施例中，一或多個固持柵欄可自內部周圍邊緣延伸到內部區域。在一些實例中，固持柵欄可操作的接觸陰極籠的基本上平坦表面(例如陰極籠的袋形部分)，其在朝向框架構件的方向上遠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件的整個重量。各框架構件可由阻燃性聚丙烯纖維形成。各框架構件可容納兩個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水溶液(例如鹵化鋅電解質或溴化鋅電解質)。如圖19中所示，與壓板相鄰安置的框架構件可任選包括一或多個釋壓閥以釋放來自電化學電池或電池組堆內的過度壓力。在一些實施例中，釋壓閥包括被配置成延伸穿過框架的模制托架和釋壓閥頂罩。2.壓板在一些實施例中，電化學電池或電池組堆包含一對壓板105、105a、105b，其位于電化學電池或電池組堆的端部。在一些實施例中，各壓板包括外表面512和安置于壓板的與外表面相對的側面上并與相鄰框架構件相對的內表面504。圖22展示與電化學電池或電池組堆的正(+)陽極末端關聯的壓板的外表面和與電化學電池或電池組堆的負(-)陰極關聯的壓板的內表面。在一些實施例中，壓板由6061-t6鋁形成并可通過沖壓來制造。在其它實施例中，壓板由不銹鋼形成并可通過機械加工來制造。在一些實施例中，末端孔502a、502b延伸穿過各壓板以暴露用于與連接/電力電纜電連接的對應末端。在一些實施例中，壓板具有穿過壓板形成的通孔，其用以容納一或多個框架螺栓或系桿120。舉例來說，第一列四(4)個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構件，所述加強構件在壓板接觸相鄰末端框架構件時減少應力集中。此外，切口可耗散電化學電池或電池組堆產生的熱。外表面和切口可界定一或多個通道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。且在一些實施例中，壓板的各內部表面具有一或多個切口。在一些實施例中，各壓板的內表面可包括基本上平坦的表面，其用以嚙合相鄰框架構件的外表面。在一些實施例中，各壓板的內表面還界定凹入區域，所述凹入區域的尺寸和形狀被配置成用于容納接合到與對應相鄰壓板關聯的末端終板并從其凸起的導電杯狀構件的至少一部分。在一些實施例中，孔口可延伸穿過壓板終板的內表面和外表面，代替凹入區域，以暴露導電杯狀構件的至少一部分和末端。在本發明的電化學電池或電池組堆的一些實施例中，各框架構件和各對壓板具有對應通孔，所述通孔被配置成用于容納螺栓或系桿穿過其并用以使用扣件(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電池或電池組堆。在各框架構件的一些實施例中，各壓板、各末端終板和每個雙極性電極板具有一或多個對應通孔，所述一或多個通孔用以將所述組件對準，使得末端、導電杯狀構件、陰極組合件和電化學活性區域在梢釘112穿過其放置時共享相同近似中心。在一些實施例中，電池組堆包含第一雙極性電極、第二雙極性電極和框架構件114，其中所述框架構件插入第一雙極性電極之間，框架構件具有第一側面和第二側面，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；且其中框架構件的第一側面被配置成用于容納第一電極板的前側的至少一部分，且框架構件的第二側面被配置成用于容納第二電極板的背側的至少一部分。參看圖19和20，本發明的另一個方面提供一種界定縱向軸線l的雙極性電池組堆，雙極性電池組堆1000在電池組對應近端和遠端包含一對末端組合件104，各末端組合件包含導電杯狀構件310，所述導電杯狀構件包含末端壁312、側壁304和與末端壁由側壁隔開的邊緣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應邊緣的外表面316和內表面318，所述接合實現當對應末端壁與對應末端電接觸時在對應末端308與終板之間穿過杯狀構件的雙向均勻電流。在一些實施例中，末端組合件對應于上文參考圖12-17所述的末端組合件104。在一些實施例中，電池組1000進一步包含至少一對在所述對末端組合件之間以平行定向布置的中間雙極性電極102、102'。在這些實施例中，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。在一些實施例中，各電池組堆或電化學電池進一步包含與終板302的外表面相對且可解除式緊固接觸的對應壓板105a、105b，各壓板包含被配置成用于容納對應末端308的孔口502a、502b。在這些實施例中的一些中，導電杯狀構件的末端壁的至少一部分通過壓板的孔口暴露。在其它實施例中，末端壁和至少一部分側壁通過壓板的孔口暴露。