[發明專利]二級固態電源

有效

• 申請號: 200680021969.0
• 申請日: 2006-04-19
• 公開（公告）號: CN101341614A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 亞歷山大·阿爾卡季葉維奇·波塔寧
• 申請（專利權）人: 波塔寧協會有限公司
• 主分類號: H01M6/18
• 分類號: H01M6/18;H01M4/58
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 孫皓晨

1.二級固態電源，其組成如下：金屬或合金形式的陽極An⁰，該陽極的氟化 導致形成具有高同量異位素形成電勢的一種氟化物或多種氟化物、具有高離子傳 導性和低電子傳導性的固體氟化物離子導體形式的電解質、和基于一種氟化物或 基于多種氟化物固溶體的具有低同量異位素形成電勢的固體陰極KtF⁰；其中放電 陰極反應是KtF⁰+e^-→F^-+Kt′，陽極放電反應是An⁰+F^-→An′F+e^-，其特征在 于，

所述陰極在比固體電解質的分解電壓更低的電壓下，對氟離子是可逆的，此 時其充-放電陰極反應為

所述陽極在比固體電解質的分解電壓更低的電壓下，對氟離子是可逆的，此 時的充-放電陽極反應為

并且所述陽極、電解質和陰極包括至少一種在充電/放電循環中防止電池破壞 的成分，所述防止電池破壞的成分為聚合物，或離子導體，或玻璃。

2.根據權利要求1的二級固態電源，其中陽極和陰極的可逆性都通過在陽極 和陰極中引入固態氟化物離子導體而實現。

3.根據權利要求1或2的二級固態電源，其中陽極和陰極的可逆性都通過在 陽極和陰極中引入具有高電子傳導性的固態導體而實現。

4.根據權利要求1的二級固態電源，其中在放電狀態下，陽極是選自Li，K， Na，Sr，Ba，Ca，Mg，Al，Ce，La的金屬或其合金，或者是選自所列舉的金屬 與選自Pb，Cu，Bi，Cd，Zn，Co，Ni，Cr，Sn，Sb，Fe的金屬的合金；并且在 充電狀態下，陽極相應地由所述金屬的氟化物組成。

5.根據權利要求1的二級固態電源，其中在充電狀態下，陰極可以由氟化物 制成，包括：MnF₂，MnF₃，TaF₅，NdF₅，VF₃，VF₅，CuF，CuF₂，AgF，AgF₂， BiF₃，PbF₂，PbF₄，CdF₂，ZnF₂，CoF₂，CoF₃，NiF₂，CrF₂，CrF₃，CrF₅， GaF₃，InF₂，InF₃，GeF₂，SnF₂，SnF₄，SbF₃，MoF₅，WF₅或者所述氟化物的合 金，或者上述各種物質中的多種構成的混合物制成；并且在放電狀態下，其可以 由選自以下的金屬制成：Mn，Ta，Nd，VF，Cu，Ag，Bi，Pb，Cd，Zn，Co， Ni，Cr，Ga，In，Ge，Sn，Sb，Mo，W，或它們的合金，或上述各種物質中的多 種構成的混合物制成。

6.根據權利要求1的二級固態電源，其中所述固體電解質是La或Ce的氟化 物，或者是基于所述La或Ce的氟化物的復合型氟化物，所述復合型氟化物包含 堿土金屬的一種氟化物或多種氟化物、和/或堿金屬的氟化物、和/或堿金屬的氯化 物。

7.根據權利要求1的二級固態電源，其中所述固體電解質由基于堿土金屬氟 化物的、與稀土金屬氟化物或/和堿金屬的氟化物或/和堿金屬的氯化物的合金性添 加劑的復合型氟化物組成。

8.根據權利要求1的二級固態電源，其中所述固體電解質由基于PbF₂的復合 型氟化物組成，包含SrF₂，或BaF₂，或CaF₂，或SnF₂，以及KF的添加劑。