圖7說明具有穿過其形成的其對應孔口的壓板。在其它實施例中，凹入區域可安置在各壓板的向內表面，其被配置成用于容納對應杯狀構件。在這些實施例中，末端孔可穿過各壓板的凹入區域形成以暴露末端。在一些實施例中，壓板的向外/外表面包括切口以減輕壓板的整個重量并幫助耗散由電池組產生的熱。在一些實施例中，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沿著縱向軸線l(圖19)將兩個壓板和插入框架構件壓縮在一起。在一些實施例中，各對應末端終板的電化學活性區域包含由對應邊緣密封的第一表面區域和在對應邊緣外圍外部的剩余第二表面區域，第一和第二表面區域基本上相等。在一些實施例中，各末端壁遠離對應末端終板的向外表面突出。在一些實施例中，末端壁之一在沿縱向軸線的近端方向遠離對應末端終板的向外表面突出，且另一個末端壁在沿縱向軸線的相對遠端方向遠離對應末端終板的向外表面突出。在一些實施例中，導電杯狀構件的末端壁在電化學電池組合件的近端和遠端的對應處暴露。在一些實施例中，電池組堆或電化學電池中末端組合件之一進一步在與對應導電杯狀構件相對的側面上包含安置于對應末端終板的內表面上的陰極組合件202，所述陰極組合件插入終板內表面與相鄰雙極性電極板的后表面之間。在一些實施例中，各邊緣居中于對應末端終板的電化學活性區域內。在一些實施例中，導電杯狀構件的各邊緣通過焊接件或膠粘劑接合到對應末端終板的向外表面。在一些情況下，膠粘劑是導電性的。在一些實施例中，至少一個導電杯狀構件包含銅/鈦包層。在一些實施例中，至少一個導電杯狀構件的內表面包含銅。在其它實施例中，至少一個導電杯狀構件的外表面包含鈦。在一些實施例中，各對應末端接觸對應末端壁的中心位置。在一些實施例中，邊緣包含從側壁向外徑向延伸的凸緣。iii.實例實例1-電解質配方用于下文描述的電解質配方的成分為試劑級。表1：電解質成分的成分本發明的電解質如下調配：表2：電解質1-1號配方(基礎配方)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：234.12100.00電解質編號1-1產生未過濾的混濁混合物。電解質編號1-2用相同量的相同成分調配，但此電解質在測試前過濾。表3：電解質1-3號配方成分量(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：244.12100.00表4：電解質1-4號配方成分量(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：238.57100.00測試電解質配方3號以過濾與未過濾的混合物形式制備。表5：電解質1-5號配方成分量(g)wt％znbr2101.336.78水10036.31kbr23.88.64kcl37.213.51乙酸1.110.40溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓4.961.80溴化四乙基銨6.12.2118-冠-60.550.20溴化十六烷基三甲基銨0.40.15總計：275.42100表6：電解質1-6號配方成分量(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：234.12100.00表7：電解質1-7號配方成分量(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：243.72100.00表8：電解質1-8號配方成分量(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：234.12100.00表9：電解質1-9號配方表10：電解質1-10號配方成分量(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：244.98100.00表11：電解質1-11號配方成分量(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：243.92100.00表12：電解質1-12號配方表13：電解質1-13號配方成分量(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：233.92100.00表14：電解質1-14號配方成分量(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：233.92100.00表15：電解質1-15號配方表16：電解質1-16號配方成分量(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(來自溶液)～0.026～0.0106總計：～240.86～100.00表17：電解質1-17號配方成分量(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(來自溶液)～0.026～0.0104總計：～249.46～100.00表18：電解質1-18號配方表19：電解質1-19號配方成分量(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(來自溶液)～0.026～0.0107總計：～244.01～100.00表20：電解質1-20號配方表21：電解質1-21號配方成分量(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(來自溶液)～0.026～0.0111總計：～235.21～100.00表22：電解質1-22號配方成分量(g)wt％znbr28530.83水9534.46kbr217.62kcl45.816.61乙酸1.110.40溴化1-乙基-2-甲基吡啶鎓9.923.60溴化四乙基銨12.24.4218-冠-60.550.20dme-peg200041.45dme-peg100010.36溴化十六烷基三甲基銨0.10.04sncl2·2h2o～0.0047～0.0017in(in于硝酸溶液中)～0.0025～0.0009硝酸(來自溶液)～0.026～0.0094總計：～275.71～100.00表23：電解質1-23號配方成分量(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(來自溶液)～0.026～0.0101總計：～258.17～100.00表24：電解質1-24號配方成分量(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(來自溶液)～0.026～0.0105總計：～247.11～100.00表25：電解質1-25號配方表26：電解質1-26號配方成分量(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(來自溶液)～0.026～0.0105總計：～247.11～100.00表27：電解質1-27號配方成分量(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(來自溶液)～0.026～0.0106總計：～244.91～100.00表28：電解質1-28號配方表29：電解質1-29號配方成分量(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(來自溶液)～0.026～0.0106總計：～244.30～100.00表30：電解質1-30號配方成分量(g)wt％znbr28534.68水9538.76kbr218.57kcl208.16乙酸鋅1.320.54溴化1-乙基-2-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(來自溶液)～0.026～0.0106總計：～245.12～100.00表31：電解質1-31號配方成分量(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(來自溶液)～0.026～0.0106總計：～244.91～100.00在此實例1中，測試含有本發明的各種季銨試劑的電解質以評估季銨試劑對溴化鋅電化學電池的功率和穩定性的作用。圖32說明針對測試且歸類為銨絡合劑、吡啶鎓或吡咯烷鎓絡合劑或咪唑鎓絡合劑的大部分季銨試劑，所觀測到的功率和穩定性的典型范圍。穩定電解質，即在60℃下暴露于br2七天后顯示ph值微小改變的電解質是所需的。具有更快br2動力學，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將產生具有更高功率的電池且也是所需的。ph穩定性實驗在此實例1中，對以上各電解質進行穩定性實驗以確定電解質配方中的成分是否穩定或當在60℃下暴露于br2七天時經歷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(當存在時)、dme-peg(當存在時)和任何其它有機成分。接著添加季銨試劑，接著氯化錫二水合物(當存在時)和銦-硝酸溶液(當存在時)混合到配方。最后，濃hbr酸添加到以上各配方中以調整ph值到約3。200克電解質置于琥珀色瓶中。使用琥珀色瓶以保持光遠離感光性溴。測量電解質的ph值。將3.75克溴添加到電解質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，并將外加的電解質置于烘箱中60℃下7天。在7天時間后，測量外加電解質的ph值(冷卻到室溫后)以評估溴對電解質成分的作用。在測量和標注一周溶液的ph值后，其必須用封口膜重新包裹且必須再次置于烘箱中。如果在外加溴并經受高溫7天時間后電解質配方的初始ph值改變不超過約1.0的值，則其表征為穩定。功率實驗各外加溴的電解質添加到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。所有電極都浸沒在燒瓶中的外加電解質中。進行線性掃描伏安法(lsv)實驗，其中電位相對于飽和甘汞電極從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測量。在br2還原期間實現的最大功率通過還原br2的限制電流乘以在所述限制電流下實現的最高電壓計算。還原br2的最大功率通常在相對于飽和甘汞電極約0.4v實現。穩定性實驗和功率實驗的結果提供于圖32-34中。實例1b-包括實例1a的電解質配方的電化學電池參看圖35-38，將如以上實例1a中所述調配之所選電解質添加至干電化學測試電池，評估這些電池隨充電循環次數而變的放電容量、庫倫效率、運行時間和能量效率。此實例中所用的干電池如圖1中所示形成。每個測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去離子水一起調配。無水成分預混合于具有抗靜電滾筒襯墊的55加侖滾筒中以形成相對均質混合物，向其中添加ptfe分散液和去離子水，并攪拌所得混合物以產生面團物質。面團物質成塊(長度約5.24cm，寬度約3.94cm，厚度約3.7mm)并經鍋爐干燥，以去除水分，從而形成碳物質塊。這些塊中的三者添加到測試電池中的陰極籠。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(長度約13.5cm，寬度約8.375cm，厚度約0.005cm)。對陰極籠進行沖壓以具有袋形部分的減小表面區域(長度約5.187cm，寬度約11.952cm)，且陰極籠從一個凸緣的外圍邊緣到相對凸緣的外圍邊緣的寬度得到總長度約5.73cm且全寬度約12.495cm，且袋形深度約0.157cm。經調變的孔圖案用酸化學蝕刻到陰極籠的袋形部分的減小表面區域中，其中沿行相鄰孔的中心在x方向上間隔約0.065cm且每兩行在y方向上間隔約0.152cm。陰極籠負載有隔板和3塊碳物質以形成陰極組合件，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，且與電極板的每個側邊的偏移為約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的雙極性電極板的表面上，激光焊接導電杯狀構件，使得杯狀構件的中心近似與陰極籠的減小表面的中心對準或以其為中心。因此，此組件用作測試電池的末端陰極組合件和雙極性電極。末端陽極組合件同樣由尺寸基本上與具有被激光焊接到末端陽極終板的外表面，使得杯狀構件的中心近似與末端陰極組合件的杯狀構件的中心共線的橢圓形杯狀構件的雙極性電極板相同的末端終板形成。導電杯狀構件由沖壓的碳化鈦物質形成。最終通過其中容納密封環的單一高密度聚乙烯框架構件插入末端陽極組合件與末端陰極組合件之間并將組件壓縮在兩個相對6061-t6鋁壓縮板之間，來組裝測試電池。將干電池組用下文描述的所選電解質構筑并滿載。對于這些實驗，如實例2中所述的對照電解質1號用于對照電化學電池中。在電池循環期間，電池充電到750mah并以20ma/cm2放電。此測試的結果提供于圖35-38中。實例2-電解質2-1號雙極性靜態(不流動)電池測試：以下電解質配方在如圖18-20中所示的電池組堆中測試。電池組堆的28個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去離子水一起調配。無水成分預混合于具有抗靜電滾筒襯墊的55加侖滾筒中以形成相對均質混合物，向其中添加ptfe分散液和去離子水，并攪拌所得混合物以產生面團物質。面團物質成塊(長度約5.24cm，寬度約3.94cm，厚度約3.7mm)并經鍋爐干燥，以去除水分，從而形成碳物質塊。這些塊中的三者添加到測試電池中的陰極籠。雙極性電極板由用tic涂布的鈦金屬(可購自賓夕法尼亞州埃克斯頓的鈦金屬公司)形成并成形為具有45°斜切拐角的板(長度約13.5cm，寬度約8.375cm，厚度約0.005cm)。對陰極籠進行沖壓以具有袋形部分的減小表面區域(長度約5.187cm，寬度約11.952cm)，且陰極籠從一個凸緣的外圍邊緣到相對凸緣的外圍邊緣的寬度得到總長度約5.73cm且全寬度約12.495cm，且袋形深度約0.157cm。經調變的孔圖案用酸化學蝕刻到陰極籠的袋形部分的減小表面區域中，其中沿行相鄰孔的中心在x方向上間隔約0.065cm且每兩行在y方向上間隔約0.152cm。陰極籠負載有隔板和3塊碳物質以形成陰極組合件，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，且與電極板的每個側邊的偏移為約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在雙極性電極上，如上所述在與陰極組合件相對的側面上激光焊接導電杯狀構件而形成，使得杯狀構件的中心近似與陰極組合件的減小表面的中心對準或以其為中心。末端陽極組合件同樣由尺寸基本上與具有被激光焊接到末端陽極終板的外表面，使得杯狀構件的中心近似與末端陰極組合件的杯狀構件的中心共線的橢圓形杯狀構件的雙極性電極板相同的末端終板形成。導電杯狀構件由沖壓的碳化鈦物質形成。將與末端陰極組合件的相對陰極組合件的減小表面對應的末端陽極終板的一部分內表面噴沙以提供粗糙表面。通過高密度聚乙烯框架構件插入1)陰極末端終板與雙極性電極之間，2)每個雙極性電極之間，和3)末端陽極終板與雙極性電極之間，組裝測試電池組堆，需要總共30個框架構件。30個框架構件每一者具有位于其第一表面上的密封環和位于其第二表面上的密封環。兩個相對6061-t6鋁壓板使用系桿和扣件與相鄰組件相抵來壓縮30個框架構件，如圖18-20中所示。將干電池組堆用下文描述的電解質構筑并滿載。對照電解質1號：對照電解質1號的配方是基于美國專利第4,482,614號中描述的式。對照電解質1號如下調配：表32：對照電解質1號的配方成分量wt％znbr2675g67.5nh4cl100g10peg15g1.5di水210g21總計：1000g100對照電解質2號：對照電解質2號的配方是基于以下中所述的式：嚴政勛,嚴賢孫,雷元浩等人,表面活性劑對鋅/溴氧化還原液流電池的性能的作用：電流效率和系統穩定性的提高,電源雜志275(2015)294-297(yan,junghoon,yan,hyeonsun,ra,howonetal.effectofasurfaceactiveagentonperformanceofzing/bromineredoxflowbatteries:improvementincurrentefficiencyandsystemstability,journalofpowersources275(2015)294-297)。對照電解質2號如下調配：表33：對照電解質2號的配方成分量wt％znbr2507g50.7zncl268g6.8溴化n-甲基-n-乙基吡咯烷鎓155g15.5di水270g27總計：1000g100電解質配方2-1：本發明的電解質如下調配：表34：測試電解質2-1號配方成分量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此電解質的ph值用濃hbr調至3。對于這些測試，每種電解質負載到兩個測試堆中以提供雙重測試數據(即n＝2)。每個測試堆最初以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。結果：參看圖28、29a和29b，電池組堆能量(wh)作為充電循環次數函數的曲線證實使用測試電解質的測試堆比對照電解質中的任一者在更多個充電循環期間維持更大充電和放電能量。且電池組電容(ah)作為充電循環次數函數的曲線證實使用電解質2-1配方的測試堆比對照電解質中的任一者在更多個充電循環期間維持更大充電電容。實例3：陰極籠孔圖案陰性對照-如實例1b中描述，形成兩個干測試電池，其中例外為此兩個電池中的陰極籠在陰極籠的袋形部分上具有一系列未調變孔。將干測試電池用對照電解質1號滿載并充電。測試電池-如實例1b中描述形成三個干測試電池，在陰極籠的袋形部分的減小表面上包括調變孔圖案。干測試電池用對照電解質1號滿載并充電。參看圖30a-31c，在充電后，將測試電池解構并評估鍍覆在電池的陽極表面上的鋅。圖30a和30b展示陰性對照測試電池中的鋅鍍覆，而圖31a-31c展示測試電池上的鋅鍍覆。圖30a-31c說明對由在相應袋形區域上具有調變孔圖案的陰極籠形成的測試電池所觀測到的增強的鋅鍍覆。如圖30a和30b中所示，當對應陰極籠具有一系列未調變孔時，鋅金屬以不規律圖案沉積。相比之下且如圖31a、31b和31c中所示，當對應陰極籠具有一系列調變孔時，鋅金屬以更規則和完整的圖案沉積。實例4：電池組堆性能參看圖24、25a、25b、26、27a和27b，如實例2中所述的測試堆經歷充電/放電循環，以評估測試堆的性能特性。來自此測試的數據繪制于此實例3中所提及的圖中。其它實施例顯然，以上僅僅涉及本發明的優選實施例并在不背離如以下權利要求書和其相等物所界定的本發明的精神和范文下可進行大量改變和修改。當前第1頁12